DE102017214417A1

DE102017214417A1 - Slab plunge press with direct drive

Info

Publication number: DE102017214417A1
Application number: DE102017214417.3A
Authority: DE
Inventors: Marco Volland
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-02-21

Abstract

Stauchpresse (216) zur Querschnittsänderung, insbesondere Breitenreduzierung von strangförmigen Metallkörpern, vorzugsweise warmgewalzten und/oder stranggegossenen Brammen (214), wobei die Stauchpresse (216) aufweist: ein Paar von Stauchbacken (244a, 244b), die durch Kraftantrieb aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, in einem Pressgestell (226) gehalten und geführt sind und durch die der strangförmige Metallkörper zur Querschnittsänderung hindurch transportierbar ist; wenigstens eine Welle (234a, 234b), die so mit wenigstens einer Stauchbacke (244a, 244b) verbunden ist, dass die Stauchbacke (244a, 244b) bei Drehung der Welle (234a, 234b) entlang einer Bahn bewegt wird; und einen Direktantrieb (266a, 266b), der einen Elektromotor (100), vorzugsweise einen Torquemotor, aufweist, wobei der Direktantrieb (266a, 266b) ohne Zwischenschaltung eines Drehmomentgetriebes mit der Welle (234a, 234b) verbunden ist.Upsetting press (216) for changing cross-section, in particular width reduction of stranded metal bodies, preferably hot rolled and / or continuously cast slabs (214), said upsetting press (216) comprising: a pair of upsetting jaws (244a, 244b) moving toward and away from each other by force drive are movable, are held and guided in a press frame (226) and through which the strand-shaped metal body for cross-sectional change through is transportable; at least one shaft (234a, 234b) connected to at least one upsetting jaw (244a, 244b) such that the upsetting jaw (244a, 244b) is moved along a path as the shaft (234a, 234b) rotates; and a direct drive (266a, 266b) having an electric motor (100), preferably a torque motor, the direct drive (266a, 266b) being connected to the shaft (234a, 234b) without the interposition of a torque train.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Stauchpresse zur Querschnittsänderung, insbesondere Breitenreduzierung von strangförmigen Metallkörpern, vorzugsweise warmgewalzten und/oder stranggegossenen Brammen, wobei die Stauchpresse ein Paar von Stauchbacken aufweist, die durch Kraftantrieb aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind und durch die der strangförmige Metallkörper zur Querschnittsänderung hindurch transportierbar ist.The invention relates to an upsetting press for changing the cross-section, in particular width reduction of strand-shaped metal bodies, preferably hot-rolled and / or continuously cast slabs, wherein the upsetting press has a pair of upsetting jaws, which are movable toward and away from each other by the power drive and through the strand-shaped metal body for cross-sectional change is transportable.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei der Metallbearbeitung werden Stauchpressen zur Querschnittsänderung von warmgewalzten und/oder stranggegossenen Brammen eingesetzt. Die Stauchpresse weist ein Paar von Stauchbacken auf, die im Falle der Breitenreduzierung der Bramme durch Kraftantrieb in horizontaler Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar in einem Rahmen oder Gestell gehalten und geführt sind. Die Bramme wird in Längsrichtung und im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Stauchbacken zwischen den Stauchbacken hindurchtransportiert, wodurch die Querschnittsänderung bewerkstelligt wird. Eine solche Stauchpresse ist in der DE 38 37 643 A1 beschrieben.In metalworking, upsetting presses are used to change the cross section of hot-rolled and / or continuously cast slabs. The upsetting press has a pair of upsetting jaws, which in the case of width reduction of the slab are held and guided in a frame or frame by power drive in the horizontal direction towards and away from one another. The slab is transported longitudinally and substantially transversely to the direction of movement of the upsetting jaws between the upsetting jaws, whereby the cross-sectional change is accomplished. Such a compression press is in the DE 38 37 643 A1 described.

Der Antrieb zur Verstellung der Stauchbacken wird herkömmlich über ein oder zwei Motoren realisiert, die über Kupplungen, mechanische Getriebe und weitere Komponenten zur Kraftübertragung mit den Umformwerkzeugen der Stauchpresse verbunden sind. Insbesondere war es nötig, zwischen den Motoren und den Stauchbacken ein Untersetzungsgetriebe, beispielsweise mit einem Untersetzungsverhältnis von 8:1 in der oben genannten DE 38 37 643 A1 , vorzusehen, um das Motordrehmoment auf die Umformungswerkzeuge zu übertragen. Insofern liegt eine technologische Trennung zwischen der anzutreibenden Stauchpresse und dem Antrieb vor. Diese Trennung erlaubt zwar eine Kombination von Anlagenkomponenten verschiedener Typen und Hersteller, doch sie führt auch dazu, dass die Schnittstelle zwischen der Stauchpresse und dem Antrieb nicht optimal ist. So tritt das Problem auf, dass sowohl die Kupplung, sofern vorhanden, als auch der Übergang vom Getriebe zur Kupplung bzw. den Umformungswerkzeugen gegen Torsionsbelastungen nicht in dem gewünschten Maß drehmomentsteif sind. Durch die Torsionsnachgiebigkeit kann sich eine Verringerung der Regelgenauigkeit ergeben.The drive for adjusting the compression jaws is conventionally realized via one or two motors, which are connected via couplings, mechanical transmission and other components for power transmission with the forming tools of the compression press. In particular, it was necessary between the motors and the upsets a reduction gear, for example, with a reduction ratio of 8: 1 in the above DE 38 37 643 A1 to provide the engine torque to the forming tools. In this respect, there is a technological separation between the driven upset press and the drive. Although this separation allows a combination of plant components of different types and manufacturers, but it also means that the interface between the upsetting press and the drive is not optimal. Thus, the problem arises that both the clutch, if present, and the transition from the transmission to the clutch or the forming tools against torsional stresses are not torsionally stiff to the desired extent. Torsional compliance may result in a reduction in control accuracy.

