-
Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst und ein Verfahren zum Walzen von Draht, insbesondere zum Drahtgießwalzen, weiter insbesondere zum Drahtgießwalzen von Magnesium, Aluminium und/oder deren Legierungen, wobei das zu walzende Material aus einem vorgeschalteten Gießprozess einem zwischen zwei Walzscheiben gebildeten Walzspalt zuführbar ist, wobei das Walzgerüst wenigstens zwei Walzentragwellen aufweist, wobei jede Walzentragwelle in einer bedienseitigen Walzenlagerung und in einer antriebsseitigen Walzenlagerung gelagert ist und die jeweilige Walzentragwelle über die bedienseitige Walzenlagerung hinausragt, so dass auf jede Walzentragwelle eine Walzscheibe aufbringbar ist. Insbesondere ist wenigstens eine Walzentragwelle bezüglich einer weiteren Walzentragwelle in einer Anstellrichtung quer zur Mittenachse der Walzentragwelle anstellbar.
-
Derartige Walzgerüste und Verfahren zum Walzen von Draht sind bekannt. Um den zwischen den Walzenscheiben gebildeten Walzspalt einzustellen, werden Anstellvorrichtungen verwendet. In der Regel liegt eine untere Arbeitswalze fest und lediglich die obere Arbeitswalze kann angestellt werden. Diese Anstellung erlaubt die Veränderung der zu walzenden Dicke, ohne Einbaustücke mit den Walzen zu wechseln. Die Anstellung kann hydraulisch oder mechanisch erfolgen.
-
Aus der
EP 0 928 643 A2 ist ein Walzgerüst zum Walzen von Draht bekannt, das einen Gerüstrahmen und mindestens ein Einbaustück mit einem walzen- bzw. bedienseitigen Wellenlager und einem Gegen-Wellenlager umfasst. In den Wellenlagern ist eine Walzentragwelle mit einer Wellenachse gelagert, die über das walzenseitige Wellenlager hinausragt, so dass auf die Walzentragwelle eine Walzenscheibe aufbringbar ist. Die Walzentragwelle ist mittels einer Anstelleinheit bezüglich einer weiteren im Walzgerüst gelagerten Walzentragwelle in einer Anstellrichtung anstellbar. Das Walzgerüst weist eine Anstellhydraulikzylindereinheit mit einem Hydraulikzylinder und einem Hydraulikkolben auf. Der Hydraulikzylinder ist mit dem Gerüstrahmen und der Hydraulikkolben mit dem Einbaustück verbunden, so dass die Walzentragwelle mittels der Anstellhydraulikzylindereinheit anstellbar ist. Hierbei ist die Anstellhydraulikzylindereinheit in der Nähe des walzenseitigen Wellenlagers angeordnet, um eine besonders gute Anstellwirkung zu erreichen. Darüber hinaus kann das Walzgerüst eine Ausgleichshydraulikzylindereinheit mit einem Hydraulikzylinder und einem Hydraulikkolben aufweisen, wobei die Ausgleichshydraulikzylindereinheit in der Nähe des Gegenlagers angeordnet ist und der Hydraulikzylinder mit dem Gerüstrahmen und der Hydraulikkolben ebenfalls mit dem Einbaustück verbunden sind. Auf diese Art und Weise soll beim Walzvorgang ein Verkippen der Walzenscheibe der Walzentragwelle vermieden werden.
-
Beim Walzvorgang kann es aufgrund des dem Walzspalt zugeführten Materials zu einer Vergrößerung des Abstandes zwischen den Walzscheiben bzw. zu einer Aufweitung des Walzspalts kommen. Die hiermit verbundene Verringerung der Walzkraft kann sich nachteilig auf die Gefügeeigenschaften des zu walzenden Materials auswirken. Im Übrigen weisen die Walzscheiben in der Regel auf den einander zugewandten Umfangsflächen komplementäre Walzgeometrien, wie beispielsweise Nut- und Federgeometrien, auf. Zwischen den Walzgeometrien wird der Walzspalt gebildet. In Folge des beim Walzvorgang dem Walzspalt zugeführten Materials kann es zu einer Änderung der Ausrichtung der Walzscheiben relativ zueinander und damit verbunden zu einer Änderung der gegenseitigen Ausrichtung der Walzgeometrien kommen, was eine Veränderung der Druckverteilung im Walzspalt und damit verbunden eine nachteilige Gefügeänderung im Walzgut zur Folge haben kann. Darüber hinaus können die Walzgeometrien im schlimmsten Fall miteinander verkanten, was zu Beschädigungen an den Walzscheiben bis hin zur Unterbrechung des Walzvorgangs führen kann.
-
Die
DE 84 25 635 U1 offenbart ein Flanschen-Stauchgerüst für Universal-Profilwalzstraßen mit zwei zweiseitig gelagerten Walzen, auf die einseitig (liegend) Walzringe aufgesetzt sind. Die Walzen sind jeweils in Exzenterbuchsen im Walzgerüst gelagert und können auf diese Weise auf der Bedien- und der Antriebsseite unabhängig voneinander ausgerichtet werden. Durch eine entsprechende Verstellung der Exzenterbuchsen kann eine Ausbiegung der Tragwelle vorgebeugt werden.
