CZ200778A3 - Válcovací stroj profilu - Google Patents

Abstract

Válcovací stroj profilu je opatren alespon dvema otácitelnými nebo otocnými válci (2, 3), osaditelnými nebo osazenými profilovacími nástroji (20, 21,30, 31), pro tvárení za tepla polotovaru usporadatelného nebo usporádaného mezi válci (2, 3), a alespon jedním pohonem (42, 43) pro pohon válcu (2, 3), pricemž tento alespon jeden pohon (42, 43) obsahuje alespon jeden hydromotor (44, 45).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká válcovacího stroje profilů.

Dosavadní stav techniky

Pro tváření polotovarů z výchozího tvaru na požadovaný přechodný tvar (předvalek, předběžné tváření) nebo konečný tvar (hotový výrobek, dokončovací tváření) jsou vedle mnoha jiných způsobů známé i způsoby válcování, které se počítají ke způsobům tlakového tváření. Při válcování se polotovar (vývalek) uspořádá mezi dvěma rotujícími válci a působením přetvářného tlaku rotujícími válci se mění ve svém tvaru. U způsobu válcování profilů jsou na obvodu válců uspořádány nástrojové profily, které umožní vytváření odpovídajících profilů v polotovaru. Při válcování plochých polotovarů působí válcové nebo kuželové vnější plochy válců přímo na polotovar.

Pokud se týká relativního pohybu nástrojů nebo válců na jedné straně a zpracovávaného polotovaru na druhé straně se způsoby válcování dále dělí na podélné válcování, příčné válcování a šikmé válcování. Při podélném válcování se polotovar pohybuje kolmo k osám otáčení válců v přímočarém pohybu a většinou bez otáčení meziprostorem mezi válci (mezera mezi válci). Při příčném válcování se polotovar nepohybuje přímočaře vzhledem k válcům nebo jejich osám otáčení, nýbrž se pouze otáčí kolem své vlastní osy, která je obvykle hlavní osou setrvačnosti, zejména osou symetrie u rotačně symetrického polotovaru. U kombinace obou druhů pohybu při • · · ·

podélném válcování a při příčném válcování se hovoří o šikmém válcování. Válce jsou přitom zpravidla uspořádány šikmo vůči sobě a vůči zpracovávanému polotovaru, který se pohybuje přímočaře a rotačně.

Válcovací stroje profilů, u nichž dva válce s profilovými nástroji ve tvaru klínu, uspořádanými na vnějším obvodu, rotují ve stejném smyslu kolem navzájem paralelních os otáčení, se proto označují rovněž jako příčné klínové válce. Nástroje přitom mají geometrii ve tvaru klínu nebo v průřezu geometrii ve tvaru trojúhelníku a mohou se podél obvodu ve svém radiálním rozměru v jednom směru zvětšovat a/nebo probíhat šikmo k ose otáčení válců.

Tyto příčné klínové válce nebo profilovací příčné válce umožňují mnohotvárné masivní tváření zpracovávaných polotovarů s vysokou precizností nebo přesností rozměrů. V důsledku tlakových sil vyvozovaných nástroji ve tvaru klínu na zpracovávaný polotovar se přitom procesem tečení v polotovaru mění rozložení materiálu v polotovaru v průběhu otáčení válců. Nástroje ve tvaru klínu mohou na rotujícím zpracovávaném polotovaru vytvářet obvodové drážky a jiná zúžení. Axiálním přesazením v obvodovém směru nebo šikmým uspořádáním nástrojových klínů relativně k ose otáčení se mohou například v polotovaru vytvářet struktury a zúžení měnící se například axiálně vůči ose otáčení. Zvětšováním nebo zmenšováním vnějšího průměru nástrojových klínů při průběhu kolem osy otáčení se mohou v kombinaci s šikmým uspořádáním vytvářet mezi dvěma zúženími různého průřezu v polotovaru axiálně probíhající úkosy a kontinuální přechody. Klínový tvar nástrojů umožňuje výrobu jemných struktur vnějšími hranami klínů nebo vnějšími plochami klínů. Příčné klínové válce jsou zvlášť vhodné na výrobu podlouhlých rotačně symetrických výrobků se zúženími nebo vyvýšeními, jako výstupky nebo žebry.

Přetvářná tlaková síla, jakož i teplota tváření jsou závislé na materiálu, z něhož zpracovávaný polotovar sestává, jakož i na požadavcích na rozměrovou přesnost a kvalitu povrchu po tváření. Zejména u železných nebo ocelových polotovarů se tváření při válcování obvykle provádí při zvýšených teplotách, aby se dosáhlo tvářitelnosti nebo schopnosti tečení materiálu potřebné pro tváření. Tyto teploty, vznikající zejména při kování, mohou při takzvaném tváření za studená ležet v rozsahu pokojové teploty, při tváření při částečném ohřevu mohou ležet mezi 550 °C a 750 °C, a při takzvaném tváření za tepla mohou lež nad 900 °C. Teplota tváření nebo teplota kování se obvykle uvede do rozsahu teplot, v němž probíhají v materiálu procesy zotavení a rekrystalizace a v němž se rovněž zabrání nežádoucím fázovým přeměnám.