Die oben dargelegte Antriebskonstruktion nimmt ferner viel Bauraum ein. Dies führt zu hohen Herstellungs- und Komponentenkosten, Betriebs- und Wartungskosten sowie zu Leistungsverlusten im Antriebsstrang. Viele bewegliche Teile müssen durch jeweilige Schutzeinrichtungen geschützt werden, sie führen außerdem zu einem hohen Wartungsaufwand und verringern die Zuverlässigkeit. Es ist ferner schwierig und teuer, den herkömmlichen Antriebsstrang für eine hohe Überlast auszulegen.The above-described drive construction also takes up a lot of space. This leads to high manufacturing and component costs, operating and maintenance costs and power losses in the drive train. Many moving parts must be protected by the respective protective devices, they also lead to a high maintenance and reduce reliability. It is also difficult and expensive to design the conventional powertrain for high overload.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stauchpresse zur Querschnittsänderung, insbesondere Breitenreduzierung von strangförmigen Metallkörpern, vorzugsweise warmgewalzten und/oder stranggegossenen Brammen anzugeben, die wenigstens einen der oben genannten technischen Nachteile überwindet. Insbesondere soll die Stauchpresse bei kompakter Bauart eine hohe Zuverlässigkeit und Regelungsgenauigkeit aufweisen.An object of the invention is to provide an upsetting press for the change in cross section, in particular width reduction of strand-shaped metal bodies, preferably hot-rolled and / or continuously cast slabs, which overcomes at least one of the above-mentioned technical disadvantages. In particular, the upsetting press should have a high reliability and control accuracy in a compact design.

Gelöst wird die Aufgabe mit einer Stauchpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.The object is achieved with a compression press with the features of claim 1. Advantageous developments follow from the subclaims, the following description of the invention and the description of preferred embodiments.

Die erfindungsgemäße Stauchpresse dient der Querschnittsänderung, insbesondere Breitenreduzierung von strangförmigen Metallkörpern, vorzugsweise warmgewalzten und/oder stranggegossenen Brammen, vorzugsweise aus Stahl oder Nichteisenmetallen, den sogenannten NE-Metallen. Die Stauchpresse weist ein Paar von Stauchbacken auf, die durch Kraftantrieb aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, in einem Pressgestell gehalten und geführt sind und durch die der strangförmige Metallkörper zur Querschnittsänderung hindurch transportierbar ist. Bei einer Breitenreduzierung sind die Stauchbacken mit Bezug auf den Metallkörper horizontal aufeinander zu und voneinander weg bewegbar. Das Merkmal „aufeinander zu und voneinander weg bewegbar“ umfasst sowohl den Fall, in dem beide Stauchbacken beweglich vorgesehen sind, als auch den Fall, in dem nur eine Stauchbacke beweglich ist, während die andere Stauchbacke stationäre, etwa relativ zum Pressgestell, vorgesehen ist. Die Stauchpresse weist ferner eine Welle, vorzugsweise eine Exzenterwelle, auf, die so mit wenigstens einer Stauchbacke verbunden ist, dass die Stauchbacke bei Drehung der Welle entlang einer Bahn bewegt wird. Die Bahn weist hierbei eine Komponente auf, die quer zur Vorschubrichtung des Metallkörpers verläuft. Die Stauchpresse weist außerdem einen Direktantrieb auf, der einen Elektromotor, vorzugsweise einen Torquemotor, hat, wobei der Direktantrieb ohne Zwischenschaltung eines Drehmomentgetriebes mit der Welle verbunden ist. Indem auf ein Drehmomentgetriebe zwischen dem Direktantrieb und der Welle verzichtet wird, findet eine direkte und unmittelbare Drehmomentübertragung vom Direktantrieb auf die Welle statt. Unter die Bezeichnung „Drehmomentgetriebe“ fallen all jene Getriebeformen, die ein Eingangsdrehmoment oder eine Eingangsdrehzahl in ein Ausgangsdrehmoment oder Ausgangsdrehzahl anderer Größe umwandeln, die somit eine Drehmomentwandlung bzw. Drehzahlwandlung durchführen. Insbesondere entfällt erfindungsgemäß das herkömmliche Untersetzungsgetriebe. Der Direktantrieb weist einen Elektromotor, vorzugsweise Torquemotor, auf, wobei dieser ein Kompaktmotor mit eigenen Lagern oder lagerlos sein kann. Der Elektromotor kann als Innenläufer oder Außenläufer ausgebildet sein.The upsetting press according to the invention serves to change the cross-section, in particular to reduce the width of strand-shaped metal bodies, preferably hot-rolled and / or continuously cast slabs, preferably of steel or non-ferrous metals, the so-called non-ferrous metals. The upsetting press comprises a pair of upsetting jaws which are movable toward and away from each other by power drive, held and guided in a press frame, and through which the strand-shaped metal body is transportable for cross-sectional change. In a width reduction, the upsetting jaws are horizontally toward and away from each other with respect to the metal body. The feature "towards and away from each other" includes both the case where both jaws are movably provided and the case where only one jaw is movable while the other jaw is stationary, such as relative to the press frame. The upsetting press further comprises a shaft, preferably an eccentric shaft, which is connected to at least one upsetting jaw, that the upsetting jaw is moved along a path upon rotation of the shaft. The web in this case has a component which extends transversely to the feed direction of the metal body. The upsetting press also has a direct drive, which has an electric motor, preferably a torque motor, wherein the direct drive is connected to the shaft without the interposition of a torque transmission. By dispensing with a torque transmission between the direct drive and the shaft, finds a direct and direct torque transmission from the direct drive to the shaft instead. The term "torque train" includes all those types of transmissions that convert input torque or input speed into output torque or output speed of other magnitude, thus performing torque conversion. In particular, according to the invention eliminates the conventional reduction gear. The direct drive has an electric motor, preferably a torque motor, which may be a compact motor with its own bearings or bearings. The electric motor can be designed as an internal rotor or external rotor.

