DE10003126C5

DE10003126C5 - Walzapparat und Verfahren zum Justieren eines solchen

Info

Publication number: DE10003126C5
Application number: DE10003126A
Authority: DE
Inventors: Volker Gerth; Josef Horstmann
Original assignee: Fuhr Karl GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Fuhr Karl GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1999-10-17
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: DE10003126A1; DE50009109D1; DE10003126C2

Abstract

Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht mit einem Gehäuse, wobei mehrere sternförmig angeordnete Walzen vorgesehen sind, denen jeweils gesondert eine Antriebseinheit zugeordnet sind, und mit einer Koppeleinheit zur Übertragung des von der Antriebseinheit abgegebenen Drehmoments an die jeweilige Walze, dadurch gekennzeichnet, dass vier Walzen (3) sternförmig angeordnet sind, wobei parallele Drehachsen (4) gegenüberliegender Walzen (3) in Richtung der Drehachse (4) versetzt angeordnet sind, und dass die Antriebseinheit (10) eine jeweils einer Walze (3) zugeordnete Stelleinheit (16) umfasst, derart, dass jede Walze (3) in Abhängigkeit von Vorgabedaten (23) sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse (4) derselben verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzapparat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 43 08 449 A1 ist ein Walzapparat zum Walzen von metallischen 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 Antriebseinheit wirkverbunden. Dadurch, dass jede Walze eines Walzapparates angetrieben wird, kann ein größerer Umformungsgrad des Walzgutes erzielt werden, was eine Reduzierung der Walzapparate 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 Getriebestufen 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 abgegebenen Drehmoments an die jeweilige Walze. Nachteilig an dem bekannten Walzapparat ist, dass lediglich eine radiale Walzenverstellung 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 ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist der erfindungsgemäße Walzapparat die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Walzapparates besteht darin, dass die Walzapparate gleichförmig und platzsparend ausgebildet sind. Vorteilhaft können die Walzapparate einer Walzanlage einfach ausgetauscht werden, wobei die Drehzahl der Walzen eines Walzapparates durch direkt wirkende Ansteuermaßnahmen der Antriebseinheit verwirklicht werden können. Vorteilhaft 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 Biegekräften mittels vor oder nach dem Walzapparat angeordneten Führungselementen wird hierdurch wirksam verhindert. Vorteilhaft kann darüber hinaus die Rüstzeit verringert werden. Weiterhin kann hierdurch der Walzvorgang zuverlässiger gestaltet werden.
Vorteilhaft kann unter Einsatz einer Datenverarbeitungseinheit und eines Justierprogramms eine bedienungs freundliche Kontrolle über die eingestellte Betriebsposition der Walzen bereitgestellt werden. Änderungen der Einstelldaten können auf einfache Weise in eine Eingabeeinheit des Datenverarbeitungsgerätes eingegeben und in demselben mittels einer Steuereinheit weiterverarbeitet werden zur Beaufschlagung der jeweiligen Walzen. 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 verbesserte Zugänglichkeit zu den Walzen ermöglicht, was einen schnelleren Walzenwechsel bedeutet.
Zahnräder des Walzapparates dienen zur Kopplung einer Antriebswelle der seitlich versetzt zu dem Gehäuse angeordneten Antriebseinheit zu einer in Längsrichtung innerhalb des Gehäuses 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:
1 eine schematische Ansicht eines Walzapparates,
2 eine Seitenansicht des Walzapparates,
3 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Walzen entsprechend eines Türkenkopfes und
4 ein Blockschaltbild einer Ansteuervorrichtung für einen Walzapparat.
