DE102021130840A1

DE102021130840A1 - Schrägwalzaggregat und Verfahren zum Verstellen eines Walzspaltes

Info

Publication number: DE102021130840A1
Application number: DE102021130840.2A
Authority: DE
Inventors: Walter Kirchner
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-02-16
Also published as: US11986871B2; US20230415212A1; BR102022015717A2; BR102022015717A8; US20230047972A1; CN115703129A

Abstract

Um ein Verstellen des Walzspaltes unter Last mit hoher Positioniergenauigkeit und Regelgenauigkeit bereitzustellen, kann sich ein Schrägwalzaggregat zum Verstellen unter Last wirksamer Walzen mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst angeordneten mechanischen Anstelleinheit für eine erste Schrägwalzanstellung und einer hydraulischen Anstelleinheit für eine zweite Schrägwalzanstellung, wobei die mechanische Anstelleinheit zwei gegeneinander verlagerbare mechanische Baugruppen mit einer gemeinsamen Symmetrieachse und die hydraulische Anstelleinheit zumindest zwei gegeneinander verlagerbare hydraulische Baugruppen mit jeweils einer Mittelachse umfasst, dadurch auszeichnen, dass die mechanische Anstelleinheit und die hydraulische Anstelleinheit in dem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst als gemeinsame Baugruppe angeordnet sind, wobei die Symmetrieachse zumindest einer der gegeneinander verlagerbaren mechanischen Baugruppen und die Mittelachsen jeder der gegeneinander verlagerbaren hydraulischen Baugruppen gleich sind bzw. durch ein entsprechendes Verstellverfahren hierzu.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schrägwalzaggregat zum Verstellen unter Last wirksamer Walzen mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst angeordneten mechanischen Anstelleinheit für eine erste Schrägwalzanstellung und einer hydraulischen Anstelleinheit für eine zweite Schrägwalzanstellung, wobei die mechanische Anstelleinheit zwei gegeneinander verlagerbare mechanische Baugruppen mit einer gemeinsamen Symmetrieachse und die hydraulische Anstelleinheit zumindest zwei gegeneinander verlagerbare hydraulische Baugruppen mit jeweils einer Mittelachse umfasst, sowie ein Verfahren zum Verstellen eines Walzspaltes bei unter Last wirksamen Walzen eines Schrägwalzwerkes mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst angeordneten mechanischen Anstelleinheit und einer hydraulischen Anstelleinheit.
Hierbei sind aus der DE 10 2016 114 377 A1 bekannt, wobei hier jedoch die genaue Ausgestaltung der Schrägwalzenanstellung nicht thematisiert ist. Allenfalls die Verwendung von Gewinden als mechanische Schrägwalzenanstellung oder, alternativ hierzu, die Verwendung von hydraulischen Schrägwalzenanstellungen sind in dieser Druckschrift offenbart.
Aus der DE 12 85 431 sind andererseits ganz allgemein Walzgerüste bekannt, die mit Stützwalzen und Arbeitswalzen arbeiten, wobei über eine Druckspindel ein Walzspalt eingestellt und über eine Spindel mechanisch verstellt werden kann. Bei entsprechenden Walzwerken erfolgt die eigentliche Einstellung des Walzspaltes über Stützwalzen, die die Walzkraft auf die Arbeitswalzen übertragen. Die Einstellung der Walzen erfolgt rein mechanisch. In entsprechenden Walzgerüsten, die mit Stützwalzen und Arbeitswalzen arbeiten und wie sie beispielsweise aus der DE 103 12 122 B3 bekannt sind, erfolgt zunächst eine mechanische Anstellung der Stütz- und Arbeitswalzen mechanisch über mehrere äußere Zugspindeln, welche versetzt zu einem zentralen Anstellzylinder angeordnet sind, welcher im zweiten Schritt hydraulisch die Walzenanstellkraft einstellt. Diese Walzgerüste sind jedoch nicht gattungsgemäß, da sie aufgrund ihrer Ausgestaltung für Schrägwalzen völlig ungeeignet erscheinen. Vor allem die Lagerung der Walzen erscheint für das Schrägwalzen völlig ungeeignet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verstellen des Walzspaltes unter Last mit hoher Positioniergenauigkeit und Regelgenauigkeit bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Schrägwalzaggregat bzw. durch ein Verstellverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere, ggf. auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Für ein Verstellen des Walzspaltes unter Last mit hoher Positioniergenauigkeit und Regelgenauigkeit, kann sich ein Schrägwalzaggregat zum Verstellen unter Last wirksamer Walzen mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst angeordneten mechanischen Anstelleinheit für eine erste Schrägwalzanstellung und einer hydraulischen Anstelleinheit für eine zweite Schrägwalzanstellung, wobei die mechanische Anstelleinheit zwei gegeneinander verlagerbare mechanische Baugruppen mit einer gemeinsamen Symmetrieachse und die hydraulische Anstelleinheit zumindest zwei gegeneinander verlagerbare hydraulische Baugruppen mit jeweils einer Mittelachse umfasst, dadurch auszeichnen, dass die mechanische Anstelleinheit und die hydraulische Anstelleinheit in dem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst als gemeinsame Baugruppe angeordnet sind, wobei die Symmetrieachse zumindest einer der gegeneinander verlagerbaren mechanischen Baugruppen und die Mittelachsen jeder der gegeneinander verlagerbaren hydraulischen Baugruppen gleich sind.
Unter dem „Walzen“ wird vorliegend vorzugweise ein Fertigungsverfahren aus der Gruppe des Druckumformens verstanden, bei dem der Werkstoff zwischen zwei oder mehreren rotierenden Werkzeugen umgeformt und dabei dessen Querschnitt verringert wird. Findet die Umformung oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs statt, wird sie Warmwalzen genannt, sonst Kaltwalzen. Auf der ersten Gliederungsebene werden Walzverfahren dadurch unterschieden, wie die Werkstückbewegung relativ zu den Achsen der Walzen verläuft und somit kann zwischen Längswalzen, Querwalzen und Schrägwalzen unterschieden werden.
In dieser Unterscheidung ist zunächst jeder Walzvorgang, bei welchem die Walzen zueinander oder gegenüber der Walzachse geneigte Walzachsen aufweisen als ein Schrägwalzvorgang zu bezeichnen. Im engeren Sinne wird man jedoch lediglich Walzvorgänge, bei welchen die entsprechend geneigte Walzachsen aufweisenden Walzen dem Werkstück sowohl eine Längs- als auch eine Drehbewegung aufgeben, als einen Schrägwalzvorgang bezeichnen.