Jsou známé příčné klínové válcovací stroje (nebo: příčné válcovací stroje profilů), u nichž se zpracovávané polotovary na začátku procesu válcování prostřednictvím polohovacího zařízení, které obsahuje dva polohovací nosiče (takzvaná vodicí pravítka), umístí do výchozí polohy mezi oběma válci, která obvykle odpovídá geometrickému středu nebo středu mezery mezi válci. Nyní se tyto polohovací nosiče polohovacího zařízení odtáhnou zpět, takže polotovar se volně otáčí mezi válci a mezi nástroji se tváří na požadovaný tvar. Po tomto válcovacím nebo tvářecím postupu a odpovídajícím dohotovení polotovaru se polotovar uchopí vybráním v rotujícím válcovacím nástroji a vyhodí.

Ze spisu DE 1 477 088 C je známý příčný klínový válcovací stroj pro příčné válcování rotačních těles nebo plochých polotovarů se dvěma pracovními válci rotujícími ve stejném směru otáčení, na jejichž válcových plochách jsou vyměnitelně uspořádány klínové

nástroje. Tyto klínové nástroje mají vždy redukční lišty, probíhající ve tvaru klínu nebo trojúhelníku, stoupající od pláště válce až do koncové výškové polohy přizpůsobené vyráběnému výrobku, a zdrsněné rýhováním nebo jiným způsobem, a ve stejném odstupu od pláště válce probíhající hladké tvářecí plochy ve tvaru klínu s kalibračním účinkem. Tyto klínové nástroje jsou vytvořeny jako deformační segmenty a probíhají pouze na části obvodu příslušného povrchu válce. Na zpracovávaném polotovaru se navzájem k sobě přivrácené povrchy a nástroje obou pracovních válců pohybují protiběžne nebo v opačném smyslu vůči sobě.

Spis EP 1 256 399 Al obsahuje příčný válcovací stroj se dvěma paralelně provozovanými moduly vždy dvou ve stejném směru otáčení rotujících válců, které mají nástroje vytvořené ve tvaru poloskořepin s radiálně vystupujícími nástrojovými klíny na své obvodové ploše, přičemž tváření zpracovávaného polotovaru vyžaduje pouze otočení o polovinu obvodu jednoho páru válců. Všechny čtyři válce jsou poháněny pouze jedním hnacím motorem přes vždy jednu mezi nimi zařazenou převodovou jednotku a hnací hřídel.

Ze spisu DE 195 26 071 Al je známé zařízení pro válcování profilů ve zpracovávaném polotovaru, zejména příčné válcování, podélné válcování a šikmé válcování závitů, rýh, profilů ozubených válců nebo podobně, se dvěma tvářecími válci, které se otáčejí kolem navzájem paralelních os otáčení ve stejném smyslu otáčení, a které jsou vždy poháněny jedním příslušným pohonem s hnacím motorem, přičemž každému pohonu je přiřazeno jedno brzdicí zařízení.

Spis DE 21 3 1 300 B obsahuje příčný válcovací stroj se dvěma osově paralelně vodorovně nad sebou ležícími profilovacími válci pro tváření a zkracování rotačně symetrických polotovarů, u něhož se profilovací válce dotýkají polotovarů na navzájem diametrálně

protilehlých obvodových místech, a dolní profilovací válec má vybrání pro odvedení válcovaného a zkráceného výrobku z mezery mezi válci.

Podstata vvnálezu

Úkolem vynálezu nyní je vytvořit nový válcovací stroj profilů.

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen znaky nároku 1.

Válcovací stroj profilů podle nároku 1 obsahuje alespoň dva otočné válce, opatřené (osazené) nástroji, pro tváření za tepla polotovaru uspořadatelného nebo uspořádaného mezi válci a alespoň jeden pohon pro pohánění válců, který obsahuje hydromotor. Hydromotor je hydraulicky poháněný otočný pohon, který je uváděn do otáčení tlakovou energií kapaliny, většinou minerálního oleje. Běžnými konstrukčními formami hydromotoru jsou motor s axiálními písty nebo čerpadlo s axiálními písty, rotační křídlový motor, motor s radiálními písty, lopatkový motor a motor s ozubenými koly.

Použitím hydromotoru jsou u válcovacího stroje profilů pro kování výkovků za tepla možné nové dynamické vlastnosti. Kromě toho je umožněno podstatně kompaktnější provedení válcovacího stroje profilů než u elektromotorů používaných podle dosavadního stavu techniky.