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 Fachjargon als "Türkenkopf" bezeichnet, siehe 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 anschließenden Schmalseiten 6 auf. Die Walzen 3 sind jeweils in einem zentralen Randbereich von Teilquadranten 7 des Gehäuses 2 angeordnet. Von den Walzen 3 erstreckt sich jeweils in Richtung des Randes des Gehäuses 2 eine Koppeleinheit 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 erstreckt sich mit ihrer Antriebswelle 9 koaxial zu der ihr zugeordneten Walze 3. Wie aus 2 zu ersehen ist, ermöglichen zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 11 und 12, wobei das Zahnrad 11 mit dem Koppelgestänge verbunden ist und wobei das Zahnrad 12 mit der Antriebswelle 9 der Antriebseinheit 10 verbunden ist, dass die Antriebseinheit 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 Elektromotor 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 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 derart wirkverbunden, dass die Walzen 3 jeweils in radialer und/oder axialer Richtung, siehe Pfeil 26 in 3, verstellbar sind. Die Stelleinheit 16 weist vorzugsweise nicht dargestellte Servomotoren für jede Bewegungsrichtung auf. Vorteilhaft kann hierdurch bei einem Rüstwechsel eine solche Walzenstellung eingenommen werden, dass eine Walzgutlängsachse 17 stets mit einer Zentralachse 18 des Walzapparates 1 zusammenfällt. Die Zentralachse 18 ist vorzugsweise eine Symmetrieachse des Gehäuses 2 bzw. eine Führungsachse, entlang derer das Walzgut mittels zwischen benachbarten Walzapparaten angeordneten Führungselementen geführt wird. Eine solche Walzanlage besteht vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Walzapparaten 1 bzw. 15, zwischen denen die Führungsmittel 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 einzigen Servomotor aufweisen, wobei mittels einer Umlenkeinrichtung, die in der Koppeleinheit 8 integriert ist, sichergestellt 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 Wesentlichen 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 Anzeigeeinheit 21 und einer Tastatur als Eingabeeinheit 20 in Verbindung. Mittels der Eingabeeinheit 20 wird einer Bedienperson ermöglicht, Vorgabedaten 23 zur Positionierung der Walzen 3 einzugeben. Diese Vorgabedaten 23 werden in der Steuereinheit 19 in für die Stelleinheit 16 weiterverarbeitbare Steuersignale 24 umgewandelt zur Betätigung der in der Stelleinheit 16 integrierten Servomotoren. Entlang eines 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 Positionsdaten mit den Vorgabedaten 23 verglichen und so lange mit dem Steuersignal 24 auf die Stelleinheit 16 eingewirkt, bis die Differenz zwischen den Vorgabedaten 23 und den aktuellen Positionsdaten zu Null geworden ist. Auf diese 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 Referenzwalze repräsentieren, mittels der Eingabeeinheit eingegeben zu werden brauchen. Die Positionsdaten der Referenzwalze können daher als Referenz dienen, wobei die Bedienperson lediglich entsprechende Kennungen eingeben kann, die für ein jeweiliges Walzprogramm stehen. Das mühevolle und zu Fehlern neigende Eingeben von Zahlen kann dadurch vermieden werden. Zumindest kann durch Eingabe von Zahlen als Korrekturdaten eine Vereinfachung der Eingabe erfolgen.

Claims

Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht mit einem Gehäuse, wobei mehrere sternförmig angeordnete Walzen vorgesehen sind, denen jeweils gesondert eine Antriebseinheit zugeordnet sind, und mit einer Koppeleinheit zur Übertragung des von der Antriebseinheit abgegebenen Drehmoments an die jeweilige Walze, dadurch gekennzeichnet, dass vier Walzen (3) sternförmig angeordnet sind, wobei parallele Drehachsen (4) gegenüberliegender Walzen (3) in Richtung der Drehachse (4) versetzt angeordnet sind, und dass die Antriebseinheit (10) eine jeweils einer Walze (3) zugeordnete Stelleinheit (16) umfasst, derart, dass jede Walze (3) in Abhängigkeit von Vorgabedaten (23) sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse (4) derselben verschiebbar ist.
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.
Walzapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Steuereinheit (19) vorgesehen ist, die auf die Stelleinheiten (16) der Walzen (3) derart einwirkt, dass die Walzen (3) in Abhängigkeit von den Vorgabedaten (23) durch Verstellen in axialer und/oder radialer Richtung in die vorgegebene Position positionierbar ist.
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.
Walzapparat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (16) entlang eines zusätzlichen 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 Steuereinheit (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.