Durch Schrägwalzen können sowohl Luppen bzw. Blöcke als auch Hohlluppen bzw. Hohlblöcke, also sowohl massive als auch hohlwandige Werkstücke, gewalzt werden. Insbesondere ist auch möglich, massive Werkstücke mittels eines Schrägwalzvorgangs zu lochen. Zu Letzterem kommt insbesondere ein Lochdorn zum Einsatz. Auch bei anderen Schrägwalzprozessen können Dorne bzw. Dornstangen als Innenwerkzeuge zum Einsatz kommen, wobei dann insbesondere auf radial nach außen weisenden Flächen derartiger Innenwerkzeuge gewalzt wird. Ggf. können noch Stützlineale, Stützrollen oder Stütz- bzw. Diescher-Scheiben vorgesehen sein, um den Schrägwalzvorgang geeignet umzusetzen.
Je nach konkreter Umsetzung kann das Werkstück beim Schrägwalzen einer sehr komplexen Walkarbeit aus Druck und Zug unterzogen werden, wodurch sehr tief und intensiv in das Walzgut eingegriffen werden kann. Hierbei kommt insbesondere der genauen Form und Positionierung der Schrägwalzen und des hieraus resultierenden Walzkalibers im Zusammenspiel mit der hieraus resultierenden Dreh- und Längsbewegung eine entscheidende Rolle zu.
Somit kann unter der „Schrägwalzanstellung“ das Verstellen der Walzen im Rahmen eines Schrägwalzverfahrens verstanden werden. Wie bereits vorstehend erläutert, fällt diese Anstellung unter den beim Schrägwalzen festzusetzenden Parametern, die wichtig für den Prozess sind, um einen möglichst genauen und fehlerfreien Walzprozess ermöglichen zu können.
In der Regel erfolgt eine Schrägwalzanstellung der Walzen insbesondere beim Schrägwalzen nicht unter Last, also ohne dass Walzkräfte auf die Walzen wirken. Seit jüngster Zeit bestehen jedoch auch beim Schrägwalzen Bestrebungen, die unter Last wirksamen Walzen zu verstellen. Letzteres ermöglicht dann Eingriffe während des Walzens, so dass beispielsweise durch In- und Online-Messungen Regelkreise geschlossen werden können, bei denen eine Schrägwalzanstellung während des Walzens, also bei unter Last wirksamen Walzen, erfolgen kann.
Insbesondere kann somit unter einem „Verstellen unter Last wirksamen Walzen“ verstanden werden, dass die Walzen des zugehörigen Schrägwalzaggregats unter Last bzw., wenn sie unter Last wirksam sind, verstellt werden können. Insbesondere kann hierunter also verstanden werden, dass die Walzen des entsprechenden Schrägwalzaggregats während des Walzens, also während sie mit Walzkräften belastet sind, verstellt werden bzw. verstellt werden können.
Die Walzen können für gewöhnlich an einem Walzgerüst angeordnet sein, welches die beim Walzen auftretenden Kräfte, insbesondere die Walzkräfte, aufnehmen kann. Das Walzgerüst sorgt also vorzugsweise dafür, dass die in das jeweilige Werkstück eingebrachten Umformkräfte als Walzkräfte aufgenommen und somit ein entsprechender Kräfteausleich geschaffen wird, ohne welchen ein Aufbringen von Umformkräften ohnehin nicht möglich wäre, sondern in irgendwelchen Beschleunigungen resultieren würde.
Allgemein ist in vorliegendem Zusammenhang eine „Anstelleinheit“ vorzugsweise jede Einrichtung, die in der Lage ist, eine Schrägwalzanstellung, insbesondere ggf. auch unter Last, zu ermöglichen. Hierzu weist die Anstelleinheit vorzugsweise wenigstens zwei gegeneinander verlagerbare Baugruppen auf, von denen eine vorzugsweise walzgerüstseitig bzw. an dem Walzengerüst angeordnet und die andere vorzugsweise walzenseitig bzw. an einem Walzenstuhl angeordnet oder als dieser ausgebildet ist. Durch eine Verlagerungseinrichtung, welche in der Lage ist, diese beiden Baugruppen gegeneinander zu verlagern, kann dann einen Schrägwalzenanstellung realisiert werden. Als Verlagerungseinrichtungen kommen rein mechanische Einrichtungen, wie Schrauben- oder Spindelgetriebe, die manuell oder auch motorisch, beispielsweise elektromotorisch, verlagert werden, oder auch beispielsweise hydraulische Verlagerungseinrichtungen, die meistens einen Zylinder und einen Kolben umfassen, in Frage. Insbesondere können jedoch auch Verlagerungseinrichtung einerseits und eine Fixiereinrichtung andererseits vorgesehen sein, wobei letztere dann dazu dient, die beiden Baugruppen gegeneinander zu fixieren, so dass durch die Verlagerungseinrichtung nicht ständig Kräfte aufgebracht werden müssen.
Eine mechanische Anstelleinheit kann dementsprechend zwei gegeneinander verlagerbare mechanische Baugruppen umfassen und dafür sorgen, dass diese beiden Baugruppen mechanisch gegeneinander verlagert werden können, was auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden kann. Ggf. kann eine Anstellung rein manuell vorgenommen werden. Dieses kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die walzenseitige Baugruppe manuell versetzt und dann in der gewünschten Position fixiert wird. Hierbei kann die Verlagerungseinrichtung insbesondere entsprechende Getriebe, wie Schrauben- oder Gewindetriebe, umfassen. Je nach konkreter Umsetzung können diese dann manuell angetrieben werden, um die walzenseitige Baugruppe zu verlagern. Ggf. können hier auch Selbsthemmungen vorgesehen sein, um eine entsprechende Fixierung in der gewünschten Position zu erleichtern. Es versteht sich, dass diesbezüglich statt oder ergänzend zu einer Selbsthemmung eine oder mehrere entsprechend wirksame Fixiereinrichtungen vorgesehen sein können. Statt oder ergänzend zu einer manuellen Verlagerung können auch entsprechende motorische Antriebe, wie beispielsweise elektromotorische oder auch hydromotorische Antriebe, vorgesehen sein.
Insbesondere weisen die gegeneinander verlagerbaren mechanischen Baugruppen vorzugsweise eine gemeinsame Symmetrieachse auf. Hierdurch kann die Gefahr von Verwindungen oder Verkantungen minimiert werden.
