-
Die Erfindung betrifft ein Planetenwalzwerk zum Walzen von hohlen oder vollen Langprodukten aus Metall als Walzgut, mit Arbeitswalzen, die eine planetenförmige Bewegung vollziehen und auf einem Teilkreisabschnitt ihres Umlaufs mit dem Walzgut in Eingriff gebracht werden, wobei die Arbeitswalzen in drehbar angetriebenen Planetenträgern gelagert sind, jeder Planetenträger einen Arbeitswalzensatz und das Planetenwalzwerk wenigstens zwei Planetenträger umfasst, die in einer Ebene einander gegenüberliegend angeordnet beiderseits eines Formkanals in einem Walzenständer so gelagert sind, dass die Arbeitswalzen beim Umlauf in den Formkanal eintauchen und dabei mit dem Walzgut in Eingriff gebracht werden.
-
Aus der
DE 195 27 795 A1 ist ein Rohrkaltwalzwerk bestehend aus einem Pilgerwalzwerk mit walzenperiodischer Kalibrierung und einem diesem nachgeordneten Kalibrierwalzwerk mit Walzen konstanter Kalibrierung sowie einem beiden Walzwerken gemeinsamen Dorn mit konischem Dornabschnitt im Pilgerwalzwerk und zylindrischem Dornabschnitt im Kalibrierwalzwerk bekannt. Das Rohrkaltwalzwerk zeichnet sich dadurch aus, dass als Kalibrierwalzwerk ein Planetenwalzwerk mit in einer oder mehreren die Dornlängsachse schneidenden Ebenen umlaufenden Planetenwalzen und darauf angeordneten Rollensätzen vorgesehen ist, wobei die Rollen jedes Rollensatzes jeweils einen Umfangsabschnitt des Rohres umgreifend kalibriert sind.
-
-
Ein Planetenwalzwerk der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der
EP 0 692 320 A1 bekannt. Das in der
EP 0 692 320 A1 beschriebene Planetenwalzwerk ist als Hochreduktionswalzwerk ausgebildet und umfasst vier gegenüberliegend angeordnete Planetenräder, die identisch und symmetrisch ausgebildet sind und die jeweils ein sogenanntes Sonnenrad mit planetenförmig angeordneten Arbeitswalzen aufweisen. Zwei der Planetenräder sind in einer Ebene angeordnet, die anderen beiden Planetenräder sind in einer sich dazu senkrecht erstreckenden Ebene angeordnet. Die Planetenräder sind mechanisch miteinander synchronisiert. Die Antriebe, Wellen und Getriebe sind zusammen mit den Planetenrädern in einer gerüstartigen Struktur eingebaut.
-
Ein Nachteil der bekannten Planetenwalzwerke ist, dass ein verschleißbedingter Austausch einzelner Planetenräder/Planetenträger wenigstens eine Teildemontage des Planetenwalzwerks erfordert. Das ist umständlich und zeitaufwendig. Darüber hinaus ist in der Regel keine individuelle Anstellung der Arbeitswalzen oder Justage der Arbeitswalzen zum Ausgleich von Verschleiß und Toleranzen möglich.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Planetenwalzwerk der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem sich ein schneller Wechsel der Planetenträger und Arbeitswalzen realisieren lässt.
-
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Planetenwalzwerk bereitzustellen, mit welchem eine schnelle Justierung und/oder Anstellung der Arbeitswalzen möglich ist.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Ein Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Planetenwalzwerk zum Walzen von hohlen oder vollen Langprodukten aus Metall als Walzgut, mit Arbeitswalzen, die eine planetenförmige Bewegung vollziehen und auf einem Teilkreisabschnitt ihres Umlaufs mit dem Walzgut in Eingriff gebracht werden, wobei die Arbeitswalzen in drehbar angetriebenen Planetenträgern gelagert sind, jeder Planetenträger einen Arbeitswalzensatz und das Planetenwalzwerk wenigstens zwei Planetenträger umfasst, die in einer Ebene einander gegenüberliegend angeordnet beiderseits eines Formkanals in einem Walzenständer so gelagert sind, dass die Arbeitswalzen beim Umlauf in den Formkanal eintauchen und dabei mit dem Walzgut in Eingriff gebracht werden. Das Planetenwalzwerk gemäß der Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Planetenträger in Kassetten gelagert sind, die austauschbar in Fächern des Walzenständers festgelegt sind.