Indem die Welle, damit die zugeordnete Stauchbacke als Umformungswerkzeug, unmittelbar ohne Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes vom Direktantrieb angetrieben wird, werden eine Reduzierung und Vereinfachung des Antriebsstrangs erreicht. Insbesondere bei der Verwendung eines Torquemotors lässt sich der Antriebsstrang unter Beibehaltung oder Steigerung der Leistungsdaten der Stauchpresse verkürzen und vereinfachen. Der Antriebsstrang ist kompakt, wartungsarm, leicht und zuverlässig. Die Stauchpresse erzielt bei geringen Kosten eine Verbesserung der regelungstechnischen Eigenschaften des Antriebs, aufgrund der hohen Drehsteifigkeit. Dies führt neben der Gewichtsreduzierung auch zu einer Verbesserung des energetischen Wirkungsgrads. Die Fundamente und Hallen zur Aufnahme der Maschine können verkleinert werden. Die Stauchpresse lässt sich mit einem geringen technologischen Aufwand für eine Überlast auslegen. Ferner erlaubt das dargestellte Antriebssystem eine einfache Erhöhung der Antriebsleistung, beispielsweise bei einem Umbau oder einer Modernisierung der Anlage, ohne dass der bestehende Antrieb ausgetauscht werden muss. Durch die Verringerung der Anzahl der Bauteile wird die Wartungsarbeit an der Stauchpresse vermindert, wodurch die Standzeit der Anlage verringert werden kann. Ferner geht damit eine Reduzierung von sicherheitstechnischen Aufwendungen einher. Insgesamt werden die Freiheitsgrade der Maschine in Bezug auf Funktion und Design erhöht. Die Reduktion im Antriebsstrang ist günstig im Hinblick auf eine etwaige Standardisierung bzw. Normierung solcher Antriebssysteme. Die Zugänglichkeit der Maschine wird verbessert.By the shaft, so that the associated upsetting jaw is driven as a forming tool, directly without the interposition of a reduction gear from the direct drive, a reduction and simplification of the drive train can be achieved. In particular, when using a torque motor, the drive train can be shortened and simplified while maintaining or increasing the performance of the upsetting press. The powertrain is compact, low maintenance, lightweight and reliable. The upsetting press achieves an improvement in the control properties of the drive at low cost, due to the high torsional rigidity. In addition to the weight reduction, this also leads to an improvement in the energy efficiency. The foundations and halls for holding the machine can be downsized. The upsetting press can be designed with a low technological outlay for an overload. Furthermore, the illustrated drive system allows a simple increase in drive power, for example, in a conversion or modernization of the system, without the existing drive must be replaced. By reducing the number of components, the maintenance work on the upsetting press is reduced, whereby the service life of the system can be reduced. Furthermore, this is accompanied by a reduction of safety-related expenses. Overall, the degrees of freedom of the machine are increased in terms of function and design. The reduction in the drive train is favorable in terms of any standardization or standardization of such drive systems. The accessibility of the machine is improved.

Vorzugsweise weist der Direktantrieb einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator direkt am Pressgestell befestigt ist. Der Rotor ist mit der Welle verbunden, wodurch die Drehung des Rotors auf die Welle und damit auf die zugehörige Stauchbacke übertragen wird. Bei einer „direkten Befestigung“ oder synonym „integralen Befestigung“ im Sinne der vorliegenden Anmeldung stehen die betreffenden mechanischen Komponenten auf eine starre Weise miteinander in Kontakt. Dies kann beispielsweise durch Verschrauben, Vernieten oder Verschweißen erreicht werden, aber auch eine einstückige Ausbildung ist umfasst. Das Pressgestell und der Antrieb sind auf diese Weise miteinander „verblockt“. Durch diese besondere Integration wird einerseits eine ausgesprochen hohe Drehsteifigkeit zwischen dem Elektromotor und der Welle erzielt, auf der anderen Seite können aufwendige mechanische Komponenten, wie etwa Getriebe, Kupplungen, Kardanwellen usw. im Antriebsstrang entfallen.Preferably, the direct drive to a stator and a rotor, wherein the stator is mounted directly on the pressing frame. The rotor is connected to the shaft, whereby the rotation of the rotor is transmitted to the shaft and thus to the associated upsetting jaw. In a "direct attachment" or synonymous "integral attachment" in the context of the present application, the relevant mechanical components are in a rigid manner in contact. This can be achieved for example by screwing, riveting or welding, but also a one-piece design is included. The press frame and the drive are in this way "locked" together. This particular integration on the one hand a very high torsional stiffness between the electric motor and the shaft is achieved, on the other hand, complex mechanical components, such as gears, clutches, propeller shafts, etc. omitted in the drive train.

Aus den gleichen Gründen ist der Rotor vorzugsweise direkt mit der Welle verbunden, vorzugsweise sind der Rotor und die Welle einstückig ausgebildet. Aufgrund dieser direkten Verbindung zwischen dem Rotor des Direktantriebs und der Welle kann auf ein oder mehrere Drehlager verzichtet werden, wobei sich die Welle und der Rotor beispielsweise ein Drehlager im Direktantrieb oder außerhalb des Direktantriebs teilen.For the same reasons, the rotor is preferably connected directly to the shaft, preferably the rotor and the shaft are integrally formed. Because of this direct connection between the rotor of the direct drive and the shaft can be dispensed with one or more pivot bearing, with the shaft and the rotor, for example, share a rotary bearing in the direct drive or outside the direct drive.