Pod pojmem „tváření za tepla“ se přitom rozumí každé masivní tváření nebo přeměna tvaru polotovaru na jiný tvar při teplotách kování nad 900 °C, jak již bylo v úvodu popsáno, včetně předběžného tváření a tváření načisto.

Výhodná provedení a další vytvoření válcovacího stroje vyplývají z nároků závislých na nároku 1.

U jedné výhodné formy provedení je provedeno takové opatření, že každý pohon nebo každý hydromotor se urychlí nebo zpomalí na provozní otáčky a/nebo provozní kroutící moment pro provoz válce (válců) v průběhu maximálního intervalu úhlu natočení nejvýše 3°, nejvýše 2,2°, nejvýše 1° nebo nejvýše 0,5° pro příčný válcovací stroj profilů a nejvýše 25° nebo nejvýše 20° nebo nejvýše 15° pro kovací válcovací stroj.

U jedné další výhodné formy provedení má alespoň jedeu nebo každý pohon provozní kroutící moment mezi asi 5000 Nm a asi 80000 Nm, zejména mezi asi 30000 Nm a asi 60000 Nm, pro příčný válcovací stroj profilů a mezi asi 20000 Nm a asi 400000 Nm, zejména mezi asi 150000 Nm a asi 300000 Nm, pro kovací válcovací stroj.

U jedné další výhodné formy provedení má alespoň jeden nebo každý pohon provozní otáčky mezi 5 1/min a 900 1/min, zejména mezi 10 1/min a 50 1/min, pro příčný válcovací stroj profilů a mezi 100 1/min a 900 1/min pro kovací válcovací stroj.

Při přímém pohonu, při němž je hydromotor přímo spojen s válcem, odpovídá maximální interval úhlu natočení nebo provozní kroutící moment nebo provozní otáčky pohonu tomu, popřípadě těm, hydromotoru.

U pohonu s převodovkou mezi hydromotorem a válcem se provozní kroutící moment nebo provozní otáčky pohonu zjistí z provozního kroutícího momentu nebo provozních otáček • ·

hydromotoru dělením převodovým poměrem převodovky a maximální interval úhlu natočení pohonu se zjistí z maximálního intervalu úhlu natočení násobením převodovým poměrem převodovky.

Pro oba nebo všechny válce může být upraven jeden společný pohon. S výhodou obsahuje každý válec jeden příslušný pohon.

U jednoho dalšího výhodného provedení je rovněž provedeno takové opatření, že rychlost otáčení, zejména úhlová rychlost, otáčky nebo obvodová rychlost, alespoň jednoho z válců jsou řízeny nebo regulovány v závislosti na poloze natočení alespoň jednoho z válců prostřednictvím odpovídajícího řídicího nebo regulačního zařízení.

U první formy provedení se zvolí nebo je zvolena závislost rychlosti otáčení válců na poloze natočení válce (válců) v závislosti na zpracovávaném polotovaru. Za tím účelem se předem zjistí optimální průběh rychlosti otáčení přizpůsobený polotovaru a potom se nastaví při tváření polotovaru.

V první fázi se polotovar umístí mezi válce. Ve druhé fázi procesu se polotovar tváří mezi otáčejícími se nástroji válců. Ve třetí fázi procesu se polotovar opět vyjme nebo vyhodí z meziprostoru mezi válci. V časovém průběhu těchto tří fází procesu se samozřejmě mění i průběžně úhel natočení nebo úhlová poloha válců.

Nyní se může rychlost otáčení měnit v různých fázích procesu a/nebo i uvnitř jedné fáze procesu.

U jedné varianty se rychlost otáčení válců v první fázi procesu zvolí alespoň průměrně nižší než v průběhu druhé fáze procesu.

• · · ·

U jedné alternativní nebo přídavné varianty se rychlost otáčení válců v průběhu druhé fáze procesu zvolí alespoň v průměru větší než v průběhu třetí fáze procesu. S výhodou se zpracovávaný polotovar v průběhu první fáze procesu prostřednictvím polohovacího zařízení automaticky umístí mezi válce.

Na začátku druhé fáze procesu se polotovar s výhodou zachytí vybráním v nástrojích alespoň jednoho válce a potom v průběhu druhé fáze procesu válcuje mezi nástroji obou válců. Rychlost otáčení se nyní u jedné výhodné formy provedení po uchopení polotovaru vybráním v nástrojích válce (válců) zvýší.

S výhodou se dále na začátku třetí fáze procesu polotovar uchopí vybráním v nástrojích alespoň jednoho válce a vyhodí z meziprostoru mezi válci. Před uchopením polotovaru dalším vybráním ve válci nebo válcích se nyní rychlost otáčení válců s výhodou sníží.