-
Das Planetenwalzwerk gemäß der Erfindung ist vorzugsweise als Hochreduktionswalzwerk ausgebildet.
-
Als Planetenträger kann eine drehbar gelagerte Tragkonstruktion vorgesehen sein, an der wenigstens eine, vorzugsweise vier identische Arbeitswalzen, vorzugsweise symmetrisch bzw. mit gleichem Abstand zueinander auf einem Kreisbogen angeordnet, jeweils in Arbeitswalzenlagern aufgenommen werden. Die Arbeitswalzen können jeweils angetrieben sein, bei der bevorzugten Variante des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung sind die Arbeitswalzen nicht angetrieben.
-
Die Lagerung der Planetenträger in Kassetten, die austauschbar in Fächern des Walzenständers festgelegt sind, hat insbesondere den Vorzug, dass ein schneller Wechsel der Planetenträger und Arbeitswalzen durch Austausch der betreffenden Kassette möglich ist. Die Kassetten sind vorzugsweise identisch und untereinander austauschbar.
-
Die Anordnung der Arbeitswalzen in austauschbaren Kassetten hat den Vorzug, dass die Arbeitswalzen jeweils als Arbeitswalzensatz, d. h. als Einheit mit der Lagerung austauschbar sind. Verschiedene Kassetten können für verschiedene Kaliber und Profile verwendet werden und dann schnell eingeschoben/gewechselt werden, um Stillstandszeiten des Planetenwalzwerks zu verringern, sodass auch kleine Losgrößen wirtschaftlich produziert werden können.
-
Bei einer bevorzugten und zweckmäßigen Ausgestaltung des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kassetten gemeinsam mit den Planetenträgern und den in diesen gelagerten Arbeitswalzen austauschbar sind.
-
Die Kassetten können in der Einbaulage in den Fächern des Walzenständers lösbar verriegelbar sein. Besonders bevorzugt sind die Kassetten mithilfe von Riegeln festlegbar, welche mit Aktuatoren betätigbar sind. Dies ermöglicht einen werkzeuglosen Wechsel der Kassetten.
-
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Planetenwalzwerks der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planetenträger verstellbar gelagert sind. Eine solche Verstellbarkeit kann beispielsweise über Spindeltriebe realisiert sein. Die Verstellbarkeit kann derart sein, dass eine Anstellung der Arbeitswalzen jedes Planetenträgers bezüglich einer Längsmittelachse des Formkanals bzw. bezüglich der Walzlinie unabhängig von dem jeweils anderen Planetenträger erfolgen kann. Über einen Spindeltrieb lässt sich darüber hinaus ein großer Verstellweg realisieren.
-
Bevorzugt erfolgt die Verstellung der Planetenträger über eine Verstellung der Kassetten oder von Teilen der Kassetten.
-
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Arbeitswalzen jeweils in Arbeitswalzenlagern, die an den Planetenträgern befestigt sind, drehbar und nicht angetrieben gehalten werden. Die Arbeitswalzenlager können obere und untere Lagerstücke umfassen, die an dem Planetenträger befestigt sind.
-
Zweckmäßigerweise sind die Arbeitswalzen mithilfe von Passblechen an dem Planetenträger justierbar, sodass die Arbeitswalzen eines Arbeitswalzen Satzes relativ zueinander justierbar sind.
-
Vorzugsweise sind die Planetenträger jeweils einzeln über getriebelose Direktantriebe angetrieben, die vorzugsweise elektronisch geregelt sind.
-
Eine Variante des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung umfasst wenigstens zwei horizontal gegenüberliegend angeordnete Planetenträger und wenigstens zwei vertikal gegenüberliegend angeordnete Planetenträger, wobei die Drehachsen der horizontalen Planetenträger und die Drehachsen der vertikalen Planetenträger sich rechtwinklig zueinander erstrecken, sodass die Arbeitswalzen der horizontalen Planetenträger seitlich in den Formkanal eintauchen und die Arbeitswalzen der vertikalen Planetenträger von oben und unten in den Formkanal eintauchen. Zwei der Planetenträger können in einer ersten Ebene angeordnet sein, die anderen beiden Planetenträger können in einer sich dazu senkrecht erstreckenden zweiten Ebene angeordnet sein.
-
Vorzugsweise kreuzen sich die Drehachsen der horizontalen Planetenträger und der vertikalen Planetenträger.