Vorzugsweise ist die Welle eine Exzenterwelle. Die Bezeichnung „Exzenterwelle“ umfasst exzentrisch gelagerte oder ausgebildete Wellen aller Art, zum Beispiel Kurbelwellen. Auf diese Weise lässt sich die Kraft vom Direktantrieb auf technische einfache und zuverlässige Weise auf die zugehörige Stauchbacke umsetzen und übertragen.Preferably, the shaft is an eccentric shaft. The term "eccentric shaft" includes eccentrically mounted or formed waves of all kinds, for example, crankshafts. In this way, the force can be converted from direct drive in a simple and reliable manner to the associated compression jaw and transferred.

Vorzugsweise weist der Direktantrieb eine Kupplung für den Rotor, vorzugsweise eine Bogenzahnkupplung, auf. Damit lassen sich gegebenenfalls kleine Versetzungen zwischen dem Antrieb und der Welle ausgleichen. Ferner kann es nützlich sein, die Welle durch eine Kupplung rasch freigeben zu können, um die Welle im Notfall oder in bestimmten Betriebsbedingungen vom Antrieb zu lösen.The direct drive preferably has a coupling for the rotor, preferably a curved tooth coupling. This can be compensated if necessary small dislocations between the drive and the shaft. Furthermore, it may be useful to be able to release the shaft quickly by a clutch to release the shaft in an emergency or in certain operating conditions of the drive.

Um eine optimale Verformungsarbeit am Metallkörper herbeizuführen, weisen die beiden Stauchbacken vorzugsweise je genau eine Welle oder genau zwei Wellen auf, wobei jede Welle vorzugsweise mit genau einem Direktantrieb ohne Zwischenschaltung eines Drehmomentgetriebes verbunden ist.In order to bring about optimal deformation work on the metal body, the two upsetting jaws preferably each have exactly one shaft or exactly two shafts, each shaft preferably being connected to exactly one direct drive without the interposition of a torque transmission.

Vorzugsweise ist die Stauchpresse so aufgebaut, dass jede Stauchbacke am Ende eines Hebelarmes eines durch die Welle bewegbaren Winkelhebels sitzt, dessen anderer Hebelarm über einen Lenker am Pressgestell angreift, und dass der Winkelhebel mit der Welle sowie dem Lenker relativ zum Pressgestell wenigstens annähernd einen Parallelkurbeltrieb für die Stauchbacke bildet. Auf diese Weise wird mit relativ einfacher baulicher Auslegung sicherstellt, dass die Stauchbacken beim Pressvorgang in einer im Wesentlichen parallelen Lage zueinander gehalten werden, während sie sich in Richtung der Transportbewegung des strangförmigen Metallkörpers verlagern. Dadurch lässt sich in Verbindung mit dem Direktantrieb die Stauchverformung am Metallkörper optimieren.Preferably, the upsetting press is constructed so that each upsetting jaw sits at the end of a lever arm of an angle lever movable by the shaft, the other lever arm engages a handlebar on the press frame, and that the angle lever with the shaft and the handlebar relative to the press frame at least approximately a parallel crank drive for forms the upsetting jaw. In this way, it is ensured with relatively simple structural design that the upsetting jaws are held in a substantially parallel position to each other during the pressing process, while they shift in the direction of the transport movement of the strand-shaped metal body. This can be connected with the direct drive to optimize the compression deformation on the metal body.

Aus den gleichen Gründen ist die Drehrichtung der Welle der Vorschubrichtung des Metallkörpers vorzugsweise etwa gleichgerichtet überlagert. Eine weitere Optimierung der Stauchverformung ergibt sich, wenn die Bahn einer oder beider Stauchbacken einen elliptischen Verlauf hat, wobei die große Bahnachse gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform eine in Vorschubrichtung des Metallkörpers von dessen Längsachse weg gerichtete, aber zur Vorschubebene wenigstens annähernd parallel liegende Schräglage einnimmt, wobei die Länge der großen Bahnachse vorzugsweise einem Bruchteil der Gesamtlänge der Stauchbacke in Vorschubrichtung entspricht.For the same reasons, the direction of rotation of the shaft of the feed direction of the metal body is preferably superimposed approximately rectified. A further optimization of compression deformation results when the path of one or both compression jaws has an elliptical course, wherein the large path axis according to this preferred embodiment, an in the feed direction of the metal body away from its longitudinal axis directed, but at least approximately parallel to the feed plane inclined position, wherein the length of the large path axis preferably corresponds to a fraction of the total length of the upsetting jaw in the feed direction.

Wenn mehrere Direktantriebe vorgesehen sind, sind diese für einen Synchronlauf vorzugsweise elektrisch oder mechanisch miteinander gekoppelt.If a plurality of direct drives are provided, these are preferably electrically or mechanically coupled to one another for synchronous operation.

Die hier beschriebene direkt angetriebene Stauchpresse ist besonders vorteilhaft in Walzwerken und Anlagen zur Bearbeitung von Brammen, etwa zur anschließenden Weiterverarbeitung zu Metallbändern oder Blechen anwendbar. Doch die Erfindung kann auch in anderen Bereichen realisiert werden, soweit sie eine Stauchpresse betrifft, die zur Querschnittsänderung von Metallkörpern, insbesondere Stahl und NE-Metallen, geeignet ist.The directly driven upsetting press described here is particularly advantageous in rolling mills and equipment for processing slabs, for example, for subsequent processing to metal bands or sheets applicable. However, the invention can also be realized in other areas, as far as it relates to an upsetting press, which is suitable for the change in cross section of metal bodies, in particular steel and non-ferrous metals.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale realisiert werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.Further advantages and features of the present invention will be apparent from the following description of preferred embodiments. The features described therein may be implemented alone or in combination with one or more of the features set forth above insofar as the features do not conflict. The following description of the preferred embodiments is made with reference to the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

The 1 is a perspective schematic view of an upsetting press for strand-shaped metal body according to an embodiment.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der 1 beschrieben, die eine perspektivische schematische Ansicht einer Stauchpresse für strangförmige Metallkörper zeigt.In the following, a preferred embodiment with reference to 1 described, which shows a perspective schematic view of an upsetting press for strand-shaped metal body.