Rychlosti otáčení při uchopení polotovaru na začátku druhé fáze procesu a při uchopení polotovaru na konci druhé fáze procesu jsou zejména přibližně stejné.

U jedné výhodné formy provedení se rychlost otáčení v průběhu druhé fáze procesu udržuje alespoň částečně konstantní.

Rychlost otáčení válce (válců) se však může měnit i v druhé fázi procesu, zejména tehdy, když větší počet nástrojů na válci zpracovává polotovar v po sobě v různých dílčích fázích procesu druhé fáze procesu. Například se může rychlost otáčení na začátku jedné dílčí fáze procesu snížit.

Rychlost otáčení se může i v průběhu první fáze procesu a umísťování polotovaru udržovat alespoň částečně konstantní.

Rychlost otáčení a/nebo směr otáčení válců se alespoň v úhlových úsecích nebo časových úsecích, s výhodou převážně, nastaví v podstatě vůči sobě stejně, mohou se však nastavit i alespoň v některých úsecích rozdílně od sebe.

Aktuální poloha natočení válce (válců) se může výpočetně zjistit z výchozí polohy nebo referenční polohy válce (válců) a z průběhu rychlosti otáčení. S výhodou se však poloha natočení válce (válců) určí prostřednictvím alespoň jednoho zařízení na zjišťování polohy. Toto zařízení na zjišťování polohy s výhodou obsahuje alespoň jeden inkrementální snímač úhlové polohy nebo snímač absolutní hodnoty a/nebo optický, magnetický, indukční nebo ultrazvukový snímač úhlové polohy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v následujícím blíž objasněn na příkladných provedeních. Přitom se uvádí odkaz na výkresy, na nichž vždy schematicky obr. 1 znázorňuje válcovací stroj profilů se dvěma válci a jedním společným pohonem v pohledu zepředu, částečně v řezu, obr. 2 válcovací stroj profilů podle obr. 1 v půdorysu při pohledu shora, částečně v řezu, obr. 3 válcovací stroj profilů podle obr. 1 a obr. 2 v bokorysu, obr. 4 oba pracovní válce válcovacího stroje profilů v příčném řezu před vložením polotovaru, obr. 5 oba pracovní válce válcovacího stroje profilů v příčném řezu při vložení polotovaru, obr. 6 pracovní válce se zpracovávaným polotovarem v příčném řezu, obr. 7 oba pracovní válce při vyhazování výrobku a obr.8 hydraulický hnací okruh se dvěma hydromotory pro každý válec válcovacího stroje profilů, obr. 9 jednu formu provedení válcovacího stroje se dvěma válci a nezávislými pohony těchto válců v pohledu zepředu, částečně v řezu, a obr. 10 v bokorysu válcovací stroj podle obr. 9.

Navzájem si odpovídající díly a veličiny jsou na obr. 1 až 10 opatřeny týmiž vztahovými značkami.

Příklady provedení vynálezu

Forma provedení válcovacího stroje X, znázorněná na obr. 1 až 3, vytvořeného jako příčný klínový válec nebo příčný klínový válcovací stroj, obsahuje první pracovní válec 2., který je natáčitelný nebo otočný kolem osy A otáčení, a druhý pracovní válec 3_, který je natáčitelný nebo otočný kolem osy B. otáčení. Smysl otáčení obou pracovních válců 2 a 3_ je znázorněn vyobrazením šipkami a je stejný. Osy A a B_ otáčení jsou uspořádány v podstatě navzájem paralelně a při pohledu na příklad provedení podle obr. 1 až 3 ve směru síly tíže jsou nad sebou, takže i pracovní válce 2 a 3. jsou uspořádány nad sebou. Pracovní válce 2, 3. mají v podstatě válcovou vnější plochu. Je rovněž vyznačen odstup W mezi válcovými plochami obou pracovních válců 2 a 3.

Na vnější ploše nebo plášťové ploše pracovních válců 2 a 3_jsou vždy upevněny, zejména upnuty, nástroje 20 a 21, 30 a 31 v průřezu ve tvaru klínu. U této znázorněné formy provedení jsou nástroje 20 a prvního pracovního válce 2 a nástroje 30, 31 druhého pracovního ···· ·« »11 • · * • ♦ · • · · • · · • · ·

·· ···· válce 3. uspořádány vždy šikmo a pod úhlem k příslušné ose A a B. otáčení, přičemž nástroje 20 a 21 pracovního válce 2. jsou vzhledem k střední ose M, probíhající mezi oběma válci paralelně s osami A, B otáčení a definující geometrický střed, uspořádány axiálně ve v podstatě stejných polohách. Nástroje 20 a 21, 30 a 31 se ve směru po obvodu ve svém průřezu zvětšují, přičemž toto zvětšování průřezu je u nástrojů 20 a 21 ve stejném směru otáčení nebo orientaci a u nástrojů 30. a 31 druhého pracovního válce 3_ je opačné nebo v opačném smyslu vůči směru otáčení nebo orientaci nástrojů 20 a 21 prvního pracovního válce 2.