-
Horizontal gegenüberliegend angeordnet im Sinne der Erfindung meint, dass die Drehachsen der horizontalen Planetenträger in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die sich vertikal und quer zur Laufrichtung des Walzgutes erstreckt. Die Drehachsen der vertikalen Planetenträger sind ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, welche sich horizontal und quer zur Laufrichtung des Walzguts und mithin senkrecht zu der Ebene erstreckt, in der die Drehachsen der horizontalen Planetenträger angeordnet sind.
-
Bei einer bevorzugten Variante des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kassetten jeweils ein Kassettengehäuse sowie Lagerstücke umfassen, in welchen das Kassettengehäuse verstellbar geführt ist. Beispielsweise können die Kassettengehäuse Gleitklötze umfassen, die mit Spindeln in den Lagerstücken verstellbar sind, sodass das Kassettengehäuse mit der darin gelagerten Drehachse des Planetenträgers relativ zu den Lagerstücken verstellbar ist.
-
Zweckmäßigerweise sind die Kassetten in der Einbaulage über eine Verriegelung der Lagerstücke im Walzenständer festgelegt.
-
Vorzugsweise sind die Antriebe jeweils über eine Schnellkupplung mit dem Walzenständer verbunden, so dass der Kassettenwechsel relativ zügig erfolgen kann.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung des Walzenständers des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung ohne Antriebe, mit Kassetten und ohne die in diesen gelagerten Planetenträgern,
- 2 A eine schematische perspektivische Darstellung einer Kassette in einer ersten Anstellposition,
- 2 B eine schematische perspektivische Darstellung der in 2 dargestellten Kassette in einer zweiten Anstellposition,
- 3 A eine schematische Vorderansicht des Walzenständers gemäß der Erfindung, die das Einsetzen der Kassetten veranschaulicht,
- 3 B eine der 3 A entsprechende Ansicht, die die in den Walzenständern eingesetzten Kassetten zeigt,
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Planetenträgers des Planetenwalzwerks gemäß der Erfindung,
- 5 eine Schnittansicht des in 4 dargestellten Planetenträgers und
- 6 eine perspektivische Darstellung des Planetenwalzwerks mit den zugehörigen Antrieben.
-
6 zeigt eine perspektivische Darstellung des Planetenwalzwerks 1 gemäß der Erfindung, welches einen Walzenständer 2 und in diesem gelagerte horizontale Planetenträger 3a, 3b sowie vertikale Planetenträger 3c,3d umfasst, die jeweils als Planeten einen Arbeitswalzensatz mit vier gleichen Arbeitswalzen 5 aufweisen, die symmetrisch und mit gleichem Abstand zueinander auf einer Kreisbahn um die Drehachsen 4a, 4b, 4c, 4d der Planetenträger 3a, 3b, 3b, 3d angeordnet sind (siehe 3 und 4). Die Planetenträger 3a, 3b, 3c, 3d sind jeweils in Kassetten 6a, 6b, 6c, 6d drehbar gelagert und stehen jeweils über Kardanwellen 7 mit Antrieben 9a, 9b, 9c, 9d in Wirkverbindung. Die Antriebe 9a, 9b, 9c, 9d sind jeweils als elektrische Direktantriebe ausgebildet.
-
Die Arbeitswalzen 5 beschreiben jeweils eine Umlaufbahn um die Drehachsen 4a, 4b, 4c, 4d der Planetenträger 3a, 3b ,3c, 3d und tauchen dabei auf einem Teilkreisabschnitt ihrer Umlaufbahn in einen Formkanal 8 des Walzenständers 1 ein, durch welchen das Walzgut durchläuft.
-
Die horizontalen Planetenträger 3a, 3b sind jeweils seitlich des Formkanals 8 angeordnet. Die Arbeitswalzen 5 der horizontalen Planetenträger 3a, 3b sind bezogen auf ihre Drehachsen 4a, 4b auf gleicher Höhe angeordnet. Die Drehachsen 4a und 4b sind in einer Ebene angeordnet, die sich vertikal und quer zur Laufrichtung des Walzgutes bzw. quer zur Längsmittelachse des Formkanals 8 erstreckt.
-
Die vertikalen Planetenträger 3c, 3d sind oberhalb und unterhalb des Formkanals 8 angeordnet. Die Arbeitswalzen 5 dieser Planetenträger 3c, 3d sind ebenfalls bezogen auf ihre Drehachsen 4c, 4d auf gleicher Höhe angeordnet. Die Drehachsen 4c und 4d sind in einer Ebene angeordnet, die sich horizontal und quer zur Laufrichtung des Walzguts erstreckt.