Eine „Symmetrieachse“ einer mechanischen Baugruppe kann vorzugsweise durch die Ausgestaltung der entsprechenden Baugruppe definiert sein. So kann beispielsweise einem Gewinde eine zentrale Symmetrieachse zugeordnet werden, um welche das Gewinde herum ansteigt. Selbiges gilt für eine Mutter als entsprechendes Gegenstück. Insbesondere jedoch, wenn zwei parallel wirksame Verlagerungseinrichtungen - und insoweit ggf. auch zwei parallel wirksame Anstelleinheiten - jeweils auf eine der beiden Baugruppen und damit letztlich auch auf beide Baugruppen wirken, folgt aus der Anordnung dieser beiden parallel wirksamen Verlagerungseinrichtungen eine entsprechende Symmetrieachse. Somit kann alternativ bzw. alternativ als Symmetrieachse auch eine Gerade gewählt werden, welche durch die resultierende Gesamtkraft gelegt ist, die durch die jeweilige Anstelleinheit bzw. deren Verlagerungseinrichtung, sei diese geteilt oder einfach ausgebildet, aufgebracht wird. Es ist insofern denkbar, dass eine mechanische Baugruppe in einer Form ausgestaltet ist, welche eindeutig eine Mittelachse aufweist. So kann es auch möglich sein, dass eine Symmetrieachse der mechanischen Baugruppen sogar gleich deren Mittelachse sein kann, wie es beispielsweise bei einer Zylinderform der Fall sein kann. Es ist insbesondere denkbar, dass zwei oder auch mehr Anstelleinheiten auf eine der beiden Baugruppen und damit letztlich auch auf beide Baugruppen parallel wirken können, so dass dann ggf. auch der Gesamtheit der Anstelleinheiten eine Symmetrieachse zugeordnet werden kann.
Entsprechend kann eine hydraulische Anstelleinheit eine Einheit darstellen, bei welcher zwei hydraulische Baugruppen gegeneinander hydraulisch verlagern werden können. Hierbei ist vorzugsweise eine der hydraulischen Baugruppen mit einem Kolben und die zweite der Baugruppen mit einem Zylinder verbunden sind und eine hydraulische Verlagerung von Zylinder und Kolben dementsprechend auch eine Verlagerung der beiden hydraulischen Baugruppen bedingt.
Hierbei kann den beiden hydraulischen Baugruppen jeweils eine Mittelachse zugeordnet werden, was letztlich eine Frage der Symmetrie dieser Baugruppen bzw. der resultierenden Kräfte, die durch die Hydraulik aufgebracht werden, ist. Unter einer „Mittelachse“ kann beispielsweise auch eine Längsachse verstanden werden, welche die Achse eines Körpers bezeichnet, die der Richtung seiner größten Ausdehnung entspricht. Häufig ist die Längsachse auch eine annähernde Symmetrieachse des Körpers, wie dieses bspw. bei einem zylinderförmigen Körper der Fall ist.
Ggf. können verlagerbare Baugruppen der Anstelleinheiten in Führungsbahn geführt sein, um die Gefahr von Verkantungen und ähnlichem zu minimieren. Andererseits ist es auch denkbar, dass einerseits diese Führungsbahnen wiederrum anstellbar sind oder andererseits linear unabhängige weitere Anstelleinheiten auf diese Baugruppen wirken, um auf diese Weise mehr Freiheiten hinsichtlich der Anstellung der Schrägwalzen zu haben.
Der Begriff „gemeinsame Baugruppe“ kann vorzugsweise dahingehend verstanden werden, dass die hydraulische Anstelleinheit und die mechanische Anstelleinheit in einer baulichen Einheit miteinander verbunden sind, so dass diese insbesondere miteinander in Kontakt bzw. in Wechselwirkung stehen. Insbesondere können die beiden Anstelleinheiten übereinstimmende Baugruppen aufweisen. Beispielsweise kann eine walzenseitige Baugruppe der einen Anstelleinheit die walzgerüstseitige Baugruppe der anderen Anstelleinheit darstellen.
Die Verlagerbarkeit der beiden mechanischen bzw. hydraulischen Baugruppen zueinander dient dem Anstellen bzw. Verstellen der Walzen und somit der Einstellung des Walzspaltes bzw. Walzkalibers, da die Walzen mit den walzenseitigen mechanischen bzw. hydraulischen Baugruppen derart verbunden sind, dass durch ein Verlagern der walzenseitigen Baugruppen auch die Walzen gegeneinander verlagert werden können.
Durch die Übereinstimmung von Symmetrieachse wenigstens einer der gegeneinander verlagerbaren mechanischen Baugruppen und der Mittelachse jeder der gegeneinander verlagerbaren hydraulischen Baugruppen kann die Gefahr von Verkantungen oder Verwindungen, die insbesondere bei einem Anstellen unter Last zu Ungenauigkeiten in der Anstellung oder aber, was noch kritischer wäre, zu Beschädigungen führen könnten, minimiert werden.
Vorzugsweise ist eine erste der beiden mechanischen Baugruppen eine Spindel. Eine mechanische Baugruppe, die mit einer Spindel arbeitet, weist eine erhöhte Zuverlässigkeit auf, da eine Spindel bei geeigneter Ausgestaltung eine Selbsthemmung aufweisen kann. Zudem können durch eine Spindel auf möglichst einfache Weise hohe mechanische Kräfte aufgebracht werden. Zudem ermöglichen Spindeln bei einer mechanischen Verstellung eine gute Kraftübertragung. Es ist jedoch auch denkbar, dass andere mechanische Anstelleinheiten als eine Spindel verwendet werden können, die möglicherweise gezielt auf ihre individuellen Vorteile eingesetzt werden können. Es versteht sich, dass alternativ auch mehrere Spindeln mit einer entsprechenden gemeinsamen Symmetrie vorgesehen sein können.
Unter einer „Spindel“ kann im vorliegenden Zusammenhang eine Kraftspannspindel, eine Spannspindel, eine Kraftspindel oder auch eine Hochdruckspindel verstanden werden, welche in mechanischer Ausführung zum kraftschlüssigen Spannen von schweren Werkstücken an Großmaschinen eingesetzt werden. Entsprechend können diese auch bei der Kraftübertragung in entsprechenden Schrägwalzwerken eingesetzt werden. Die mechanischen Kraftspannspindeln, wie diese vorzugsweise vorliegend verwendet werden können, verfügen über eine mechanische Kraftübersetzung in Form von Spannkeilen oder Kniehebeln. Die Kraftübersetzung wird in beiden Bauweisen durch eine ausgefeilte Mechanik mit hoher Selbsthemmung und Betriebssicherheit erzielt. Zudem zählen zu den Leistungsmerkmalen der Kraftspannspindeln sehr hohe Spannkräfte von 100 kN bis 500 kN bei niedrigen Anzugsmomenten, maximaler Betriebssicherheit, hohe Steifigkeit, großer Kraftspannhub und hohe Ausrichtgenauigkeit, eine einfache Bedienung und Montage sowie geringer Wartungsaufwand, sodass sich im vorliegenden Zusammenhang der Einsatz einer Spindel als mechanische Baugruppe der mechanischen Anstelleinheit als besonders vorteilhaft erweist.