-
In der
DE 29 622 323 U1 ist ein Drahtwalzgerüst mit auf zwei Walzenwellen fliegend gelagerten Walzringen offenbart, bei denen die Walzenwellen mittels in einem gehäusegehalterten Exzenterbuchsen anstellbar sind. Zur Kühlung der Walzringe sind abschnittsweise um die Walzringe radial beabstandete Sprühdüsen zur Kühlung der Walzringe mittels einer Kühlflüssigkeit vorgesehen.
-
Die
DE 32 26 695 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Verspannen von Walzscheiben oder Walzringen auf eine Antriebswelle eines Walzgerüstes. Der Walzkörper wird ausschließlich unter Aufbringung von Axialkräften drehfest auf der Antriebswelle verspannt, was dem Wirkprinzip einer Flanschverbindung entspricht.
-
In der
JP H08-300 018 A ist eine Temperiereinrichtung zur Temperaturregulierung von Walzscheiben offenbart, wobei die Walzscheiben Kanäle zur Durchleitung eines Temperiermediums aufweisen. Zum Vorwärmen der Walzscheiben wird ein Wärmemedium durch die Kanäle der Walzscheiben geleitet. Übersteigt beim Walzvorgang die Temperatur der Walzscheiben eine zulässige Höchsttemperatur, kann ein Kühlmedium durch die Kanäle der Walzscheiben geleitet werden, um die Walzscheiben zu kühlen.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Walzgerüst und ein Walzverfahren jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen hohe Druckkräfte beim Walzvorgang und eine gleichmäßige Druckverteilung im Walzspalt sichergestellt werden können. Darüber hinaus soll beim Walzvorgang ein Verkanten der Walzgeometrien an den Umfangsflächen der Walzscheiben sicher ausgeschlossen sein. Das Gefüge des Walzgutes soll sich in einfacher Weise vorteilhaft beeinflussen lassen. Schließlich soll die Möglichkeit für einen wenig zeit- und arbeitsaufwändigen Walzscheibenwechsel gegeben sein.
-
Zur Lösung der vorgenannten Aufgaben schlägt die Erfindung ein Walzgerüst vor, bei dem die bedienseitige Walzenlagerung und die antriebsseitige Walzenlagerung einer anstellbaren Walzentragwelle unabhängig voneinander relativ zu den Walzenlagerungen einer weiteren Walzentragwelle verstellbar sind, so dass die anstellbare Walzentragwelle bezüglich der weiteren Walzentragwelle in eine positive und/oder in eine negative Schräglage positionierbar ist. In konstruktiver Hinsicht sind die bedienseitige Walzenlagerung und die antriebsseitige Walzenlagerung der anstellbaren Walzentragwelle voneinander entkoppelt verstellbar und insbesondere nicht über Stellmittel, wie Hydraulikzylinder, mit einem gemeinsamen Einbaustück verbunden, so wie dies bei dem aus der
EP 0 928 643 A2 bekannten Walzgerüst der Fall ist. Die schräge Anstellung der anstellbaren Walzentragwelle relativ zur weiteren Walzentragwelle erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise in Abhängigkeit von einer gemessenen und/oder ermittelten Walzkraft im Walzspalt bzw. einer gemessenen und/oder ermittelten Kräfteverteilung im bzw. am Walzspalt. Durch eine entsprechend schräge Anstellung der anstellbaren Walzentragwelle relativ zur weiteren Walzentragwelle kann einer Abnahme der Walzkraft in Folge des dem Walzspalt beim Walzvorgang zugeführten Materials und der damit bedingten Aufweitung des Walzspaltes entgegengewirkt werden. Zudem lässt sich eine gleichmäßige Kraftverteilung im Walzspalt sicherstellen und ein Verkanten der Walzgeoemtrien sicher ausschließen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in diesem Zusammenhang vor, dass eine anstellbare Walzentragwelle durch voneinander unabhängiges Verstellen der bedienseitigen Walzenlagerung und der antriebsseitigen Walzenlagerung relativ zu Walzenlagerungen einer weiteren Walzentragwelle bezüglich der weiteren Walzentragwelle in eine Schräglage positioniert wird.
-
Vorzugsweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Walzgerüst Walzkräfte von bis zum 1000 kN erzeugen, wobei die Walzkräfte vorzugsweise über die bedienseitige Walzenlagerung aufgebracht werden.
