DE10003126C2 - Walzapparat und Verfahren zum Justieren eines solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzapparat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Justieren eines Walzapparates nach Anspruch 5, wobei das Einrichten des Walzapparates mittels einer Steuereinheit abläuft.

Aus der DE 43 08 449 A1 ist ein Walzapparat zum Walzen von me­ tallischen Stäben oder Draht bekannt, der eine Anzahl von sternförmig angeordneten Walzen aufweist. Die Walzapparate sind reihenförmig entlang einer Walzgutlängsachse angeordnet. Die Walzen eines Walzapparates sind über eine Koppeleinheit mit einer jeweils einem Walzapparat zugeordneten Antriebsein­ heit wirkverbunden. Dadurch, dass jede Walze eines Walzappara­ tes angetrieben wird, kann ein größerer Umformungsgrad des Walzgutes erzielt werden, was eine Reduzierung der Walzappara­ te einer Walzanlage nach sich zieht. Auch die Gefahr des Durchrutschen des Walzgutes kann dadurch vermindert werden. Nachteilig an dem bekannten Walzapparat ist jedoch, das eine voluminöse und aufwendige Koppeleinheit mit mehreren Getriebe­ stufen zur Übertragung des von der Antriebseinheit abgegebenen Drehmoments an die Walzen erforderlich ist.

Aus dem Aufsatz "Neue Generation von kombinierten 3-Walzen- Blöcken in Stabstahl- und Drahtstraßen" von Ammerling, Stahl und Eisen 1995, JG 115 Heft 2, Seiten 47 bis 50 ist ein Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht bekannt, wobei den sternförmig angeordneten Walzen jeweils gesondert eine Antriebseinheit zugeordnet sind. Eine Koppeleinheit ist vorgesehen zur Übertragung des von der Antriebseinheit abgege­ benen Drehmoments an die jeweilige Walze. Nachteilig an dem bekannten Walzapparat ist, dass lediglich eine radiale Walzen­ verstellung vorgesehen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Walzapparat von metallischen Stäben oder Draht derart weiterzubilden, dass der Walzapparat zum einen einen kompakten Aufbau aufweist und zum anderen ein zuverlässiges und effektives Walzen ermög­ licht und ein Verfahren zum Justieren eines solchen Walzapparates zu entwickeln.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der erfindungsgemäße Walzappa­ rat die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Walzapparates be­ steht darin, dass die Walzapparate gleichförmig und platzspa­ rend ausgebildet sind. Vorteilhaft können die Walzapparate ei­ ner Walzanlage einfach ausgetauscht werden, wobei die Drehzahl der Walzen eines Walzapparates durch direkt wirkende Ansteuer­ maßnahmen der Antriebseinheit verwirklicht werden können. Vor­ teilhaft bewirkt der erfindungsgemäße Walzapparat stets einen symmetrischen Aufbau der Walzen zueinander. In Verbindung mit vor und nach dem Walzapparat angeordneten Führungselementen kann somit das Walzgut unabhängig von dem Walzgutquerschnitt zentriert bewegt werden. Ein unerwünschtes Einwirken von Bie­ gekräften mittels vor oder nach dem Walzapparat angeordneten Führungselementen wird hierdurch wirksam verhindert. Vorteil­ haft kann darüber hinaus die Rüstzeit verringert werden. Wei­ terhin kann hierdurch der Walzvorgang zuverlässiger gestaltet werden.

Des weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Justieren eines Walzapparates nach Anspruch 5, wobei das Einrichten des Walzapparates mittels einer Steuereinheit abläuft mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst.

Vorteilhaft kann unter Einsatz einer Datenverarbeitungseinheit und eines Justierprogramms eine bedienungsfreundliche Kontrol­ le über die eingestellte Betriebsposition der Walzen bereitge­ stellt werden. Änderungen der Einstelldaten können auf einfa­ che Weise in eine Eingabeeinheit des Datenverarbeitungsgerätes eingegeben und in demselben mittels einer Steuereinheit wei­ terverarbeitet werden zur Beaufschlagung der jeweiligen Wal­ zen. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung zum einen einen schnelleren und zum anderen einen sichereren Rüstwechsel.