Es ist von Vorteil, wenn eine erste der beiden hydraulischen Baugruppen ein Zylinder ist. Ein Zylinder kann für hydraulische Baugruppen einer hydraulischen Anstelleinheit eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung darstellen, was insbesondere mit seiner kompakten Bauweise zusammenhängt. Es jedoch auch denkbar, dass die hydraulische Baugruppe eine von einem Zylinder abweichende symmetrische Form aufweist, wie beispielsweise ein Prisma oder ein Quader, wenn diese für die gewünschte Anordnung entsprechende Vorteile mit sich bringen. Auch mit einem derartigen Querschnitt würden derartige Baugruppen als Zylinder einer hydraulischen Anstelleinheit bezeichnet werden. Außerdem kann die hydraulische Baugruppe ein Körper sein, der keine gewisse Symmetrie aufweist, wenn dies bauliche Vorteile mit sich bringt. Wesentlich ist, dass der hydraulische Zylinder ein mit Hydraulikflüssigkeit befüllbaren Hohlraum darstellt, in welchem eine bewegliche, in der Regel durch einen Kolben realisierte, Wandung angeordnet ist, welche dem durch die Hydraulikflüssigkeit aufgebrachten Druck oder einem entsprechenden Gegendruck, wie er beispielsweise durch die Walzkräfte bedingt ist, solange ausweicht, bis ein Kräftegleichgewicht herrscht. Auf diese Weise kann durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit eine Position des Kolbens definiert sein.
Im vorliegenden Zusammenhang ist der Zylinder vorzugweise ein Hydraulikzylinder, also ein mit einem Fluid betriebener Arbeitszylinder, welcher auch als hydraulischer Linearmotor bezeichnet werden kann. Dieser zählt in der Regel als Kraftmaschine zu den hydraulischen Verbrauchern bzw. Nehmern, wenn er die Energie der Hydraulikflüssigkeit, die von einem hydraulischen Druckspeicher oder einer Hydraulikpumpe geliefert wird, in eine Linearbewegung umsetzt. Die vorrangig eingesetzten Hydraulikzylinder sind Zylinder in Rundbauweise sowie Zugstangenzylinder.
Es ist von Vorteil, wenn eine zweite der beiden hydraulischen Baugruppen ein Kolben ist, wie bereits vorstehend angedeutet, wodurch sich eine besonders vorteilhafte hydraulische Ausgestaltung sowie eine kompakte Bauweise durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung ergeben. Ein Hydraulikzylinder arbeitet in der Regel mit einem Zylinder, sowie mit einem entsprechenden Kolben, der mit dem Zylinder in Wechselwirkung steht. Hierbei wird mindestens eine Seite der Kolbenflächen mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, wodurch Arbeit in mindestens eine Richtung verübt werden kann. Wenn beispielsweise beide Kolbenflächen mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden, hat der Zylinder dadurch zwei aktive Bewegungsrichtungen.
Es versteht sich, dass je nach Ausgestaltung der Zylinder oder der Kolben die walzgerüstseitige Baugruppe der hydraulischen Anstelleinheit darstellen kann. In Verbindung mit dem Walzgerüst und der Grundaufgabe, das Walzkaliber anstellen zu können, wird die walzenseitige Baugruppe als beweglich und die walzgerüstseitige Baugruppe als ortsfest angesehen werden, auch wenn letztere aufgrund der Walzkräfte oder durch eine weitere Anstelleinrichtung möglicherweise ebenfalls eine Ortsänderung erfährt, wenn der hydraulische Druck oder aber die Walzkräfte sich verändern.
Vorzugweise umfasst der Zylinder die Spindel bzw. weist diese auf. Durch diese Bauweise, bei welcher insbesondere auch die Mittelachsen des Zylinders und der Spindel gleich sein können, wird eine sehr kompakte Bauweise innerhalb des Walzgerüstes ermöglicht, da die beiden Baugruppen der hydraulischen Anstelleinheit und der mechanischen Anstelleinheit nicht völlig separat voneinander angeordnet werden, sondern der Zylinder vorzugsweise koaxial zur Spindel angeordnet ist bzw. diese umschließt. Durch diese Anordnung kann der Zylinder ggf. auch als Überlastsicherung verwendet werden.
Auch kann der Kolben die Spindel umfassen bzw. aufweisen, was insbesondere beim Einsatz eines Hydraulikzylinders mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung vorteilhaft sein kann. Hierdurch kann auch eine kompakte Bauweise innerhalb des Walzgerüstes bereitgestellt werden. Insbesondere wenn der Kolben und vorzugsweise auch der Zylinder die Spindel umschließen, ist eine Anordnung möglich, bei der die Mittelachsen des Zylinders bzw. des Kolbens gleich der Symmetrieachse bzw. gleich der Mittelachse der Spindel sind. Dadurch kann eine sehr kompakte Bauweise innerhalb des Walzgerüstes bereitgestellt werden, da die mechanische Anstelleinheit und die hydraulische Anstelleinheit so möglichst einfach als gemeinsame Baugruppe angeordnet werden können.
Vorteilhafterweise ist die an den Walzen wirkende Kraft zunächst auf die hydraulische Anstelleinheit wirksam, dann auf die mechanische Anstelleinheit und anschließend auf das Walzgerüst. Die Krafteinwirkung der Walzen erfolgt also vorzugsweise zunächst auf die Hydraulik, anschließend auf die Mechanik und von dort auf das Walzgerüst. Dieser Kraftfluss ermöglicht es, dass bei der Anstellung der Schrägwalzen zunächst die mechanische Anstelleinheit für eine erste lastfreie Anstellung dienen kann und die hydraulische Anstelleinheit als zweite Verstellung der Walzen unter Last dient. Schließlich werden die Walzkräfte vom Walzgerüst aufgenommen. Diese Krafteinwirkung bzw. dieser Kraftfluss begünstigt auch die Ausbildung der mechanischen Anstelleinheit und der hydraulischen Anstelleinheit als eine gemeinsame Baugruppe. Insbesondere können etwaige Kräfte, die für eine mechanische Anstellung ggf. noch aufgenommen werden müssen, wie beispielsweise Dreh- oder Torsionskräfte dann auf baulich einfache Weise durch das Walzgerüst aufgenommen werden.