-
Um eine Schrägstellung der anstellbaren Walzentragwelle bezüglich der weiteren Walzentragwelle zu ermöglichen, kann eine winkelbewegliche Lagerung der anstellbaren Walzentragwelle und, vorzugsweise, der weiteren Walzentragwelle vorgesehen sein. Die winkelbewegliche Lagerung kann vorzugsweise eine Winkelverstellung von bis zu 5°, weiter vorzugsweise bis zu 4°, jedenfalls bis 2°, aus der Mittellage zulassen. Darüber hinaus kann eine axial verschiebliche Lagerung der anstellbaren Walzentragwelle und, vorzugsweise, der weiteren Walzentragwelle vorgesehen sein, um eine axiale Verstellung der Walzscheiben und eine exakte Einstellung des Walzspalts zu ermöglichen. Beispielsweise kann bedienseitig eine Lagerung der Walzentragwelle über Tonnenrollenlager oder Pendelrollenlager vorgesehen sein. Da diese Lager keine axiale Verschiebbarkeit der Welle zulassen, kann die Walzentragwelle über eine axial verschiebbare Hülse gelagert sein kann, um eine axiale Einstellung der Walzen zueinander zu ermöglichen. Antreibsseitig kann eine Lagerung über Toroidalrollenlager vorgesehen sein, die sowohl Axial- als auch Winkelversatz ausgleichen, ohne dass sich das Reibmoment des Lagers erhöht. Somit kann ein Toroidalrollenlager die Funktion eines Zylinderrollenlagers und eines Pendelrollenlagers gleichzeitig erfüllen.
-
Für eine Schrägstellung der anstellbaren Walzentragwelle können die bedienseitige Walzenlagerung und die antriebesseitige Walzenlagerung mittels separat ansteuerbarer Stellantriebe verstellbar sein. Als Stellantriebe können Elektroantriebe mit Spindelgetrieben eingesetzt werden. Die kinematische Kopplung zwischen der Walzenlagerung und dem Stellantrieb erfolgt dann über wenigstens eine Hubspindel. Separate Stellantriebe für die bedienseitige und die antriebsseitige Walzenlagerung ermöglichen es in einfacher Weise, den Abstand der anstellbaren Walzentragwelle von der weiteren Walzentragwelle bedienseitig und antriebsseitig unterschiedlich groß einzustellen, woraus eine vorteilhafte Schräglage der anstellbaren Walzentragwelle relativ zur weiteren Walzentragwelle resultiert.
-
Der Stellantrieb zum Verstellen der bedienseitigen Walzenlagerung kann dazu ausgebildet sein, die für den Walzvorgang erforderlichen Walzkräfte aufzubringen. Der Stellantrieb für die antriebsseitige Walzenlagerung dagegen kann dazu vorgesehen sein, die Schräglage der anstellbaren Walzentragwelle relativ zu der weiteren Walzentragwelle einzustellen.
-
Bei vertikaler Anordnung kann die anstellbare Walzentragwelle vorzugsweise oberhalb von der weiteren Walzentragwelle angeordnet sein. Die anstellbare Walzentragwelle und die weitere Walzentragwelle können dann mit einem Verbindungsmittel lösbar kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden, um sie mittels der beiden Stelleinheiten gemeinsam anzuheben oder abzusenken.
-
Die weitere Walzentragwelle ist vorzugsweise nicht anstellbar und liegt fest. Es besteht aber die Möglichkeit, dass die weitere Walzentragwelle über die Walzenlagerungen auf wenigstens einem auswechselbaren Distanzstück aufsteht und über das Distanzstück der Abstand der Mittelachse der weiteren Walzentragwelle zu einem Boden des Walzgerüstes einstellbar ist. Bei vertikaler Anordnung der beiden Walzentragwellen übereinander lässt sich nach dem gemeinsamen Anheben der weiteren (unteren) Walzentragwelle mit der anstellbaren (oberen) Walzentragwelle das Distanzstück durch ein Distanzstück mit anderer Höhe auswechseln. Durch Verwendung unterschiedlich hoher Distanzstücke ist eine Anordnung der weiteren Walzentragwelle mit unterschiedlichen Abständen zum Boden möglich, was insbesondere bei einem Walzenwechsel von Vorteil sein kann.
-
Für eine exakte Führung ist eine Säulenführung mit mehreren Führungssäulen vorgesehen, über die die Walzenlagerungen beim Verstellen geführt sind. Vorzugsweise ist ein säulenartiger Aufbau des Walzgerüstes mit vier oder auch mehr Führungssäulen als vertikale Führung für die Walzenlagerungen vorgesehen. Es ist zweckmäßig, wenn die Walzenlagerungen der beiden Walzentragwellen antriebsseitig und bedienseitig jeweils auf gleichen Führungssäulen geführt sind.
-
Eine Walzenlagerung kann durch eine Anordnung mit zwei äußeren Führungsstücken und einem mit den äußeren Führungsstücken vorzugsweise lösbar verbundenem separaten Zwischenstück vorgesehen sein, wobei jedes Führungsstück auf einer Führungssäule bewegbar, vorzugsweise verschiebbar, geführt ist und im Zwischenstück eine Walzentragwelle gelagert ist. Solche Lageranordnungen können für die anstellbare Walzentragwelle und vorzugsweise auch für die weitere Walzentragwelle vorgesehen sein, weiter vorzugsweise sowohl bedienseitig als auch antriebsseitig. Die Lageranordnung weist dann drei Einheiten mit einem mittleren zentralen Zwischenstück und zwei seitlichen Führungsstücken auf und kann als Einheit montiert/demontiert werden. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Lagerung der anstellbaren Walzentragwelle und der weiteren Walzentragwelle über gleich ausgebildete Lageranordnungen erfolgt.
-
Die Führungsstücke können auf den Führungssäulen beispielsweise über Lineargleitlager bzw. Gleitbuchsen gleitend geführt sein. Damit wird eine reibungsarme Führung der Führungsstücke in Längsrichtung der Führungssäulen gewährleistet.