-
Ein mit Arbeitswalzen 5 bestückter Planetenträger 3a, 3b, 3c, 3d ist in den 4 und 5 dargestellt, wobei die 4 eine perspektivische Ansicht und die 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4 zeigt. Der Einfachheit halber werden in den 2 A, 2 B, 4 und 5 die Bezugszeichen jeweils ohne alphabetischen Index verwendet. Der Planetenträger 3 umfasst einen Grundkörper 10, der drehfest mit der Drehachse 4 verbunden ist. Die Drehachse 4 ist über obere und untere Pendelrollenlager 11 in einem oberen und unteren Lagergehäuse 12 drehbar gelagert. Der Grundkörper 10 ist beispielsweise mit vier jeweils rechtwinklig zueinander ausgerichteten Montageflächen 13 versehen, an denen jeweils unter Zwischenlage von Passblechen 14 obere und untere sternförmig angeordnet Lagerstücke 15 befestigt sind, die jeweils ein Arbeitswalzenlager für eine Arbeitswalze 5 bilden. Die Justage der Arbeitswalzen 5 relativ zueinander und in Bezug auf die Drehachse 4 kann über die Wahl der Dicke der Passbleche 14 und gegebenenfalls den Austausch einzelner Passbleche 14 vorgenommen werden. In den Lagerstücken 15 sind die Arbeitswalzen 5 jeweils über obere und untere Pendelrollenlager 11 drehbar gelagert. Die Arbeitswalzen 5 sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht angetrieben, diese können jedoch grundsätzlich angetrieben sein.
-
Mit dem Bezugszeichen 22 ist eine Kupplung bezeichnet, an welche eine mit einem Antrieb 9a, 9b, 9c, 9d verbundene Kardanwelle 7 angreift und bei Betrieb des Planetenwalzwerks 1 die Drehachse 4 und den Planetenträger 3 in Rotation versetzt.
-
In der Einbaulage des Planetenträgers 3 durchsetzt die Drehachse 4 Durchführungen 16 der in den 2 A und 2 B dargestellten Kassette 6. In den 2 A und 2 B ist eine alternative Ausgestaltung der Planetenträger 3 ohne Arbeitswalzen 5 dargestellt. Der Planetenträger 3 gemäß dieser Variante kann beispielsweise aus oberen und unteren sternförmig ausgebildeten Lagerplatten 23 bestehen, in denen vier mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Arbeitswalzen 5 gelagert sind. Die gegenständliche räumlich körperliche Ausgestaltung der Planetenträger 3 ist für die Erfindung nicht kritisch.
-
Die Planetenträger 3 stützen sich in Einbaulage jeweils mit dem oberen und unteren Lagergehäuse 12 auf der Oberseite und der Unterseite der Kassette 6 drehfest ab. Die Kassetten 6 werden in Fächern 17 des Walzenständers 2 aufgenommen. Die Fächer 17 besitzen eine Kontur, die etwa der Kontur der Kassetten 6 entspricht, sodass sich die Kassetten 6 in die Fächer 17 des Walzenständers 2 einfügen. 1 zeigt die Kassetten 6a, 6b ,6c, 6d in der Einbaulage in den Fächern 17 des Walzenständers 2, in denen diese verriegelt sind.
-
Die Kassetten 6 umfassen jeweils ein Kassettengehäuse 18 sowie Lagerstücke 19, in welchen das Kassettengehäuse 18 über Spindeln 20 verstellbar geführt ist. Die Spindeln 20 durchsetzen das Kassettengehäuse 18 sowie seitlich an dem Kassettengehäuse 18 vorgesehene Gleitklötze 21, welche als Spindelmuttern der jeweils beiderseits der Kassette 6 vorgesehenen Spindeltriebe wirken. Jeder der Spindeltriebe umfasst zwei Spindeln 20, die sich jeweils parallel zueinander erstrecken und eine lineare und definierte Führung der Gleitklötze 21 in den Lagerstücken 19 gewährleisten. Die Spindeln 20 sind jeweils über nicht dargestellte Antriebe drehbar. Eine Verstellung der Spindeln 20 bewirkt eine Verstellung des Kassettengehäuses 18 relativ zu den Lagerstücken 19 und mithin in der Einbaulage der Kassette 6 innerhalb des betreffenden Fachs 17 eine Verstellung des Planetenträgers 3 in Richtung der in den 2 A und 2 B eingezeichneten Pfeile. Über diese Verstellung wird die Anstellbewegung des Planetenträgers 3 bzw. das Arbeitswalzensatzes in Bezug auf das Walzgut bzw. in Bezug auf die Längsmittelachse des Formkanals 8 bewirkt. Die 2 A und 2 B zeigen unterschiedliche Anstellpositionen des Planetenträgers 3 bzw. des Kassettengehäuses 18 relativ zu den ortsfest in den Fächern 17 des Walzenständers 2 verriegelten Lagerstücken 19.