Každý pracovní válec 2. a 3. je rozebíratelně upevněn v upevňovacím zařízení sestávajícím ze dvou dílů a může být z tohoto upevňovacího zařízení v jeho odblokovaném stavu vyjmut pro výměnu nástrojů 20 a 21, 30 a 31, nebo celých pracovních válců 2 a 3. s nástroji 20 a 21, 30. a 31. Upevňovací zařízení 12 je určeno pro pracovní válec 2 a upevňovací zařízení 13 pro pracovní válec 3_. První díl 12A upevňovacího zařízení 12, znázorněný na obr. 1 a 2 vlevo, obsahuje kuželové uložení 1 4 pro uložení nástavce 24 (volného konce hřídele) ve tvaru komolého kužele, rozkládajícího se axiálně s osou A otáčení směrem ven od pracovního válce 2. Druhý díl 12B obsahuje odpovídajícím způsobem uložení 15 pro uložení odpovídajícího nástavce 25 pracovního válce 2 kuželovité se směrem od pracovního válce 2 zužujícího a probíhajícího axiálně s osou A otáčení. Pod výsledným klínovým a svěracím účinkem je pracovní válec 2_ pevně upnut v uloženích 14 a 15 upevňovacího zařízení 12, přičemž axiální síla na uložení 1 5 ve směru osy A otáčení směrem k pracovnímu válci 2 pro upevnění pracovního válce 2 je vytvořena pružinou 16 nebo nějakým jiným elementem vyvozujícím axiální sílu. Uložení 14 a 15 jsou vytvořena otočně symetricky k ose A otáčení a uložena v blíže neoznačených otočných ložiscích.

Uložení 14 pokračuje jako dutý hřídel axiálně s osou A otáčení a na své koncové oblasti odvrácené od pracovního válce 2 obsahuje ozubené kolo 18, které, stejně jako odpovídající ozubené kolo 19, které je přiřazeno druhému pracovnímu válci 3_, je v záběru s řídicím ozubeným kolem (pastorek, hnací ozubené kolo) 5_. Ozubené kolo 1 8, které slouží pro pohon prvního pracovního válce 2 prostřednictvím upevňovacího zařízení 12, přitom zabírá shora do řídicího ozubeného kola 5. a ozubené kolo 19, které je spojeno s druhým pracovním válcem 3. pomocí upevňovacího zařízení 13, zabírá zdola do řídicího ozubené kola 5_.

Řídicí ozubené kolo 5. je nyní spojeno prostřednictvím výstupního hřídele 45 s hnacím motorem 4. Řídicí ozubené kolo 5_, výstupní hřídel 45 a - neznázorněný - rotor hnacího motoru 4 jsou přitom otáčitelné nebo otočné kolem jedné společné osy R otáčení. Pohon vytvořený z hnacího motoru 4, výstupního hřídele 45 a řídicího ozubeného kola 5., určený pro ozubená kola (ozubená kola válců) 18 a 19, a tudíž pro pracovní válce 2 a 3_ otáčející se synchronně s ozubenými koly 1 8 a 19, je proto přímým pohonem.

Hnacím motorem vykonávaný mechanický výkon odpovídá součinu kroutícího momentu a úhlové rychlosti nebo úhlové frekvence ω, přičemž tato úhlová frekvence ω se rovná součinu 2π a otáček n.

Hnacím motorem 4 je hydromotor a má vysoký kroutící moment i při poměrně malých otáčkách n hnacího motoru 4 pro vytváření potřebného hnacího výkonu pro hnací válce 2 a 3_. Vysoký kroutící moment způsobuje rovněž velmi rychlé zrychlení otáčení. Pohon ve formě hydromotoru může válce urychlit zejména uvnitř úhlu natočení pouze 1°, s výhodou dokonce pouze 0,5°, na jmenovité otáčky, ·· · · • 13

například 30 1/min. Tato vysoká dynamika nebo zrychlení otáčení hydromotoru jen při přímém pohonu nebo hnacího systému sestávajícího z hydromotoru a převodovky umožňuje velmi dynamické řízení otáček.

Převodový poměr z řídicího ozubeného kola 5. na ozubená kola 18 a 19 se proto může zvolit v rozsahu kolem 1, zejména mezi přibližně 1:1a přibližně 1:2. Při převodovém poměru 2 se pracovní válce 2 a 3 otáčejí dvakrát rychleji než řídicí ozubené kolo 5_ a hnací motor 4, při převodovém poměru 1:1 přesně stejně. Typické otáčky pracovních válců 2. a 3_ leží mezi přibližně 10 otáček za minutu (1/min) a přibližně 40 1/min, obvykle 15 1/min u příčného klínového válcovacího stroje a 30 1/min u kovacího válcovacího stroje.