Eine Antriebseinheit kann versetzt zu einer Längsfläche des Gehäuses angeordnet sein, so dass sich die Antriebseinheit nicht in der Wirkungsebene des Walzapparates bzw. der Walzen befindet. Zum einen kann hierdurch das Gehäuse stabiler und steifer ausgebildet sein. Zum anderen wird dadurch eine ver­ besserte Zugänglichkeit zu den Walzen ermöglicht, was einen schnelleren Walzenwechsel bedeutet.

Zahnräder des Walzapparates dienen zur Kopplung einer An­ triebswelle der seitlich versetzt zu dem Gehäuse angeordneten Antriebseinheit zu einer in Längsrichtung innerhalb des Gehäu­ ses zu der Walze verlaufenden Koppelstange. Auf diese Weise ist eine einfache und sichere Kopplung zwischen der seitlich angeordneten Antriebseinheit und einer Walze gegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Walzapparates,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Walzapparates,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Walzen entsprechend eines Türkenkopfes und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ansteuervorrichtung für einen Walzapparat.

Fig. 1 zeigt einen Walzapparat 1 mit einem plattenförmigen Gehäuse 2, in dessen zentralen Bereich sternförmig angeordnete Walzen 3 gelagert sind. Gegenüberliegende Walzen 3 weisen parallele Drehachsen 4 auf, die in Richtung der Drehachsen 4 versetzt zueinander angeordnet sind. Die so gebildete Konfiguration der Walzen 3 wird auch im Fachjar­ gon als "Türkenkopf" bezeichnet, siehe Fig. 3.

Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist rechtwinklig zueinander stehende Außenflächen auf. Es weist gegenüberliegender und parallele großflächige Längsseiten 5 und eine Mehrzahl von sich an diesen an­ schließenden Schmalseiten 6 auf. Die Walzen 3 sind jeweils in einem zentralen Randbereich von Teilquadranten 7 des Ge­ häuses 2 angeordnet. Von den Walzen 3 erstreckt sich je­ weils in Richtung des Randes des Gehäuses 2 eine Koppelein­ heit 8, die vorzugsweise ein Koppelgestänge umfasst und zum einen mit einer nicht dargestellten Welle der Walze 3 und zum anderen mit einer Antriebswelle 9 eines im Randbereich des Gehäuses 2 angeordneten Antriebseinheit 10 in Eingriff steht.

Jeder Walze 3 ist gesondert eine Koppeleinheit 8 und eine Antriebseinheit 10 zugeordnet. Die Antriebseinheit 10 er­ streckt sich mit ihrer Antriebswelle 9 koaxial zu der ihr zugeordneten Walze 3. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, er­ möglichen zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 11 und 12, wobei das Zahnrad 11 mit dem Koppelgestänge ver­ bunden ist und wobei das Zahnrad 12 mit der Antriebswelle 9 der Antriebseinheit 10 verbunden ist, dass die Antriebsein­ heit 10 parallel versetzt zu dem Gehäuse 2 bzw. versetzt zu einer Längsmittelachse 13 des Gehäuses 2 angeordnet sein kann. Die Antriebseinheit 10, die vorzugsweise als Elektro­ motor ausgebildet ist, ist auf diese Weise beabstandet zu dem Gehäuse 2 angeordnet, wobei der Zugang zu den Walzen 3 nicht behindert wird. Die Walzen 3 können somit unabhängig voneinander angesteuert bzw. betrieben werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 ist ein Walzapparat 15 vorgesehen, der im Wesentlichen den gleichen Aufbau aufweist wie der Walzapparat 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Walzen 3 mittels einer nicht dargestellten Koppeleinheit mit einer Stelleinheit 16 der­ art wirkverbunden, dass die Walzen 3 jeweils in radialer und/oder axialer Richtung, siehe Pfeil 26 in Fig. 3, ver­ stellbar sind. Die Stelleinheit 16 weist vorzugsweise nicht dargestellte Servomotoren für jede Bewegungsrichtung auf. Vorteilhaft kann hierdurch bei einem Rüstwechsel eine sol­ che Walzenstellung eingenommen werden, dass eine Walzgut­ längsachse 17 stets mit einer Zentralachse 18 des Walzappa­ rates 1 zusammenfällt. Die Zentralachse 18 ist vorzugsweise eine Symmetrieachse des Gehäuses 2 bzw. eine Führungsach­ se, entlang derer das Walzgut mittels zwischen benachbarten Walzapparaten angeordneten Führungselementen geführt wird. Eine solche Walzanlage besteht vorzugsweise aus einer Mehr­ zahl von Walzapparaten 1 bzw. 15, zwischen denen die Füh­ rungsmittel angeordnet sind.