-
Die 3 A und 3B zeigen schematisch den Einbau bzw. Wechsel der Kassetten 6 in das Planetenwalzwerk 1. 3 A zeigt den Walzenständer 2 des Planetenwalzwerks 1 in einer Vorderansicht und die Kassetten 6a, 6b, 6c, 6d in nicht montierten Zustand. Die Kassetten 6a und 6b nehmen jeweils die horizontalen Planetenträger 3a und 3b auf, wohingegen die Kassetten 6c und 6d jeweils die vertikalen Planetenträger 3c und 3D aufnehmen. Die 3 B zeigt das Planetenwalzwerk 1 mit in den Fächern 17 verriegelten Kassetten 6a, 6b, 6c, 6d. Die Antriebe 9a, 9b, 9c und 9d sind in den 3 A und 3 B nicht dargestellt. Die Planetenträger 3a, 3b, 3c und 3d sind ohne die Arbeitswalzen 5 dargestellt.
-
Im Betrieb werden jeweils die horizontalen Planetenträger 3a und 3b gleichsinnig und synchron angetrieben, ebenso wie die vertikalen Planetenträger 3c, 3d, wobei jedoch die Stellung der Arbeitswalzen 5 der horizontalen Planetenträger 3a und 3b immer um 90° versetzt zu der Stellung der Arbeitswalzen der vertikalen Planetenträger 3c und 3d ist, sodass die Arbeitswalzen der horizontalen Planetenträger 3a und 3b einerseits und die Arbeitswalzen 5 der vertikalen Planetenträger 3c und 3d immer abwechselnd paarweise mit dem Walzgut in Eingriff gebracht werden, so, dass einerseits eine Kollision der Arbeitswalzensätze ausgeschlossen ist und so, dass das Walzgut exakt in der Mittellängsachse des Formkanals 8 getrieben wird. Letzteres wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Arbeitswalzen 5 zweier gegenüberliegender Planetenträger 3a,3b,3c,3d immer zeitgleich mit dem Walzgut in Eingriff gebracht werden, d. h. synchron zueinander auf dem jeweils gleichen Teilkreisabschnitt ihrer Umlaufbahn angetrieben werden.
-
Der Verriegelungsmechanismus für die Kassetten 6a, 6b, 6c, 6d ist insbesondere aus 1 erkennbar. In den Fächern 17 werden die Lagerstücke 19 der Kassetten 6a, 6b, 6c, 6d jeweils über obere und untere Riegel 24 gehalten, die die Lagerstücke 19 in den Fächern 17 formschlüssig festlegen. Die Riegel 24 werden jeweils über Aktuatoren 25 pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch betätigt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Planetenwalzwerk
- 2
- Walzenständer
- 3, 3a, 3b, 3c, 3d
- Planetenträger
- 4, 4a, 4b, 4c, 4d
- Drehachsen
- 5
- Arbeitswalzen
- 6, 6a, 6b, 6c,
- Kassetten
- 7
- Kardanwellen
- 8
- Formkanal
- 9, 9a, 9b, 9c, 9d
- Antriebe
- 10
- Grundkörper
- 11
- Pendelrollenlager
- 12
- Lagergehäuse
- 13
- Montageflächen
- 14
- Passbleche
- 15
- Lagerstücke
- 16
- Durchführungen
- 17
- Fächer
- 18
- Kassettengehäuse
- 19
- Lagerstücke
- 20
- Spindeln
- 21
- Gleitklötze
- 22
- Kupplung
- 23
- Lagerplatte
- 24
- Riegel
- 25
- Aktuatoren
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19527795 A1 [0002]
- DE 230223 C [0003]
- DE 239642 C [0003]
- DE 2123578 A1 [0003]
- DE 142143 A1 [0003]
- DE 2359017 A1 [0003]
- DE 3904166 A1 [0003]
- DE 1815027 A1 [0003]
- EP 156151 A1 [0003]
- EP 0692320 A1 [0004]