Pomocí takto nízkootáčkového hnacího motoru 4 nebo pohonu nebo hnacího motoru 4 otáčejícího se malými otáčkami může být nyní realizováno velmi dynamické přizpůsobování a řízení nebo regulace otáček pracovních válců 2 a 3.

Obr. 4 až 7 nyní znázorňují možný průběh příčného válcovacího procesu profilů při tváření za tepla polotovaru 10. Je znázorněno polohovací zařízení 60 pro polotovar 10, které obsahuje dva relativně vůči sobě pohyblivé polohovací díly (vodicí pravítka) 61, 62.

Obr. 4 znázorňuje polohu pracovních válců 2 a 3. před vložením polotovaru 10. Stejné smysly otáčení obou pracovních válců 2 a 3_ kolem příslušných os A a B otáčení jsou naznačeny odpovídajícími šipkami. V nástroji 20, který probíhá segmentovitě kolem vnější plochy pracovního válce 2 a kolem osy A otáčení, je upraveno vybrání 23. Ve druhém pracovním válci 3. je rovněž v segmentovitém nástroji 30 upraveno další vybrání 33.

• · • · • · « ·

9 9 — 14

····

Polotovar 10 se nyní prostřednictvím dvou vodicích pravítek blíže neznázorněného polohovacího zařízení umístí do polohy mezi pracovními válci 2 a 3., v níž se zachytí vybráním 23 v nástroji 20 prvního pracovního válce 2. Tuto fázi procesu s polotovarem 10 umístěným ve výchozí poloze znázorňuje obr. 5. Na polotovaru 10 se pohybují k sobě navzájem přivrácené povrchy pracovních válců 2 a 3. v opačném smyslu, neboli proti sobě navzájem.

Při dalším otáčení pracovních válců 2 a 3_ vůči sobě se nyní polotovar 10 dostane mezi nástroje 20 a 30 a pod tlakem těchto nástrojů 20 a 30, které mají od sebe menší odstup w než je původní průměr polotovaru 10, se uvede na menší průměr. Tento po tváření vzniklý zmenšený průměr (zápich) polotovaru 10 v místě znázorněném v příčném řezu prakticky odpovídá minimálnímu odstupu w mezi nástroji 20 a 30 pracovních válců 2 a 3. Poloha pracovních válců 2. a 3 s v průběhu vlastního procesu válcování přetvořeným polotovarem 10 ležícím mezi nimi je znázorněna na obr. 6.

Na obr. 7 je konečně znázorněna poloha pracovních válců 2 a 3_, v níž polotovar 10 spadl do vybrání 33 nástroje 30 druhého pracovního válce 3_ a, při dalším otáčení pracovního válce 3_, bude z meziprostoru mezi pracovními válci 2 a 3 vyhozen.

V procesu válcování je tedy možno v zásadě rozlišovat tři fáze tohoto procesu, totiž první fázi procesu pro předběžnou přípravu procesu válcování a umístění polotovaru do výchozí polohy, tedy fázi procesu, která je znázorněna na obr. 4 a 5, dále druhou fázi procesu, při níž dochází k vlastnímu procesu válcování a polotovar se tváří mezi nástroji obou pracovních válců, podle obr. 6, a konečně třetí fázi procesu, při níž se polotovar opět z nástrojů vyjme, podle obr. 7.

— 15

Obr. 1 a 3 dále znázorňují šnekové kolo 9, které je spojeno s ozubeným kolem 18 pro pracovní válec 2 a umožňuje přestavování nebo nastavování relativní úhlové polohy pracovního válce 2 relativně vůči pracovnímu válci 3_. Tím se mohou s přizpůsobením různým nástrojům nebo i pro korekci úhlových poloh pracovní válce 2 a 3 relativně vůči sobě nastavovat.

Pro nastavení nebo korigování vůle mezi zuby nebo záběru zubů mezi ozubenými koly 18 a 19, jakož i centrálním řídicím ozubeným kolem 5_, může být dále upraven neznázorněný přestavovací pohon, který může pohybovat rotačním pohonem s hydromotorem 4, jakož i s převodovkou s výstupním hřídelem 45 a s řídicím ozubeným kolem 5_ relativně vůči oběma ozubeným kolům 18 a 19 válců. Tím se může korigovat asymetrický záběr nebo vůle mezi boky zubů. Dále je rovněž možné upravit oddělené pohony pro přestavování pracovních válců 2 a 3. s jejich ozubenými koly 18 a 19, takže záběr zubů ozubených kol 18 a 19 válců s centrálním řídicím ozubeným kolem 5. může být vždy nastaven nezávisle na sobě navzájem.