Durch eine kombinierte Anstellung von mechanischer Anstellung lastfrei sowie die zweite hydraulische Verstellung unter Last kann die Regelgenauigkeit verbessert werden. Zudem kann bei geeigneter Ausgestaltung auch die Eigenkreisfrequenz der Anstellung hierdurch verbessert werden. Außerdem können hierdurch bei geeigneter Ausgestaltung die Größen der hydraulischen Anstellungskomponenten, wie beispielsweise die Ventilgrößen, verkleinert werden, da die mechanische Anstellung zunächst für die größte bzw. grobe Walzanstellung dienen kann und somit weniger hydraulische Leistung bzw. Menge an Hydraulikflüssigkeit, als beispielsweise bei rein hydraulischen Anstellungen, erforderlich ist. Es ist auch denkbar, dass bei einem Ausfall der Hydraulik die Anstellung rein mechanisch erfolgen kann, was unter Umständen auch mit höheren Lasten als durch die Hydraulik ermöglicht wird. Weiterhin ist denkbar, dass, wenn beispielsweise Produkte mit geringeren Anforderungen hergestellt werden sollen, auch gänzlich ohne Hydraulik gearbeitet werden kann und der Energiebedarf für die Regelung nicht anfällt.
Vorzugsweise ist die Spindel mittels eines Elektroantriebes drehbar, wobei der entsprechende konkrete Elektroantrieb je nach Anforderungen, beispielsweise als Torquemotor oder als herkömmlicher Elektromotor, ausgewählt werden kann und wobei ein Elektroantrieb einen baulich einfach Antrieb für eine mechanische Anstelleinheit darstellt.
Ein „Elektroantrieb“ kann vorteilhafterweise ein Antrieb mit einem oder mehreren Elektromotoren sein, der von einer Regelung geregelt wird. Sofern die Motorleistung groß ist, werden beispielsweise zwischen der Regelung und dem Elektromotor oder den Elektromotoren elektronische Leistungsstellglieder dazwischengeschaltet. Sie sind dann Bestandteil des Elektroantriebs.
Um die mechanische Einstellung des Walzspaltes bereitzustellen, kann die Spindel mittels eines Drehantriebs drehbar sein. Die Spindel kann durch Drehen derselben, während diese in einem Gewinde geführt ist, in zwei Richtungen verlagert werden. Der Drehantrieb kann die Spindel also drehen und hierdurch entlang der Symmetrieachse bzw. Mittelachse der Spindel anstellen. Durch einen entsprechend ausgelegten Drehantrieb können hohe Kräfte auf die Spindel und somit auf die Walzen eingebracht bzw. auch von der Spindel und vom Drehantrieb aufgenommen werden. Zudem begünstigt der Drehantrieb einen möglichst kompakten Aufbau der Anstelleinheit.
„Drehantriebe“ werden vorzugsweise zur Automatisierung von Dreharmaturen benötigt. Die Grundanforderungen an Drehantriebe sind in der Norm EN ISO 5210 wie folgt beschrieben: Ein Drehantrieb ist ein Stellantrieb, der auf die Armatur ein Drehmoment über mindestens eine volle Umdrehung überträgt. Er kann Schubkräfte aufnehmen. Im vorliegenden Zusammenhang überträgt ein Drehantrieb entsprechend das Drehmoment auf die Spindel, um diese verlagern zu können.
Es ist vorteilhaft, wenn der Drehantrieb ein Schneckengetriebe umfasst. Ein Schneckengetriebe liefert ein großes Gesamtverhältnis der Übersetzung mit wenigen Stufen, wodurch es eine kostengünstige Version eines Drehantriebes bei großen Kräften darstellt. Zudem kann durch das Schneckengetriebe eine Selbsthemmung erfolgen, wodurch eine zusätzliche Bremse bei einem möglichen Ausfall bereitgestellt werden kann.
Unter einem Schneckengetriebe kann vorzugsweise eine Kombination aus Schraubgetriebe und Zahnradgetriebe verstanden werden. Es besteht vorzugsweise aus einer schraubenförmigen sogenannten Schneckenwelle und einem Zahnrad, dem sogenannten Schneckenrad. Der Gewindegang der Schneckenwelle greift in die Zahnlücken des Schneckenrads ein.
Es ist zwar denkbar, dass auch andere Getriebe, wie ein klassisches Zahnradgetriebe, eingesetzt werden können. Im Gegensatz zum Zahnradgetriebe mit teilweise nur wälzendem Kontakt findet bei einem Schneckengetriebe jedoch auch eine permanent gleitende Berührung, wie in einem Schraubgetriebe statt. Dies ist der Hauptgrund für den für hohe Übersetzungen relativ niedrigen Wirkungsgrad und die meist notwendige Kühlung eines solchen Getriebes. Es ist aber auch Grund dafür, dass das Schneckengetriebe der geräuschärmste und ein Verzahnungsantrieb mit relativ hoher Belastbarkeit sein kann. Da beim Schrägwalzen jedoch sehr hohe Kräfte herrschen, kann die hohe Belastbarkeit des Schneckengetriebes besonders vorteilhaft sein.
Vorzugsweise weisen der Drehantrieb und der Elektroantrieb die gleiche Wirkrichtung auf, um eine vorteilhafte energetische Ausgestaltung des Antriebs für die mechanische Anstelleinheit zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise ist der Drehantrieb auf der Außenseite des Walzgerüstes angeordnet. Hierdurch wird insgesamt eine kompakte Bauweise des Walzgerüstes mit dem Drehantrieb ermöglicht. Zudem kann durch die direkte Anordnung des Drehantriebs an dem Walzgerüst eine direkte Kraftübertragung auf das Walzgerüst auf möglichst einfache Weise erfolgen. Das gesamte Zusammenspiel von hydraulischer Anstelleinheit und mechanischer Anstelleinheit sowie die entsprechende Kraftübertragung zwischen den Einheiten bis letztendlich auf das Walzgerüst sind durch diese Anordnung besonders vorteilhaft. Zudem kann bei einem Ausfall der Hydraulik die Lösung auch als rein mechanische Lösung weiterverwendet werden.