In der 1 sind ein Zulaufrollengang 210 und ein Ablaufrollengang 212 für strangförmige Metallkörper, insbesondere warmgewalzte und/oder stranggegossene Brammen 214 gezeigt. Der Zulaufrollengang 210 und/oder Ablaufrollengang kann Treib- und/oder Quetschrollen 211, 213 zum Transportieren, Führen und ggf. Walzen der Bramme 214 aufweisen. Zwischen dem Zulaufrollengang 210 und dem Ablaufrollengang 212 ist eine Stauchpresse 216 angeordnet, die eine Breitenreduzierung der Bramme 214 vornimmt. Oberhalb der Transportebene des Zulaufrollengangs 210 und/oder Ablaufrollengangs 212 können Führungsbalken (nicht gezeigt) zur Führung der Längskantenflächen der Bramme 214 vorgesehen sein.In the 1 are a feed roll 210 and a drainage roller conveyor 212 for strand-shaped metal bodies, in particular hot-rolled and / or continuously cast slabs 214 shown. The inlet roller conveyor 210 and / or run-off roller can drive and / or squeeze rolls 211 . 213 for transporting, guiding and possibly rolling the slab 214 exhibit. Between the inlet roller conveyor 210 and the drainage roller conveyor 212 is an upsetting press 216 arranged, which is a width reduction of the slab 214 performs. Above the transport plane of the infeed roller conveyor 210 and / or drainage rollerway 212 can guide bar (not shown) for guiding the longitudinal edge surfaces of the slab 214 be provided.

Die Stauchpresse 216 weist einen ortsfesten Pressenrahmen bzw. ein Pressengestell 226 auf, in dem beidseitig außerhalb des Durchlaufbereichs der Bramme 214 um vertikale Achsen drehbar je zwei Exzenter- bzw. Kurbelwellen 234a, 234b gelagert sind, auf deren Exzenter bzw. Kurbeln 236a, 236b wiederum je ein Winkelhebel 238a, 238b sitzt. Mit dem kurzen Arm des Winkelhebels 238a, 238b ist eine Stauchbacke 244a, 244b verbunden, die vorzugsweise lösbar und auswechselbar gehalten wird.The upsetting press 216 has a stationary press frame or a press frame 226 on, in the two sides outside the passage area of the slab 214 rotatable about vertical axes per two eccentric or crankshafts 234a . 234b are stored on the eccentric or cranks 236a . 236b again each an angle lever 238a . 238b sitting. With the short arm of the angle lever 238a . 238b is a compression jaw 244a . 244b connected, which is preferably kept detachable and replaceable.

Es sei darauf hingewiesen, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur stabileren und kraftvolleren Führung der Stauchbacken 244a, 244b auf beiden Seiten der Bramme 214 jeweils zwei Einheiten aus einer Exzenterwelle 234a, 234b mit zugehöriger Antriebseinheit (später beschrieben) und zugehörigem Winkelhebel 238a, 238b vorgesehen sind. Allerdings, kann die Bewegung der Stauchbacken auch mit jeweils genau einer solchen Einheit realisiert werden.It should be noted that in the present embodiment for more stable and powerful leadership of the upsetting jaws 244a . 244b on both sides of the slab 214 two units each from an eccentric shaft 234a . 234b with associated drive unit (described later) and associated angle lever 238a . 238b are provided. However, the movement of the upsetting jaws can also be realized with exactly one such unit.

An den langen Arm des Winkelhebels 238a, 238b greift ein Lenker 248a, 248b an, der über Gelenkbolzen schwenkbar und am vom Winkelhebel 238a, 238b entfernten Ende ortsfest, relativ zum Pressengestell 226, gelagert ist. Die Länge des Lenkers 248a, 248b ist auf die Exzentrizität der Exzenterwelle 234a, 234b abgestimmt, so dass der Winkelhebel 238a, 238b relativ zum Pressgestell 226 zumindest annähernd als Parallelkurbelantrieb für die Stauchbacke 244a, 244b arbeitet, wenn die Exzenterwelle 234a, 234b drehbar angetrieben wird.To the long arm of the angle lever 238a . 238b engages a handlebar 248a . 248b on, the pivotable about hinge pin and on the angle lever 238a . 238b stationary end relative to the press frame 226 , stored. The length of the handlebar 248a . 248b is due to the eccentricity of the eccentric shaft 234a . 234b tuned so that the angle lever 238a . 238b relative to the press frame 226 at least approximately as a parallel crank drive for the upsetting jaw 244a . 244b works when the eccentric shaft 234a . 234b is rotatably driven.

Jede Stauchbacke 244a, 244b hat gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen parallel zur Durchlaufrichtung der Bramme 214 ausgerichteten, mittleren Längenabschnitt, einen diesem in Durchlaufrichtung der Bramme 214 vorgelagerten und divergierend geneigten Einlaufabschnitt sowie einen diesem nachgeordneten, konvergierend geneigten Auslaufabschnitt, die in der 1 gezeigt sind, jedoch der Übersichtlichkeit halber keine Bezugszeichen tragen. Dabei hat der Einlaufabschnitt jeweils einen spitzeren Neigungswinkel, vorzugsweise zwischen 10 und 15° gegen die Längsachse der Bramme 214, als der Auslaufabschnitt, dessen Neigungswinkel vorzugsweise ungefähr 30° beträgt.Each compression jaw 244a . 244b has according to the present embodiment, a parallel to the direction of passage of the slab 214 aligned, middle length section, a this in the direction of passage of the slab 214 upstream and divergently inclined inlet section and a downstream, converging inclined outlet section, which in the 1 are shown, but for the sake of clarity wear no reference numerals. In each case, the inlet section has a sharper angle of inclination, preferably between 10 and 15 ° with respect to the longitudinal axis of the slab 214 as the spout portion whose inclination angle is preferably about 30 °.