Die Stelleinheit 16 steuert bei Änderung der Breite des Walzgutes gleichzeitig eine rechte Walze 3 in radialer Richtung und eine untere Walze 3 in axialer Richtung an, so dass diese Walzen 3 beispielsweise nach rechts verschoben werden. Entsprechend werden die obere und die linke Walze 3 gleichzeitig in axialer bzw. radialer Richtung nach links verschoben, so dass eine vorgegebene Walzgutlängsachse 17 unverändert bleibt. Die gleiche paarweise Ansteuerung der Walzen 3 erfolgt bei Anpassung an das Walzgut in der Höhe, wobei hier die obere und die rechte Walze 3 bzw. die linke und untere Walze 3 paarweise angesteuert werden.

Alternativ kann auch gleichzeitig eine Verstellung in der Breite und Höhe erfolgen, wobei gleichzeitig alle Walzen 3 angesteuert werden.

Alternativ kann die Stelleinheit 16 jeweils auch einen ein­ zigen Servomotor aufweisen, wobei mittels einer Umlenkein­ richtung, die in der Koppeleinheit 8 integriert ist, si­ chergestellt ist, dass eine Walze 3 wahlweise in radialer oder axialer Richtung bewegbar ist.

Zur Ansteuerung der beschriebenen Walzapparate 1, 15 kann eine Ansteuervorrichtung vorgesehen sein, die im Wesentli­ chen eine Steuereinheit 19, eine Eingabeeinheit 20, eine Anzeigeeinheit 21 und eine Messeinrichtung 22 umfasst.

Die Steuereinheit 19 kann als Datenverarbeitungsgerät mit einem Mikroprozessor und einem Speicher ausgebildet sein. Die Steuereinheit 19 steht mit einem Monitor als Anzeige­ einheit 21 und einer Tastatur als Eingabeeinheit 20 in Ver­ bindung. Mittels der Eingabeeinheit 20 wird einer Bedien­ person ermöglicht, Vorgabedaten 23 zur Positionierung der Walzen 3 einzugeben. Diese Vorgabedaten 23 werden in der Steuereinheit 19 in für die Stelleinheit 16 weiterverar­ beitbare Steuersignale 24 umgewandelt zur Betätigung der in der Stelleinheit 16 integrierten Servomotoren. Entlang ei­ nes Rückführungszweiges 25 ist die Stelleinheit 16 mit der Steuereinheit 19 über die Messeinrichtung 22 verbunden, die einen Positionsgeber aufweist und der Steuereinheit 19 fortlaufend aktuelle Positionsdaten der jeweiligen Walzen 3 liefert. In der Steuereinheit 19 werden diese aktuellen Po­ sitionsdaten mit den Vorgabedaten 23 verglichen und so lan­ ge mit dem Steuersignal 24 auf die Stelleinheit 16 einge­ wirkt, bis die Differenz zwischen den Vorgabedaten 23 und den aktuellen Positionsdaten zu Null geworden ist. Auf die­ se Weise kann schnell und zuverlässig eine Positionierung der Walzen 3 vorgenommen werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Ansteuereinrichtung kann der Speicher der Steuereinheit 19 ein Justierprogramm und die Positionsdaten einer Referenzwalze aufweisen, so dass bei einem Rüstvorgang lediglich Korrekturwerte, die die Abweichung von der fest vorgegebenen Position der Refe­ renzwalze repräsentieren, mittels der Eingabeeinheit einge­ geben zu werden brauchen. Die Positionsdaten der Referen­ zwalze können daher als Referenz dienen, wobei die Bedien­ person lediglich entsprechende Kennungen eingeben kann, die für ein jeweiliges Walzprogramm stehen. Das mühevolle und zu Fehlern neigende Eingeben von Zahlen kann dadurch ver­ mieden werden. Zumindest kann durch Eingabe von Zahlen als Korrekturdaten eine Vereinfachung der Eingabe erfolgen.