Upevňovací zařízení 12 a 13 obou pracovních válců 2 a 3_ jsou nesena nosným zařízením 6. a v něm uložena nebo ukotvena. Nosné zařízení 6 obsahuje čtyři sloupkovité nosné elementy 6A až 6D, které jsou uspořádány v pravoúhlém uspořádání a umístěny na společné podlahové desce 6E, která je uložena, namontována nebo upevněna na podlaze 5 0. V každém z nosných elementů 6A až 6D je uspořádána příslušná tažná kotva 7A až 7B svisle v podélném směru příslušného nosného elementu 6A až 6D, který je upevněn dole na nosné desce 6E a nahoře upnut prostřednictvím kontramatice, s výhodou hydraulicky ovládané kontramatice 9B, 9C na obr. 3. Přitom se pod hydraulickou matici položí podložný prstencový element opatřený zářezem, když je hydraulická matice v povoleném stavu, a potom vyvinutím hydraulického tlaku se matice na tento podložný prstencový element

44 přitlačí. Tím se může nosné zařízení, které tvoří stojan válcovacího stroje, uvést pod určité tažné napětí. To vede k vyztužení válcovací stolice.

Obr. 8 znázorňuje hydraulický spínací obvod s hydraulickým okruhem 100, který obsahuje hydraulické čerpadlo 101, které je poháněné elektromotorem 105, hydraulický zásobník 106 pro uložení hydraulického média a dva hydromotory 102 a 103. Hydraulický tlak v hydraulickém okruhu 100 se vytváří hydraulickým čerpadlem 101, které dopravuje hydraulické médium, obvykle hydraulický olej, v hydraulickém okruhu 100 nebo je uvádí pod určitý hydraulický tlak. Hydraulický zásobník 106 slouží k uložení hydraulického média jako zásobníku energie nebo rezervní energie. Oba hydromotory 102 a 103 jsou připojeny k hydraulickému čerpadlu 101 navzájem paralelně. Každý hydromotor 102 a 103 pohání prostřednictvím příslušného výstupního hřídele 112, 113 příslušnou převodovku 202, 203 příslušného pracovního válce 2, 3. válcovacího stroje profilů, který jinak na obr. 8 není znázorněn.

Obr. 9 a 10 znázorňují další formu provedení příčného klínového válcovacího stroje £, u něhož je na rozdíl od formy provedení podle obr. 1 až 3 upraven první pohon 42 pro první pracovní válec 2 a druhý pohon 43, nezávislý na prvním pohonu 42, pro druhý pracovní válec 3.· Každý pohon 42 a 43 obsahuje příslušný hydromotor 44 a 45 a jednu - blíže neznázorněnou - převodovku, například převodovku s ozubenými koly, zejména troj stupňovou, pro přenos kroutícího momentu hydromotoru 44 a 45 na příslušný pracovní válec 2, 3_· Převodový poměr do pomala každé převodovky může činit například 1:35. U znázorněného příkladného provedení podle obr. 9 a 10 jsou osa C. otáčení výstupního hřídele hydromotoru 44 prvního pohonu 42 a osa D otáčení výstupního hřídele hydrotomoru 45 druhého pohonu 43 uspořádány kolmo k osám AaB φφ φφφ φ φ φ φ · · · • φ φ » · · φφφ φ φ

ΦΦ Φ Φ 99

ΦΦ 9 9

9 9

9 9 9

9 9

ΦΦΦ ΦΦ • φφ® Φ· • φ φφφφ otáčení příslušných pracovních válců 2 a 3. a hydromotory 44 a 45 jsou na válcovací stolici uspořádány odpovídajícím způsobem bočně. Pracovní válce 2 a 3. mohou být poháněny buď synchronně nebo i asynchronně.

Claims (20)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Válcovací stroj profilů, zejména příčný válcovací stroj profilů a/nebo kovací válcovací stroj, s

   a) alespoň dvěma otáčitelnými nebo otočnými válci, osaditelnými nebo osazenými profilovacími nástroji, pro tváření za tepla polotovaru uspořadatelného nebo uspořádaného mezi válci,

   b) alespoň jedním pohonem pro pohon válců, přičemž

   c) tento alespoň jeden pohon obsahuje alespoň jeden hydromotor.
2. 2. Válcovací stroj podle nároku 1, u něhož se každý pohon nebo každý hydromotor urychlí nebo zpomalí na provozní otáčky a/nebo provozní kroutící moment pro provoz válce (válců) v průběhu maximálního intervalu úhlu natočení nejvýše 3°, nejvýše 2,2°, nejvýše 1° nebo nejvýše 0,5° pro příčný válcovací stroj profilů a nejvýše 25° nebo nejvýše 20° nebo nejvýše 15° pro kovací válcovací stroj.
3. 3. Válcovací stroj podle nároku 1 nebo nároku 2, u něhož má alespoň jeden pohon provozní kroutící moment mezi asi 5000 Nm a asi 80000 Nm, zejména mezi asi 30000 Nm a asi 60000 Nm, pro příčný válcovací stroj profilů a mezi asi 20000 Nm a asi 400000 Nm, zejména mezi asi 150000 Nm a asi 300000 Nm, pro kovací válcovací stroj.
4. 4. Válcovací stroj podle jednoho z nároků 1 až 3, u něhož má každý pohon provozní otáčky mezi 5 1/min a 900 1/min, zejména mezi 10 1/min a 50 1/min, pro příčný válcovací stroj profilů a mezi 100 1/min a 900 1/min pro kovací válcovací stroj.