Jede Exzenterwelle 234a, 234b ist mit einem Direktantrieb 266a, 266b verbunden, der einen Elektromotor 100 mit einem Rotor 110 und einem Stator 130, in der 1 schematisch und beispielhaft dargestellt an einem Direktantrieb 234a, aufweist. Insbesondere wird auf ein Untersetzungsgetriebe zwischen dem Direktantrieb 266a, 266b bzw. dem Elektromotor 100 und der Exzenterwelle 234a, 234b verzichtet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die vier Exzenterwellen 234a, 234b jeweils mit einem Direktantrieb verbunden, somit erfolgt die Verstellung der Stauchbacken 244a, 244b mittels vier Direktantrieben 266a, 266b. Die Verbindung zwischen dem Direktantrieb 266a, 266b mit der entsprechenden Exzenterwelle 234a, 234b ist dabei vorzugsweise so gestaltet, dass die Exzenterwelle 234a, 234b einstückig, zumindest aber fest mit dem Rotor 110 des Elektromotors 100 verbunden ist. Vorzugsweise steht das Gehäuse und/oder der Stator 130 des Elektromotors 100 direkt mit dem Pressengestell 226 in Verbindung, wodurch der Direktantrieb 266a, 266b und die Stauchpresse 216 eine Einheit bilden.Every eccentric shaft 234a . 234b is with a direct drive 266a . 266b connected to an electric motor 100 with a rotor 110 and a stator 130 , in the 1 schematically and exemplified on a direct drive 234a , having. In particular, a reduction gear between the direct drive 266a . 266b or the electric motor 100 and the eccentric shaft 234a . 234b waived. In the present embodiment, the four eccentric shafts 234a . 234b each connected to a direct drive, thus the adjustment of the upsetting jaws takes place 244a . 244b by means of four direct drives 266a . 266b , The connection between the direct drive 266a . 266b with the corresponding eccentric shaft 234a . 234b is preferably designed so that the eccentric shaft 234a . 234b in one piece, but at least firmly with the rotor 110 of the electric motor 100 connected is. Preferably, the housing and / or the stator is 130 of the electric motor 100 directly with the press frame 226 in conjunction, thereby reducing the direct drive 266a . 266b and the upsetting press 216 form a unit.

Mit Hilfe der Direktantriebe 266a, 266b wird die Exzenterwelle 234a, 234b so angetrieben, dass deren Drehrichtung der Vorschubrichtung der Bramme 214 überlagert ist. Die Auslegung des Parallelkurbelantriebs für die Stauchbacke 244a, 244b ist vorzugsweise so getroffen, dass deren Bewegungsbahn einen elliptischen Verlauf hat. Dabei weist die große Bahnachse vorzugsweise eine in Vorschubrichtung der Bramme 214 von deren Längsachse weg gerichtete, aber zur Vorschubebene wenigstens annähernd parallel liegende Schräglage auf. Es hat sich gezeigt, dass durch diesen Verlauf der Bewegungsbahn für jede der beiden Stauchbacken 244a, 244b eine optimale Verformungsarbeit an der Bramme 214 durchgeführt werden kann. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge der großen Bahnachse der elliptischen Bewegungsbahn beider Stauchbacken 244a, 244b einem Bruchteil der Gesamtlänge dieser Stauchbacken 244a, 244b entspricht. Dabei kann die Länge der großen Bahnachse vorteilhaft so bemessen sein, dass sie annähernd der Länge des Längenabschnittes der Stauchbacke 244a, 244b entspricht, welche parallel zur Transportrichtung der Bramme 214 gerichtet ist. Es wird auf diese Weise eine besonders günstige Verformungsarbeit an der Bramme 214 erreicht, weil die Achsebene des jeweils die Stauchbacke 244a, 244b tragenden kurzen Arms des Winkelhebels 238a, 238b durch die Drehachse des Exzenters bzw. der Kurbel 236a, 236b geht, während der aufgehängte Lenker 248a, 248b in Vorschubrichtung der Bramme 214 vor dieser Achsebene am langen Arm des Winkelhebels 238a, 238b angreift. With the help of direct drives 266a . 266b becomes the eccentric shaft 234a . 234b driven so that its direction of rotation of the feed direction of the slab 214 is superimposed. The design of the parallel crank drive for the upsetting jaw 244a . 244b is preferably made such that its trajectory has an elliptical course. In this case, the large path axis preferably has a feed direction of the slab 214 directed from the longitudinal axis away, but at least approximately parallel to the feed plane lying inclined position. It has been shown that by this course of the trajectory for each of the two jaws 244a . 244b an optimal deformation work on the slab 214 can be carried out. It has proved to be advantageous if the length of the large path axis of the elliptical trajectory of both upsets 244a . 244b a fraction of the total length of these upsetting jaws 244a . 244b equivalent. In this case, the length of the large path axis can advantageously be dimensioned so that it is approximately the length of the longitudinal section of the upsetting jaw 244a . 244b corresponds, which parallel to the transport direction of the slab 214 is directed. It is in this way a particularly favorable deformation work on the slab 214 achieved because the axial plane of each of the upsetting jaw 244a . 244b wearing angle arm short arm 238a . 238b through the axis of rotation of the eccentric or the crank 236a . 236b goes while the suspended handlebars 248a . 248b in the feed direction of the slab 214 in front of this axial plane on the long arm of the angle lever 238a . 238b attacks.