-
Bei vertikaler Anordnung der anstellbaren Walzentragwelle und der weiteren Walzentragwelle übereinander sind die Führungsstücke der Walzenlagerungen der anstellbaren Walzentragwelle und der weiteren Walzentragwelle bedienseitig und antriebseitig jeweils auf gleichen Führungssäulen geführt. Dies lässt es in einfacher Weise zu, die bedien- und antriebsseitigen Walzenlagerungen beider Walzentragwellen wie oben beschrieben gemeinsam mittels der mit der anstellbare Walzentragwelle gekoppelten Stellantriebe anzuheben.
-
Vorzugsweise sind die Walzenlagerungen der anstellbaren Walzentragwelle in Anstellrichtung spielfrei auf den Führungssäulen geführt. Zu diesem Zweck können Gasdruckfedern vorgesehen sein, die beispielsweise zwischen den Führungsstücken der Walzenlagerungen der anstellbaren Walzentragwelle und den Führungsstücken der Walzenlagerung der weiteren Walzentragwelle angeordnet sind.
-
Für eine Schrägstellung der anstellbaren Walzentragwelle kann das Zwischenstück der bedienseitigen Walzenlagerung und das Zwischenstück der antriebsseitigen Walzenlagerung jeweils mit einem Stellmittel eines separaten Stellantriebs gekoppelt und in Anstellrichtung verstellbar sein. Bei dem Stellmittel kann es sich um eine Spindel handeln, die mit einer Spindelaufnahme am Zwischenstück verbunden ist. Die Spindel kann über ein Spindelgetriebe mit einem Elektromotor verbunden sein, der die für eine Verstellung des Zwischenstücks erforderliche Kraft über das Spindelgetriebe einleitet.
-
Das Zwischenstück kann mit zwei äußeren auf Führungssäulen geführten Führungsstücken in der Anstellrichtung form- und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Bei einer Verstellung des Zwischenstücks, beispielsweise beim Anheben oder Absenken des Zwischenstücks, werden damit automatisch auch die beiden mit dem Zwischenstück verbundenen äußeren Führungsstücke verstellt und beispielsweise entlang der Führungssäulen angehoben oder abgesenkt. Die Führungsstücke lassen sich zusammen mit dem verbundenen Zwischenstück als Baugruppe insbesondere gemeinsam anheben oder absenken. Eine formschlüssige Verbindung kann insbesondere über komplementären zusammenwirkenden Außen- bzw. Querschnittsgeometrien der Führungsstücke und des Zwischenstücks auf den einander zugewandeten Seiten erreicht werden. Beispielsweise kann eine Ausführungsform vorgesehen sein, bei der das Zwischenstück über seitliche Führungsvorsprünge in seitliche Ausnehmungen der angrenzenden Führungsstücke eingreift, so dass in Anstellrichtung ein Formschluss zwischen dem Zwischenstück und den beiden Führungsstücken erreicht wird.
-
Weiter vorzugsweise lässt sich das Zwischenstück in Achsrichtung der Walzentragwelle relativ zu den Führungsstücken verschieben. Dies ermöglicht einen Ausbau der Walzentragwelle zusammen mit den Zwischenstücken der Wellenlagerungen, wobei die Walzentragwelle zusammen mit den Zwischenstücken unabhängig von den Führungsstücken aus dem Walzgerüst herausgezogen werden kann. Das Auswechseln des Zwischenstücks eröffnet die Möglichkeit, in einfacher Weise bei geringem Montageaufwand einen Wechsel der Walzentragwellen vornehmen zu können. Die Führungsstücke verbleiben beim Herausziehen der Walzentragwelle im Walzgerüst. Komplementäre Außen- bzw. Querschnittsgeometrien der Führungsstücke und des Zwischenstücks können dann in Achsrichtung der Walzentragwelle keinen Formschluss bilden, so dass eine axiale Bewegbarkeit des Zwischenstücks relativ zu den Führungsstücken möglich ist.
-
Die relative Position des Zwischenstücks zwischen den beiden Führungsstücken in einer Richtung quer zur Achsrichtung der Wellentragachse und quer zur Anstellrichtung, insbesondere in horizontaler Richtung, kann einstellbar sein. Auf beiden Seiten des Zwischenstücks kann zwischen dem Zwischenstück und jeweiligen Führungsstück jeweils wenigstens ein separates Distanzelement, insbesondere ein Distanzblech, vorgesehen sein. Durch Einsatz unterschiedlich dicker Distanzelemente und/oder einer unterschiedlichen Anzahl von Distanzelementen zwischen dem Zwischenstück und einem angrenzenden Führungsstück lässt sich die Lage der Mittenachse der Walzentragwelle in einer Richtung quer zur Achsrichtung der Walzentragwelle und quer zur Anstellrichtung verändern. Dieser Aufbau ermöglicht in einfacher und vorteilhafter Weise, die Walzen außermittig und somit nicht vertikal fluchtend einzubauen.