   «19
5. 5. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, přičemž každému válci je přiřazen alespoň jeden pohon pro nezávislé pohánění válců.
6. 6. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, u něhož je upraven jeden společný pohon pro alespoň dva z válců.
7. 7. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, u něhož alespoň jeden pohon obsahuje kromě alespoň jednoho hydromotoru alespoň jednu převodovku pro přenos točivé síly nebo otočného pohybu hydromotoru na příslušný válec (příslušné válce).
8. 8. Válcovací stroj podle nároku 7, u něhož převodovka obsahuje alespoň jedno centrální hnací ozubené kolo spojené s výstupním hřídelem hydromotoru, jakož i dvě ozubená kola válců, která jsou v záběru nebo uveditelná do záběru s tímto hnacím ozubeným kolem a spojená s vždy jedním z válců.
9. 9. Válcovací stroj podle nároku 8, u něhož vůle mezi boky zubů nebo záběr zubů ozubených kol válců s hnacím ozubeným kolem je nastavitelná nebo korigovatelná.
10. 10. Válcovací stroj podle nároku 9, u něhož jsou upraveny prostředky pro pohyb hnacího ozubeného kola, s výhodou společně s hydromotorem, relativně vůči ozubeným kolům válců, zejména alespoň jeden přestavovací pohon.
11. 11. Válcovací stroj podle jednoho z nároků 8 až 10, u něhož převodový poměr převodovky z hydromotoru na každý z válců je stejný a s výhodou leží v rozsahu mezi 1:1 a 1:1,5.

    • 20 • ·· ·· ····
12. 12. Válcovací stroj podle nároku 7, u něhož převodový poměr jedné nebo každé převodovky leží v rozsahu mezi 1:15 a 1:50.
13. 13. Válcovací stroj podle jednoho z nároků 7 až 12, u něhož provozní otáčky jednoho nebo každého hydromotoru odpovídají součinu provozních otáček příslušného pohonu a převodového poměru převodovky tohoto pohonu.
14. 14. Válcovací stroj podle jednoho z nároků 7 až 13, u něhož provozní kroutící moment jednoho nebo každého hydromotoru odpovídá součinu provozního kroutícího momentu příslušného pohonu a převodového poměru převodovky tohoto pohonu.
15. 15. Válcovací stroj podle jednoho z nároků 7 až 14, u něhož maximální interval úhlu natočení, uvnitř něhož je jeden nebo každý hydromotor zrychlen nebo zpomalen na provozní otáčky a/nebo provozní kroutící moment, odpovídá podílu maximálního intervalu úhlu natočení příslušného pohonu a převodového poměru převodovky tohoto pohonu.
16. 16. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, u něhož je alespoň jeden pohon nebo alespoň jeden hydromotor reverzovatelný ve svém směru otáčení.
17. 17. Válcovací stroj podle nároku 16, který je použitelný jako kovací válcovací stroj a příčný válcovací stroj profilů a obsahuje prostředky k reverzování směru otáčení a s výhodou i pro řízení rychlosti otáčení pohonu nebo hydromotoru alespoň jednoho válce, přičemž při použití jako kovací válcovací stroj jsou směry otáčení obou válců opačné a při použití jako příčný válcovací stroj profilů jsou směry otáčení obou válců stejné.

    • · · • · · — 21 • · · · · · • · · · · ·· ·· ·· ·
18. 18. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, s prostředky pro nastavování relativní úhlové polohy obou válců vůči sobě navzájem, zejména se šnekovým kolem spojeným s jedním z válců.
19. 19. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, obsahující alespoň jedno zařízení na zjišťování polohy pro zjišťování nebo určování polohy natočení alespoň jednoho z válců a s prostředky pro řízení pohonu (pohonů) válců nezávisle na této zjištěné poloze natočení válce (válců).
20. 20. Válcovací stroj podle jednoho z předcházejících nároků, u něhož alespoň jeden nebo každý válec obsahuje profilovací nástroje v průřezu ve tvaru klínu nebo trojúhelníku, které se podél obvodu zvětšují v jednom směru ve svém radiálním rozměru a/nebo probíhají šikmo k ose otáčení příslušného válce.