Der 1 kann entnommen werden, dass die Bramme 214 im Arbeitsbereich der beiden Stauchbacken 244a, 244b zwischen einem oberen Druckrollenpaar 272 und einem unteren Stützrollenpaar (nicht gezeigt) geführt wird, damit sie während der Pressverformung nicht in unerwünschter Weise aus ihrer Transportebene ausweichen kann.Of the 1 can be seen that the slab 214 in the working area of the two upsets 244a . 244b between an upper pair of pressure rollers 272 and a lower support roller pair (not shown), so that they can not escape undesirably from their transport plane during the compression deformation.

Die Direktantriebe 266a, 266b können jeweils mit einem Tachodynamo, einem Drehwinkelmelder oder dergleichen ausgestattet sein, dergestalt, dass sie eine Synchronlauf-Steuerung für die mehreren Direktantriebe 266a, 266b bilden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die beiden Stauchbacken 244a, 244b immer im gleichen Arbeitstakt oder auf synchrone Weise auf die voneinander weg gerichteten Querkantenflächen der Bramme 214 zur Einwirkung kommen und dadurch eine optimale Stauchverformung an der Bramme 214 bewirken.The direct drives 266a . 266b each may be equipped with a tacho-dynamo, a rotation-angle detector or the like, such that they provide a synchronous-running control for the plurality of direct drives 266a . 266b form. This will ensure that the two jaws 244a . 244b always in the same stroke or in a synchronous manner to the mutually away transverse edge surfaces of the slab 214 come to the action and thus an optimal compression deformation of the slab 214 cause.

Die enge integrale Verbindung zwischen dem Direktantrieb 266a, 266b und der Exzenter- bzw. Kurbelwelle 234a, 234b erlaubt einen bauraumsparenden Anlagenbau. Damit gehen Vereinfachungen beim Anlagenbau einher, beispielsweise durch eine Fundamenteinsparung, eine bessere Zugänglichkeit der Anlage, eine Verringerung der Reserveteile, eine Verringerung des Wartungsaufwands, eine Verkleinerung der Halle. Die Motoren sind nicht oder weniger durch Bunde oder andere herabfallende Teile gefährdet. Ein großer Vorteil des hier dargestellten Konzepts wird bei der thermischen Auslegung der Motoren deutlich. Durch die innige Verbindung der Direktantriebe mit der Arbeitsmaschine kann die Masse und die Oberfläche der mechanischen Einrichtung zur Wärmeableitung mitgenutzt werden. Die Leistung der Elektromotoren kann dadurch ohne bauliche Maßnahmen gesteigert werden. Die Verlustleistung des Antriebsstrangs wird erheblich reduziert. Auf eine Fremdlüftung oder Wasserkühlung kann in vielen Fällen verzichtet werden. Die Motoren können als Innenläufer oder Außenläufer konzipiert sein. Das beschriebene Integralkonzept bietet zudem Verbesserungen im Hinblick auf die Sicherheit, da auf drehende äußere Antriebsteile, wie etwa Gelenkwellen, Kupplungen, Bremsscheiben usw., verzichtet werden kann. Es entfallen Bauteile wie Lager, Wellen, Kupplungen, Motoruntersätze, Getriebeuntersätze usw.. Eine Verringerung der sich bewegenden Teile hat zudem eine höhere Regelgenauigkeit zur Folge, was sich wiederum positiv auf die Qualität der herzustellenden Produkte auswirkt.The tight integral connection between the direct drive 266a . 266b and the eccentric or crankshaft 234a . 234b allows a space-saving plant construction. This is accompanied by simplifications in plant construction, for example by a foundation saving, better accessibility of the plant, a reduction in the reserve parts, a reduction in maintenance costs, a reduction of the hall. The motors are not or less endangered by collars or other falling parts. A major advantage of the concept presented here becomes clear in the thermal design of the motors. The intimate connection of the direct drives with the working machine, the mass and the surface of the mechanical device for heat dissipation can be shared. The power of the electric motors can be increased without structural measures. The power loss of the powertrain is significantly reduced. On a forced ventilation or water cooling can be dispensed with in many cases. The motors can be designed as internal rotor or external rotor. The integrated concept described also offers safety improvements, as it eliminates the need for rotating external drive parts such as cardan shafts, clutches, brake discs, etc. It eliminates components such as bearings, shafts, couplings, engine bases, gear bases, etc. A reduction in the moving parts also has a higher control accuracy result, which in turn has a positive effect on the quality of the products to be produced.