-
Um ein Anheften des Walzgutes an einer der beiden Walzscheiben zu verhindern, können die Walzentragwellen mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden. Zu diesem Zweck können unabhängig voneinander ansteuerbare Antriebseinheiten für die anstellbare Walzentragwelle und die weitere Walzentragwelle vorgesehen sein.
-
Darüber hinaus kann wenigstens eine Kraftmesseinrichtung zur Messung und/oder Ermittlung der beim Walzvorgang auf die Walzscheiben und damit auf die anstellbare Walzentragwelle ausgeübten Kräfte vorgesehen sein. Insbesondere werden die in einer Richtung quer zur Wellenachse und weiter insbesondere in Richtung der Führungssäulen auftretenden Kräfte ermittelt. Es kann eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen sein, um in Abhängigkeit von den gemessenen und/oder ermittelten Kräften automatisch die bedienseitige Walzenlagerung und/oder die antriebsseitige Walzenlagerung der anstellbaren Walzentragwelle zu verstellen und so eine bestimmte Winkelstellung der anstellbaren Walzentragwelle relativ zur weiteren Walzentragwelle einzustellen. So lässt sich in einfacher Weise eine gleichmäßige Kraftverteilung im Walzspalt gewährleisten und ein Verkanten der Walzgeometrien sicher ausschließen. Eine entsprechend ausgebildete Kraftmesseinrichtung kann bedienseitig und/oder antreibsseitig vorgesehen sein.
-
Vorzugsweise liegt die Genauigkeit beim Einstellen des Walzspaltes mit dem erfindungsgemäßen Walzgerüst bei wenigen Zehntelmillimetern, vorzugsweise in der Größenordnung von ca. 1 Zehntelmillimeter.
-
Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft eine Temperaturregulierung der Walzscheiben mittels einer geeigneten Temperiereinrichtung. Vorzugsweise ist eine Kühlung der Walzscheiben vorgesehen. Der Walzenkörper kann insbesondere Nuten oder Kühlkanäle für ein Kühlfluid, wie Wasser, aufweisen. Durch Steuerung und/oder Regelung der Temperatur der Walzscheiben lässt sich beim Walzvorgang in vorteilhafter Weise auf die Gefügeausbildung des zu walzenden Materials Einfluss nehmen. Wenigstens eine Walzscheibe, vorzugsweise beide Walzscheiben, können jeweils zweiteilig ausgebildet sein mit einem Walzengrundkörper und einem mit dem Walzengrundkörper verbunden Walzenmantel. Der Walzengrundkörper und/oder der Walzenmantel können Nuten oder Kühlkanäle für ein Kühlfluid aufweisen und/oder die Kühlkanäle werden zwischen dem Walzengrundkörper und dem Walzenmantel beim Zusammenbau ausgebildet. Für einen Zu- und Ablauf des Kühlmittels in den Bereich der Walzscheibe kann eine Drehdurchführung vorgesehen sein. Der Zu- bzw. Ablauf des Kühlmittels erfolgt vorzugsweise im radial innenliegenden achsnahen Bereich der Walzscheiben.
-
Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft eine form- und kraftschlüssige Befestigung der Walzscheiben an den Walzentragwellen. Durch eine lösbare kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen der Walzscheibe und der Walzentragwelle ist ein einfacher und wenig zeitaufwendiger Wechsel der Walzscheibe möglich. Vorzugsweise sind die Walzscheiben über Flanschverbindungen mit der Walzentragwelle verbunden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Merkmale der beschriebenen und gezeigten Ausführungsform können bedarfsweise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist.
-
Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Walzgerüstes schräg von oben,
- 2 eine Schnittansicht durch das in 1 gezeigte Walzgerüst entlang der Mittellängsachsen von zwei Walzentragwellen des Walzgerüstes,
- 3 eine Schnittansicht des in 1 gezeigten Walzgerüstes entlang der Mittellängsachsen von zwei bedienseitig angeordneten Führungssäulen des Walzgerüstes aus 1 und
- 4 die Einzelheit IV aus 2
-
In den 1 bis 4 ist ein Walzgerüst 1 zum Walzen von Draht, insbesondere zum Herstellen von Magnesiumdraht und Draht aus Magnesiumlegierungen oder auch von Aluminiumdraht oder Draht aus Aluminiumlegierungen gezeigt, wobei zu walzendes Material aus einem vorgeschalteten Gießprozess über wenigstens eine nicht gezeigte Gieß- oder Schmelzdüse einem zwischen zwei Walzscheiben 2, 3 gebildeten Walzspalt 4 zugeführt wird. Hierbei wird ein Schmelzfluss, welcher kontinuierlich oder diskontinuierlich erzeugt werden kann, den fliegend gelagerten Walzscheiben 2, 3 zugeführt. Das freifliegende Walzenpaar ermöglicht einen einfachen und wenig aufwändigen Wechsel der Walzscheiben 2,3, um die Kalibergröße schnell und effizient anpassen zu können.