Auch ermöglicht die Anordnung des Drehantriebs einen möglichst kompakten Aufbau des Walzgerüsts, da dieses den Drehantrieb nicht mit umschließen muss. Je kleiner das Walzgerüst ist, desto kostengünstiger können die jeweiligen Walzkräfte aufgenommen werden und desto geringer Fallen etwaige Streckungen, die durch die Walzkräfte bedingt sind, ins Gewicht.
Unter der „Außenseite“ kann die Seite bzw. die Fläche des Walzgerüstes verstanden werden, die dem eigentlichen Arbeitsbereich bzw. Walzbereich abgewendet ist. Beispielsweise kann das Walzgerüst eine rahmenartige Struktur aufweisen, wobei dieser Rahmen einen gewissen Bereich umschließt und die Außenseite des Walzgerüstes entsprechend die den umschließenden Raum abgewandte Seite des Rahmens bzw. des Walzgerüstes darstellt. Somit kann der Drehantrieb außerhalb eines in sich geschlossenen Walzgerüstes angeordnet sein.
Es ist von Vorteil, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Drehantrieb und der Spindel möglich ist. Auf diese Weise kann eine Positionsverstellung der drehenden Spindel erfolgen, während der Antrieb ortsfest ist. Letzteres ermöglicht eine einfache Positionierung und Versorgung des Drehantriebs. Zudem ist hierdurch ein Längenausgleich möglich. Der ortsfest verbleibende Drehantrieb kann somit die Spindel drehen, wodurch sich diese relativ zu dem Drehantrieb bewegt und entsprechend verlagert. Darüber hinaus ist jedoch auch denkbar, dass eine Relativbewegung zwischen Drehantrieb und Spindel möglich ist, bei dem der Drehantrieb nicht zwingend ortsfest angeordnet ist und sich beispielsweise in Richtung oder entgegen der Richtung, in die sich die Spindel bewegt, bewegt und somit auch der Drehantrieb relativ zur Spindel bewegt wird, ohne dass dieser ortsfest ist.
Es ist von Vorteil, wenn die an den unter Last wirksamen Walzen wirkende Kraft zunächst auf die hydraulische Anstelleinheit wirksam ist, dann auf den Drehantrieb und/oder den Elektroantrieb wirksam ist und anschließend auf das Walzgerüst wirksam ist, wie bereits vorstehend angedeutet. Durch diese Wirkreihenfolge erfolgt beim Walzen eine Krafteinwirkung in die hydraulische Anstelleinheit und anschließend in den Drehantrieb bzw. Elektroantrieb, der Teil der mechanischen Anstelleinheit ist, und anschließend das Walzgerüst. So kann die hydraulische Anstelleinheit dann federnd Stöße, die von dem Walzprozess ausgehen und in Richtung des Walzgerüsts wandern, abfangen, bevor diese die mechanische Anstelleinheit und insbesondere den Drehantrieb oder den Elektroantrieb erreichen, wo derartige Stöße zu höherem Verschleiß bzw. auch zu Beschädigungen führen können. Dieses gilt insbesondere dann, wenn die hydraulische Anstelleinheit auch mit einem Überlastschutz, wie beispielsweise mit einem Überdruckventil, ausgestattet ist.
Andererseits ist es auch denkbar, dass die an den unter Last wirksamen Walzen wirkende Kraft zunächst auf die mechanische Anstelleinheit wirksam ist, dann auf die hydraulische Anstelleinheit wirksam ist und anschließend auf das Walzgerüst wirksam ist. Diese Ausgestaltung kann, bei geeigneter Ausgestaltung eine sehr kompakte räumliche Umsetzung darstellen, indem die mechanische Anstelleinheit, wie beispielsweise eine Spindel, sich bis zu einem Walzenstuhl oder einer anderen in Bezug auf eine Walze ortsfeste Baugruppe erstreckt, so dass dann auch ein maximaler Hub durch die mechanische Anstelleinheit bei kleinstmöglichem Bauraum realisierbar ist. Dieses gilt insbesondere dann, wenn ein Drehantrieb bzw. ein Elektroantrieb oder ein zugehöriges Getriebeteil hinsichtlich etwaiger Kräfte, die von den Walzen in Richtung des Walzgerüsts gerichtet sind, entkoppelt sind, was beispielsweise durch einen entsprechenden Freiheitsgrad in Anstellrichtung der mechanischen Anstelleinheit realisiert sein kann, da dann letztlich Stöße und ähnliches diese empfindlichen Einheiten nicht erreichen und im Übrigen, bevor sie das Walzgerüst erreichen, ebenfalls von der hydraulischen Anstelleinheit abgefangen werden können.
Der Drehantrieb bzw. der Elektroantrieb kann hierbei einen großen Teil der Walzkräfte aufnehmen. Die größere Verstellung des Walzspaltes kann lastfrei erfolgen und im zweiten Schritt kann eine kleinere Verstellung des Walzspaltes hydraulisch unter Last erfolgen, was entsprechend durch die oben stehende Wirkreihenfolge möglich ist.
Vorzugsweise ist die hydraulische Anstelleinheit innerhalb eines geschlossenen Rahmens des Walzgerüstes angeordnet, wodurch ein kompakter Aufbau ermöglicht wird, zumal auch für hohe Drücke ausgelegte hydraulische Anstelleinheiten verhältnismäßig wenig Bauraum benötigen, insbesondere wenn nur geringe Verstellwege zu durchlaufen sind, weil beispielsweise letztere von der mechanischen Anstelleinrichtung übernommen werden können.
Unter einem „Rahmen“ kann im vorliegenden Zusammenhang eine Konstruktion bezeichnet werden, die baulich in sich geschlossen ist und einen Raum einschließt, welcher innerhalb dieses Rahmens angeordnet ist, während der den Rahmen umgebende Raum als außerhalb des Rahmens bezeichnet werden kann. Ein derartiger Rahmen ist besonders geeignet, Walzkräfte aufzunehmen und diese in sich zu kompensieren.
So könnte beispielsweise die hydraulische Anstelleinheit innerhalb des geschlossenen Rahmens des Walzgerüstes angeordnet sein und gleichzeitig die mechanische Anstelleinheit außerhalb des Rahmens bzw. zumindest teilweise außerhalb des Rahmens angeordnet sein und die hydraulische Anstelleinheit und die mechanische Anstelleinheit dennoch als gemeinsame Baugruppe direkt in Wechselwirkung miteinander stehen. Die Spindel der mechanischen Anstelleinheit kann sich beispielsweise von außerhalb des Rahmens bis innerhalb des Rahmens erstrecken, wobei diese im Bereich außerhalb des Rahmens mit einem Drehantrieb bzw. Elektroantrieb wechselwirkt und innerhalb des Rahmens mit der hydraulischen Anstelleinheit in Wechselwirkung steht.