Die Reduzierung der Bauteile im Vergleich mit einem herkömmlichen Antriebsstrang äußert sich dadurch, dass auf Zahnräder, Kupplungen und Wälzlager in bestimmten Ausführungsformen ganz, zumindest aber teilweise verzichtet werden kann. Bewegliche und stationäre Komponenten werden deutlich reduziert, wodurch eine höhere Drehsteifigkeit, eine verbesserte Regelgüte und ein höherer Wirkungsgrad des Antriebssystems erzielt werden. Die Notwendigkeit einer Ölschmierung kann teilweise entfallen, wodurch die Verlustleistung des Direktantriebs weiter verringert wird. Motorlüfter oder Wasserkühler können entfallen oder kleiner ausfallen, da das Pressengestell und der Stator des Direktantriebs eng miteinander integriert sind, wodurch die Verlustleistung weiter reduziert wird. Durch eine deutliche Verringerung von Verschleißteilen, wie etwa Zahnrädern und deren Lager, verbessert sich die Wartungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit der Maschine. Darüber hinaus ist der Antriebsstrang insgesamt ausgesprochen belastbar, insbesondere mit Blick auf etwaige Stoßbelastungen. Ferner werden eine Verminderung von Betriebsgeräuschen und des sicherheitstechnischen Aufwands erreicht, etwa durch Wegfall von Abdeckungen für bewegliche Teile. Es vereinfacht sich die Anlagenplanung, da die Antriebsstränge im Allgemeinen mit viel Aufwand auf einem Fundament individuell geplant werden müssen. Bei einer Integration oder „Verblockung“ des Direktantriebs mit der Exzenterwelle bzw. dem Pressengestell, wie oben im Detail beschrieben, verringert sich der Aufwand bei der Anlagenplanung. Der Direktantrieb kann zudem gegebenenfalls schon ab Werk mit dem Pressengestell verblockt werden. Damit kann die Maschine in der Fertigungsstätte getestet werden und kommt geprüft auf die Baustelle.The reduction of the components in comparison with a conventional drive train manifests itself in that gears, clutches and roller bearings can be completely or at least partially dispensed with in certain embodiments. Movable and stationary components are significantly reduced, resulting in a higher torsional rigidity, an improved control quality and a higher efficiency of the drive system can be achieved. The need for oil lubrication can be partially eliminated, which further reduces the power loss of the direct drive. Motor fans or water coolers can be eliminated or made smaller because the press frame and the stator of the direct drive are closely integrated with each other, whereby the power loss is further reduced. A significant reduction in wear parts, such as gears and their bearings, improves the ease of maintenance and reliability of the machine. In addition, the drive train is overall extremely resilient, especially with regard to any impact loads. Furthermore, a reduction of operating noise and the safety effort is achieved, such as by eliminating covers for moving parts. It simplifies the plant planning, because the drive trains generally have to be planned individually with much effort on a foundation. In an integration or "blocking" of the direct drive with the eccentric shaft or the press frame, as described in detail above, reduces the cost of plant design. The direct drive can also be optionally blocked from the factory with the press frame. This means that the machine can be tested in the production site and comes tested on the construction site.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Where applicable, all individual features illustrated in the embodiments may be combined and / or interchanged without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Elektromotorelectric motor
110110: Rotorrotor
130130: Stator stator
210210: ZulaufrollengangTapered roller conveyor
212212: AblaufrollengangFeed roller gear
211, 213211, 213: Treib- und/oder QuetschrollenDrifting and / or squeezing rollers
214214: Brammenslabs
216216: Stauchpresseupsetting press
226226: Pressengestellpress frame
234a, 234b234a, 234b: Exzenter- bzw. KurbelwelleEccentric or crankshaft
236a, 236b236a, 236b: Exzenter bzw. KurbelEccentric or crank
238a, 238b238a, 238b: Winkelhebelbell crank
244a, 244b244a, 244b: Stauchbackeupsetting jaw
248a, 248b248a, 248b: Lenkerhandlebars
266a, 266b266a, 266b: Direktantriebdirect drive
272272: DruckrollenpaarPressure roller pair

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3837643 A1 [0002, 0003]

Claims

Upsetting press (216) for changing the cross section, in particular width reduction of strand-shaped metal bodies, preferably hot-rolled and / or continuously cast slabs (214), wherein the upsetting press (216) comprises: a pair of upsets (244a, 244b), which are movable toward and away from each other by means of power, are held and guided in a press frame (226), and through which the strand-shaped metal body is transportable for cross-sectional change; at least one shaft (234a, 234b) connected to at least one upsetting jaw (244a, 244b) such that the upsetting jaw (244a, 244b) is moved along a path as the shaft (234a, 234b) rotates; and a direct drive (266a, 266b) having an electric motor (100), preferably a torque motor, wherein the direct drive (266a, 266b) is connected to the shaft (234a, 234b) without the interposition of a torque transmission.

Compression press (216) after Claim 1 , characterized in that the direct drive (266a, 266b) comprises a stator (130) and a rotor (110), the stator (130) being fixed directly to the press frame (226).

Compression press (216) after Claim 1 or 2 characterized in that the direct drive (266a, 266b) comprises a stator (130) and a rotor (110), the rotor (110) being directly connected to the shaft (234a, 234b), preferably the rotor (110) and the shaft (234a, 234b) integrally formed.

Compression press (216) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (234a, 234b) is an eccentric shaft.

Compression press (216) according to one of the preceding claims, characterized in that the direct drive (266a, 266b) comprises a rotor (110), a stator (130) and a coupling for the rotor (110), preferably a curved tooth coupling.

Compression press (216) according to one of the preceding claims, characterized in that both upsets (244a, 244b) each have exactly one shaft (234a, 234b) or exactly two shafts (234a, 234b), each shaft (234a, 234b) with exactly one direct drive (266a, 266b) is connected without the interposition of a torque transmission.

Upset press (216) according to one of the preceding claims, characterized in that each upsetting jaw (244a, 244b) sits at the end of a lever arm of an angle lever (238a, 238b) movable through the shaft (234a, 234b), the other lever arm being connected via a link ( 248a, 248b) on the press frame (226) engages, and that the angle lever (238a, 238b) with the shaft (234a, 234b) and the handlebar (248a, 248b) relative to the press frame (226) at least approximately a parallel crank drive for the upsetting jaw (226). 244a, 244b).

Compression press (216) according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of rotation of the shaft (234a, 234b) of the feed direction of the metal body is superimposed approximately rectified.

Compression press (216) according to any one of the preceding claims, characterized in that the path of one or both compression jaws (244a, 244b) has an elliptical course, wherein the large path axis directed in the feed direction of the metal body away from its longitudinal axis, but at least approximately to the feed plane assumes parallel inclined position, wherein the length of the large path axis preferably corresponds to a fraction of the total length of the upsetting jaw (244a, 244b) in the feed direction.

Compression press (216) according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of direct drives (266a, 266b) are provided, which are electrically or mechanically coupled for synchronous operation.