-
Der Walzspalt 4 wird gebildet zwischen einer an der äußeren Umfangsfläche der in 1 gezeigten oberen Walzscheibe 2 umlaufenden Feder 5 und einer dazu korrespondierenden Nut 6 an der äußeren Umfangsfläche der in 1 gezeigten unteren Walzscheibe 3. Durch das dem Walzspalt 4 beim Walzprozess zugeführte zu walzende Material werden die Walzscheiben 2, 3 auseinandergedrückt, was zu einer Verringerung der Walzkraft im Walzspalt 4 und zu einer veränderten Druckverteilung im Walzspalt 4 führen kann. Dies kann unerwünschte Auswirkungen auf das beim Walzprozess gebildete Materialgefüge haben. Bei Walzkräften von beispielsweise bis zu 1000 kN kann sich darüber hinaus die Nut- und Federgeometrie verkeilen, was zu einem höheren Verschleiß an den Walzscheiben 2, 3 bis hin zu einer Unterbrechung des Walzprozesses führen kann. Um hier Abhilfe zu schaffen, lassen sich bei dem gezeigten Walzgerüst 1 eine bedienseitige Walzenlagerung 7 und eine antriebsseitige Walzenlagerung 8 einer in 1 gezeigten oberen Walzentragwelle 9 in Anstellrichtung X (2) unabhängig voneinander relativ zu zwei Walzenlagerungen 10, 11 einer in 1 gezeigten unteren weiteren Walzentragwelle 12 verstellen, so dass die anstellbare Walzentragwelle 9 bezüglich der weiteren Walzentragwelle 12 bzw. bezogen auf eine horizontale Stellung in eine Schräglage positionierbar ist. Die Walzenlagerungen 7, 8 der anstellbaren Walzentragwelle 9 sind unabhängig voneinander in der Höhe verstellbar und insbesondere konstruktiv nicht durch ein gemeinsames Einbaustück miteinander verbunden. Dies ergibt sich insbesondere aus 2. Die Verstellung der Walzenlagerungen 7, 8 der oberen Walzentragwelle 9 erfolgt gemäß 2 in vertikaler Richtung quer zur Mittenachse Y der Walzentragwelle 9.
-
Durch individuelles Verstellen der Walzenlagerungen 7, 8 lässt sich ein unterschiedlicher Abstand zwischen den Mittellängsachsen der beiden Walzentragwellen 9, 12 bedienseitig und antriebsseitig vorgeben und damit eine Schrägstellung der oberen Walzentragwelle 9 und damit der oberen Walzscheibe 2 relativ zur unteren Walzentragwelle 12 bzw. zur unteren Walzscheibe 3 erreichen. Durch Anpassung der Schräglage der oberen Walzentragwelle 9 ist es möglich, beim Walzprozess eine gleichbleibende Höhe der Walzkraft und eine gleichbleibende Druckverteilung im Walzspalt 4 sicherzustellen. Einer Vergrößerung des Walzspaltes 4 verbunden mit einer ungewollten Schrägstellung der Walzscheiben 2, 3 relativ zueinander infolge des beim Walzprozess dem Walzspalt zugeführten Schmelzflusses wird dann durch eine Schrägstellung der oberen Walzentragwelle 9 relativ zur unteren Walzentragwelle 12 entgegengewirkt. Insbesondere lässt sich verhindern, dass es zu einer Veränderung der relativen Lage der Nut- und Federgeometrien an den Umfangsflächen der Walzenscheiben 2, 3 und einer damit verbundenen negativen Beeinflussung des Materialgefüges im Walzgut kommt. Einem Verkeilen der Nut- und Federgeometrien kann sicher vorgebeugt werden.
-
Das Walzgerüst 1 weist eine Säulenführung mit vorliegend vier Führungssäulen 13 auf, auf dem die Walzenlagerungen 7, 8, 10, 11 beim Verstellen geführt sind. Die Führungssäulen 13 sind zwischen einer Aufnahmekonsole 14 mit Tragabschnitten 15, welche auf einem Boden oder Untergrund montiert ist, und einen Oberteil 16 eingespannt und stellen als Ganzes die tragende Struktur für die vertikale Führung der Walzenlagerungen 7, 8, 10, 11 dar.
-
Die voneinander unabhängige Verstellung der bedienseitigen Walzenlagerung 7 und der antriebsseitigen Walzenlagerung 8 der anstellbaren Walzentragwelle 9 erfolgt in Anstellrichtung X mittels separat angesteuerter Stellantriebe 17, bei denen es sich bei der gezeigten Ausführungsform um Elektroantriebe mit Spindelgetriebe handelt. Die Stellantriebe 17 sind vorzugsweise auf dem Oberteil 16 der tragenden Struktur montiert. Das Spindelgetriebe wirkt mit Spindeln 18 zusammen, die über eine Spindelaufnahme 19 mit einem Zwischenstück 20 der Walzenlagerung 7, 8 verbunden ist.
-
Das Zwischenstück 20 ist lösbar mit zwei äußeren Führungsstücken 21, 22 verbunden, wobei jedes Führungsstück 21, 22 über eine Gleitbuchse 23 verschiebbar auf einer Führungssäule 13 geführt und im Zwischenstück 20 die Walzentragwelle 9 gelagert ist. Zwei Führungsstücke 21, 22 bilden zusammen mit einem Zwischenstück 20 eine Baugruppe und eine Walzenlagerung 7, 8 der anstellbaren Walzentragwelle 9. Die bedienseitigen und antriebsseitigen Walzenlagerungen 7, 8 weisen einen gleichen Aufbau mit jeweils zwei äußeren Führungsstücken 21, 22 und einem mittleren Zwischenstück 20 auf. Im Übrigen entspricht der konstruktive Aufbau der Walzenlagerungen 10, 11 der weiteren Walzentragwelle 12 dem Aufbau der Walzenlagerungen 7, 8 der anstellbaren Walzentragwelle 9.