Ein Rahmen kann im vorliegenden Zusammenhang als „geschlossen“ angesehen werden, wenn dieser rein baulich bzw. durch einen durchgängigen Kraftschluss geschlossen wird.
Auch kann eine auf die Spindel geschraubte Mutter den Kolben der hydraulischen Anstelleinheit bilden, um eine möglichst kompakte Bauweise zu ermöglichen.
Unter einer „Mutter“ kann vorzugsweise eine Schraubenmutter verstanden werden, welche mit einem Innengewinde versehen ist und das Gegenstück einer Schraube oder eines Gewindebolzens darstellt. Im vorliegenden Zusammenhang stellt das Gegenstück die Spindel bzw. das Gewinde der Spindel dar. Vorteilhafterweise ist die Schraubenmutter ein hohler, in der Regel niedriger prismatischer Körper, dessen Innenfläche als Innengewinde ausgebildet ist. Die prismatische Außenkontur dient zur Verbindung mit einem Schraubenschlüssel mit dem das Drehmoment zum Anziehen der Mutter eingeleitet wird. Vorliegend erscheint eine prismatische Außenkontur nicht zwingend erforderlich, solange durch andere Maßnahmen, wie beispielsweise Nuten und Federn oder durch einen sonstigen in Drehrichtungen wirksame Formschluss eine entsprechende Drehsicherung gewährleistet werden kann.
Wenn die Mutter den Kolben der hydraulischen Anstelleinheit bildet, kann diese eine Doppelfunktion bilden, da diese zum einen dazu dient, die Spindel mit der hydraulischen Anstelleinheit mechanisch zu verbinden und gleichzeitig einen Kolben bildet, der als eine Baugruppe der hydraulischen Anstelleinheit verwendet werden kann. So kann eine Kraftübertragung von der hydraulischen Anstelleinheit auf die mechanische Anstelleinheit auf möglichst einfache Weise erfolgen. Zum anderen ermöglicht eine derartige Anordnung auch eine koaxiale Anordnung der Spindel zum Kolben, insbesondere eine Anordnung, bei der die Mittelachse des Kolbens gleich der Symmetrieachse bzw. der Mittelachse der Spindel ist, was insgesamt weiterhin die möglichst kompakte Bauweise begünstigt sowie auch die Regelgenauigkeit bei der Schrägwalzanstellung verbessert.
Andererseits wäre auch denkbar, dass die hydraulische Anstelleinheit anderweitig mit der mechanischen Anstelleinheit verbunden bzw. an dem Walzgestell angeordnet ist und einen unabhängig einer solchen Mutter ausgebildeten Kolben der hydraulischen Anstelleinheit aufweist, wenn diese unabhängig von einer Spindel bzw. von der mechanischen Anstelleinheit verlagerbar ausgestaltet sein soll.
Um eine möglichst kompakte Bauweise sowie eine koaxiale Anordnung der Spindel zum Zylinder zu ermöglichen, kann der Zylinder der hydraulischen Anstelleinheit einen Zylinderdeckel umfassen. Es ist denkbar, dass beispielsweise eine auf die Spindel geschraubte Mutter auch Kolben des Zylinderdeckels sein kann. Zudem kann eine Verdrehsicherung gegen ein aus dem Drehantrieb folgendes Verdrehen in diesem bzw. durch diesen Zylinderdeckel erfolgen.
Um dieselben Vorteile zu erzielen, kann der Zylinder der hydraulischen Anstelleinheit ein Zylinderrohr umfassen. Die zylindrische Rohrform ermöglicht eine koaxiale Anordnung der Spindel zum Zylinder, weil ein Zylinderrohr im Gegensatz zu einem massiv ausgebildeten Zylinder eine Spindel umschließen kann, wenn die Spindel innerhalb des Zylinderrohres angeordnet ist bzw. durch das Zylinderrohr hindurch läuft.
Vorteilhafterweise ist die Spindel über ein Spindelgewinde direkt mit dem Kolben verbunden. Durch die hydraulische Verstellung wird die Arbeitsposition direkt beeinflusst. Wird beispielsweise der obere Hub am Kolben auf null gesetzt, kann die Anstellung ohne Hydraulik direkt als rein mechanische Anstellung genutzt werden. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn die Hydraulik ausfällt und man die Walzen weiterhin anstellen können möchte, was dann rein mechanisch erfolgen kann. Gegebenenfalls kann sogar gezielt bei Bedarf ohne Hydraulik gearbeitet werden, um die Schrägwalzen anzustellen, sodass Energie eingespart werden kann, da der Energiebedarf für die hydraulische Regelung wegfällt.
Es ist von Vorteil, wenn die Walzen rein mechanisch anstellbar sind, da bei einem Ausfall der Hydraulik die Lösung als rein mechanische Lösung weiterverwendet werden kann und da darüber hinaus auch möglicherweise höheren Lasten, als mit der Hydraulik möglich sind, entsprechend noch begegnet werden kann. Werden Produkte mit geringeren Anforderungen hergestellt, kann ggf. ebenfalls ohne Hydraulik gearbeitet werden und der Energiebedarf für die Regelung fällt nicht an.
Vorteilhafterweise ist die Position der Spindel messbar, um eine exakte Anstellung der Walzen zu realisieren. Insbesondere wenn eine Regelung des Walzspaltes während des Walzens erfolgt, kann das Messen der Position der Spindel sehr vorteilhaft sein, um kontrollieren zu können, ob zu jedem Zeitpunkt die gewünschte Position eingehalten wird. Eine Messung kann durch geeignete Positions- oder Wegemesseinrichtungen, seien diese relativ oder absolut, ohne weiteres umgesetzt werden.
Außerdem werden durch derartige Messungen entsprechende Regelprozesse, die die genaue Anstellung der Walzen während des Walzens regeln, ermöglicht.
Es versteht sich, dass zum Messen der Position der Spindel sämtliche Messmethoden eingesetzt werden können, die dem Fachmann allgemein geläufig und aus dem Stand der Technik bekannt sind. Es ist denkbar, wenn beim Anstellen der Walzen sowohl die mechanische Anstelleinheit als auch die hydraulische Anstelleinheit verwendet werden, auch die Position beispielsweise einer Baugruppe der hydraulischen Anstelleinheit messbar ist, um daraus auch die exakte Walzanstellung zu ermitteln, da die entsprechenden Wege von der hydraulischen Baugruppe bis zum Walzbereich bekannt bzw. errechenbar sind. Hierbei kann insbesondere die Position der Spindel innerhalb der hydraulischen Anstelleinheit, welche die Spindel umschließt, ermittelbar sein, sodass diese Position für das Ermitteln der exakten Walzanstellung über die Position der Baugruppe der hydraulischen Anstelleinheit möglich ist.