Claims (8)

1. Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht mit einem Gehäuse, wobei mehrere sternförmig angeordnete Walzen vorgesehen sind, denen jeweils gesondert eine An­ triebseinheit zugeordnet sind, und mit einer Koppelein­ heit zur Übertragung des von der Antriebseinheit abgege­ benen Drehmoments an die jeweilige Walze, dadurch gekenn­ zeichnet, dass vier Walzen (3) sternförmig angeordnet sind, wobei parallele Drehachsen (4) gegenüberliegender Walzen (3) in Richtung der Drehachse (4) versetzt ange­ ordnet sind, und dass die Antriebseinheit (10) eine je­ weils einer Walze (3) zugeordnete Stelleinheit (16) um­ fasst, derart, dass jede Walze (3) in Abhängigkeit von Vorgabedaten (23) sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse (4) derselben ver­ schiebbar ist.

2. Walzapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (16) jeweils einen Servomotor aufweisen und dass die Koppeleinheit (8) eine Umlenkeinrichtung aufweist zur wahlweisen Beaufschlagung der Walze (3) in radialer oder axialer Richtung.

3. Walzapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass zusätzlich eine Steuereinheit (19) vorgesehen ist, die auf die Stelleinheiten (16) der Walzen (3) der­ art einwirkt, dass die Walzen (3) in Abhängigkeit von den Vorgabedaten (23) durch Verstellen in axialer und/oder radialer Richtung in die vorgegebene Position positio­ nierbar ist.

4. Walzapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) einen Mikroprozessor und einen Speicher aufweist, wobei in dem Speicher ein Programm zur Verarbeitung der Vorgabedaten (23) vorgesehen ist.

5. Walzapparat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, dass die Stelleinheit (16) entlang eines zusätzli­ chen Rückführungszweiges (25) über eine Messeinrichtung (22) mit der Steuereinheit (19) verbunden ist, so dass der Steuereinheit (19) stets die aktuellen Positionsdaten der Stelleinheit (16) zuführbar sind, dass die Steuerein­ heit (19) mit einer Eingabeeinheit (20) verbunden ist zur Eingabe von Vorgabedaten (23) und dass nach Vergleich der Vorgabedaten (23) mit den aktuellen Positionsdaten die Steuereinheit (19) ein solches Steuersignal (24) erzeugt zur Ansteuerung der Stelleinheit (16), bis die Walze (3) die vorgegebene Betriebsposition eingenommen hat.

6. Verfahren zum Justieren eines Walzapparates nach Anspruch 5, wobei das Einrichten des Walzapparates mittels einer Steuereinheit (19) abläuft, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicher der Steuereinheit (19) ein Justierpro­ gramm abläuft, wobei einer mit der Steuereinheit (19) ge­ koppelten Anzeigeeinheit (21) die aktuellen Positionsda­ ten einer Referenzwalze zugeführt werden zur Anzeige der aktuellen Positionsdaten, und dass dann in der Steuerein­ heit (19) in Abhängigkeit von den in die Eingabeeinheit (20) eingegebenen Daten das Steuersignal (24) erzeugt wird zur Beaufschlagung der Stelleinheit (16).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Eingabeeinheit (20) Korrekturdaten eingegeben wer­ den, die einen Differenzbetrag zu den Positionsdaten der Referenzwalze bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Eingabeeinheit (20) Vorgabedaten (23) einge­ geben werden und dass in Abhängigkeit von den eingegebe­ nen Vorgabedaten (23) in der Steuereinheit (19) Korrek­ turdaten berechnet werden zum Erzeugen eines korrespon­ dierenden Steuersignals (24) für die Ansteuerung der Stelleinheit (16).