-
2 zeigt eine Querschnittsansicht, in welcher die Lagerung der beiden Walzentragwellen 9, 12 gezeigt ist. Die Lagerung der Walzentragwellen 9, 12 erfolgt im Bereich der Bedienseite, d.h. auf der den Walzscheiben 2, 3 zugewandten Seite, jeweils über paarweise angeordnete nebeneinanderliegende Lager 24, 25, bei denen es sich vorzugsweise um Tonnenrollenlager handelt. Tonnenrollenlager sind winkeleinstellbar. Alternativ können auch Pendelrollenlager eingesetzt werden, die ebenfalls winkeleinstellbar und für Schwerstbelastungen geeignet sind. Um die Walzscheiben 2, 3 in axialer Richtung zueinander einstellen zu können, sind die Walzentragwellen 9, 12 über die Lager 24, 25 in axial bewegbaren Hülsen 26 aufgenommen.
-
Auf der gegenüberliegenden Antriebsseite der Walzentragwellen 9, 12 ist für jede Walzentragwelle 9, 12 jeweils ein Lager 27 vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise um ein Toroidal-Rollenlager handeln kann. Diese können sowohl Axial- als auch Winkelversatz ausgleichen.
-
Vorzugsweise ist es so, dass das Zwischenstück 20 in der Anstellrichtung X formschlüssig und in Richtung der Mittellängsachse Y der Walzentragwellen 9, 12 relativ zu den Führungsstücken 21, 22 verschiebbar mit den beiden Führungsstücken 21, 22 verbunden ist. Der Formschluss in Anstellrichtung X lässt eine gemeinsame Höhenverstellung des Zwischenstücks 20 zusammen mit den beiden äußeren Führungsstücken 21, 22 zu. Aufgrund der in Anstellrichtung X formschlüssigen Verbindung lassen sich die Zwischenstücke 20 der oberen anstellbaren Walzentragwelle 9 zusammen mit den jeweiligen Führungsstücken 21, 22 mittels der Spindeln 18 anheben. Der Wechsel der Walzscheiben 2, 3 erfolgt vorzugsweise durch Herausziehen der Walzentragwellen 9, 12 zur Bedienseite des Walzgerüstes 1. Dazu lassen sich die Walzscheiben 2, 3 zusammen mit den Walzentragwellen 9, 12 und den Zwischenstücken 20 der Walzenlagerung 7, 8, 10, 11 jeweils als Einheit montierbar/demontierbar sind, ohne dazu die Führungsstücke 21, 22 von den Führungssäulen 13 demontieren zu müssen.
-
Die Walzenlagerungen 10, 11 der weiteren (unteren) Walzentragwelle 12 können auf auswechselbaren Distanzstücken 29 aufstehen und über die Distanzstücke 29 abgestützt sein. Über Seitensicherungsstücke 28 lassen sich die bedienseitig und antriebsseitig jeweils übereinander angeordneten Führungsstücke 21, 22 der Walzenlagerungen 7, 8, 10, 11 der beiden Walzentragwellen 9, 12 miteinander koppeln, so dass beim Anheben der Walzenlagerungen 7, 8 der oberen Walzentragwelle 9 mit den Hubspindeln 18 gleichzeitig die Walzenlagerungen 10, 11 der unteren Walzentragwelle 12 angehoben werden. Nach dem gekoppelten Anheben der Walzentragwellen 9, 12 können die Distanzstücke 29 durch Distanzstücke mit andere Höhe ausgewechselt werden, um den vertikalen Abstand der Mittenachsen Y beider Walzentragwellen 9, 12 zum Boden zu verändern.
-
Die Führungsstücke 21, 22 der Walzenlagerungen 7, 8 der oberen Walzentragwelle 9 liegen über Gasdruckfedern 30 auf den Führungsstücken 21, 22 der Walzenlagerungen 10, 11 der unteren Walzentragwelle 12 auf. Über die Gasdruckfedern 30 wird erreicht, dass die Kopplung zwischen den Stellantrieben 17 und den Zwischenstücken 20 über die Spindeln 18 weitestgehend spielfrei ist, so dass eine Drehbewegung der Spindeln 18 nicht-zeitverzögert zu einer Verstellbewegung der Zwischenstücke 20 führt.
-
Um den horizontalen Abstand zwischen den äußeren Führungsstücken 21, 22 und den Zwischenstücken 20 einzustellen, können beidseits der Zwischenstücke 20 Zwischenbleche 31 zwischen die Führungsstücke 21, 22 und die Zwischenstücke 20 eingebracht sein. Dieser Aufbau ermöglicht es in einfacher und vorteilhafter Weise, die Walzscheiben 2, 3 außermittig und nicht vertikal fluchtend einzubauen. Dies wird durch den Einsatz von Zwischenblechen 31 realisiert, welche eine unterschiedliche Dicke aufweisen oder mit unterschiedlicher Anzahl montiert werden. Durch einen außermittigen Einbau der Walzentragwellen 9, 12 lässt sich in einfacher Weise der Walzprozess vorteilhaft beeinflusst.
-
Für die anstellbare Walzentragwelle 9 und die weitere Walzentragwelle 12 sind unabhängig voneinander ansteuerbare Antriebseinheiten 32, 32 vorgesehen. Jede Antriebseinheit 32, 33 weist einen Elektromotor auf, der über eine Gelenkwelle 34 antriebsseitig mit einer Walzentragwelle 9, 12 verbunden ist. Nach dem Lösen der Antriebsverbindung und Lösen der Spindelverbindung zwischen den Zwischenstücken 20 und den Spindeln 18 lassen sich dann die Walzscheiben 2, 3 zusammen mit den Walzentragwellen 9, 12 und den Zwischenstücken 20 der Walzenlagerungen 7, 8 bzw. 10, 11 als Einheiten durch bedienseitiges Herausziehen aus dem Walzgerüst 1 demontieren. Die Ausbildung des Antriebs der Walzentragwellen 9, 12 als sogenannter Twin-Antrieb bedingt den Vorteil, dass die Walzentragwellen 9, 12 mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden können und so das Anhaften von zu walzendem Material an der oberen Walzscheibe 2 und/oder an der unteren Walzscheibe 3 verhindert werden kann.
-
Im Übrigen kann wenigstens eine Kraftmesseinrichtung 35 zur Messung der beim Walzvorgang auf die anstellbare Walzentragwelle 9 ausgeübten Druckkräfte vorgesehen sein. Die Kraftmesseinrichtung 35 kann mit einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zusammenwirken, um in Abhängigkeit von gemessenen und/oder ermittelten Walzkräften bzw. in Abhängigkeit von einer Aufweitung des Walzspalts 4 aufgrund des dem Walzspalt 4 zugeführten zu walzenden Materials eine automatische Höhenverstellung der Walzenlagerungen 7, 8 der anstellbaren Walzentragwelle 9 vornehmen, um eine bestimmte Schräglage der Walzentragwelle 9 zu erreichen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere Kraftmesseinrichungen 35 im Bereich der Führungssäulen 13 vorgesehen, wobei die Kraftmesseinrichungen 35 im Kraftübertragungsweg zwischen den Zwischenstücken 20 und den Spindeln 18 angeordnet sind.
-
Ein weiterer Aspekt des dargestellten Walzgerüstes 1 betrifft die Kühlung der Walzscheiben 2, 3. Zu diesem Zweck ist eine Fluidkühlung vorgesehen, wobei ein Kühlmittel über eine Drehdurchführung 36 in der Walzscheibe 2, 3 gebildeten Kühlkanälen 37 zuführbar. Die Walzscheiben 2, 3 könne mehrteilig ausgebildet und einen inneren Walzenkörper und einen äußeren Walzenmantel aufweisen, wobei durch Nuten im Walzenkörper und/oder im Walzenmantel im miteinander verbundenen Zustand von Walzenkörper und Walzenmantel die Kühlkanäle 37 ausgebildet werden. Der Zulauf und der Ablauf des Kühlmittels, insbesondere von Wasser, erfolgt über die Drehdurchführung 36. Durch Kühlung der Walzscheiben 2, 3 lassen sich die Walztemperaturen der Walzscheiben 2, 3 während des Walzprozesses und damit das Materialgefüge des Walzgutes vorteilhaft beeinflussen.
-
Bei den Walzscheiben 2, 3 und den Walzentragwellen 9, 12 handelt es sich um separate Bauteile, die form- und kraftschlüssig über Flanschverbindungen miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht einen Wechsel der Walzscheiben 2, 3 bei geringem Zeit- und Arbeitsaufwand.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Walzgerüst
- 2
- Walzscheibe
- 3
- Walzscheibe
- 4
- Walzspalt
- 5
- Feder
- 6
- Nut
- 7
- Walzenlagerung
- 8
- Walzenlagerung
- 9
- Walzentragwelle
- 10
- Walzenlagerung
- 11
- Walzenlagerung
- 12
- Walzentragwelle
- 13
- Führungssäule
- 14
- Aufnahmekonsole
- 15
- Tragabschnitt
- 16
- Oberteil
- 17
- Stellantrieb
- 18
- Spindel
- 19
- Spindelaufnahme
- 20
- Zwischenstück
- 21
- Führungsstück
- 22
- Führungsstück
- 23
- Gleitbuchse
- 24
- Lager
- 25
- Lager
- 26
- Hülse
- 27
- Lager
- 28
- Seitensicherungsstück
- 29
- Distanzstück
- 30
- Gasdruckfeder
- 31
- Zwischenblech
- 32
- Antriebseinheit
- 33
- Antriebseinheit
- 34
- Gelenkwelle
- 35
- Kraftmesseinrichtung
- 36
- Drehdurchführung
- 37
- Kühlkanal