Auch kann ein zwischen den Walzen befindlicher Arbeitsbereich durch die Spindel veränderbar sein. Der Arbeitsbereich stellt hierbei den Bereich dar, in welchem der Walzvorgang erfolgt, insbesondere also den Umformbereich. Je nach konkreter Wortwahl wird der Arbeitsbereich auch als Walzkaliber bezeichnet. Durch ein Verlagern der Spindel kann somit auch der Walzspalt, das Walzkaliber bzw. der Arbeitsbereich eingestellt werden.
Es ist denkbar, dass neben einer Spindel auch andere mechanische Konstruktionen verwendet werden können, die entsprechend die Walzen mechanisch anstellen können. Zudem kann auch der Arbeitsbereich durch Baugruppen der hydraulischen Anstelleinheit verändert werden.
Alternativ bzw. kumulativ zu den vorliegend erläuterten Merkmalskombinationen kann sich ein Verfahren zum Verstellen eines Walzspaltes bei unter Last wirksamen Walzen eines Schrägwalzwerkes mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst angeordneten mechanischen Anstelleinheit und einer hydraulischen Anstelleinheit dadurch auszeichnen, dass die in einer gemeinsamen Baugruppe angeordneten mechanische Anstelleinheit und hydraulische Anstelleinheit den Walzspalt verstellen, wobei eine an den Walzen wirkende Walzkraft über die Walzen zunächst auf die hydraulische Anstelleinheit übertragen wird, die hydraulische Anstelleinheit dann dieselbe Walzkraft auf die mechanische Anstelleinheit überträgt und anschließend die mechanische Anstelleinheit die Walzkraft auf das Walzgerüst überträgt, um ein Verstellen des Walzspaltes unter Last mit hoher Positioniergenauigkeit und Regelgenauigkeit zu ermöglichen. Bei geeigneter Ausgestaltung hat dieser Ansatz den Vorteil, dass die hydraulische Anstelleinheit unmittelbar als Schutz gegen Stöße, die in dem Walzkaliber durch die Wechselwirkung der Walzen mit dem Werkstück entstehen können, für die mechanische Anstelleinheit dienen kann.
Alternativ hierzu kann sich ein Verfahren zum Verstellen eines Walzspaltes bei unter Last wirksamen Walzen eines Schrägwalzwerkes mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst angeordneten mechanischen Anstelleinheit und einer hydraulischen Anstelleinheit dadurch auszeichnen, dass die in einer gemeinsamen Baugruppe angeordneten mechanische Anstelleinheit und hydraulische Anstelleinheit den Walzspalt verstellen, wobei eine an den Walzen wirkende Walzkraft über die Walzen zunächst auf die mechanische Anstelleinheit übertragen wird, die mechanische Anstelleinheit dann dieselbe Walzkraft auf die hydraulische Anstelleinheit überträgt und anschließend die hydraulische Anstelleinheit die Walzkraft auf das Walzgerüst überträgt, um ein Verstellen des Walzspaltes unter Last mit hoher Positioniergenauigkeit und Regelgenauigkeit zu ermöglichen. Dieses ermöglicht, wie bereits vorstehend angedeutet einen sehr kompakten Aufbau, da die mechanische Anstelleinheit bis unmittelbar an den Walzenstuhl oder an eine andere mit diesem ortsfest verbundene Baugruppe heranreichen kann.
Insbesondere bei letzterer Ausgestaltung kann eine geeignete Entkopplung vorgesehen sein, um empfindliche Baugruppen, wie beispielsweise bestimmte Getriebeteile oder Antriebe, vor etwaigen Stößen, die aus dem Walzkaliber oder von einer der Walzen stammen, möglichst zu schützen.
Vorzugsweise erfolgt die Anstellung des Walzspaltes mittels der mechanischen Anstelleinheit lastfrei, um eine bessere Regelgenauigkeit zu ermöglichen.
Kumulativ bzw. alternativ hierzu erfolgt die Verstellung des Walzspaltes mittels der hydraulischen Anstelleinheit unter Last. Wenn die mechanische Anstelleinheit den Walzspalt lastfrei anstellt bzw. die hydraulische Anstelleinheit den Walzspalt unter Last verstellt, kann die Regelgenauigkeit verbessert werden. Zudem kann die Eigenkreisfrequenz der Anstellung verbessert werden. Darüber hinaus ist bei geeigneter Ausgestaltung weniger hydraulische Leistung erforderlich, da die größeren Anstellwege über die mechanische Anstelleinheit erfolgen können und dann unter Last lediglich das Verstellen über die hydraulische Anstelleinheit erfolgen kann, wodurch somit insgesamt weniger hydraulische Leistung erforderlich ist. Die Druckdifferenzen können beispielsweise für eine Kraftmessung verwendet werden, um als Eingangssignal für die Regelung dienen.
Es ist von Vorteil, wenn die Verstellung des Walzspaltes auch mittels der mechanischen Anstelleinheit unter Last erfolgen kann, da so eine rein mechanische Verstellung des Walzspaltes während des Walzens möglich ist. Beispielsweise ist denkbar, dass die Hydraulik ausfällt und dann dennoch die Walzen des Schrägwalzwerkes weiterhin rein mechanisch verstellt werden können. Dies könnte auch den Vorteil haben, dass ggf. auch unter höheren Lasten als mit einer hydraulischen Anstelleinheit das Verstellen der Walzen während des Walzvorganges erfolgen kann. Zudem könnte gezielt eine rein mechanische Verstellung vorgesehen sein, wenn man bspw. den für die hydraulische Regelung nötigen Energiebedarf aus Kostengründen einsparen möchte.
Vorzugsweise kann ein Elektroantrieb ein Getriebeteil, wie beispielsweise eine Spindel, der mechanischen Anstelleinheit drehen. Dieses ermöglicht, wie bereits vorstehend angedeutet einen kostengünstigen und effizienten Antrieb, der zudem baulich einfach automatisierbar bzw. regelbar ist.
Für eine mechanische Anstellung des Walzspaltes kann ein Getriebeteil, wie beispielsweise eine Spindel, der mechanischen Anstelleinheit alternativ bzw. kumulativ mittels eines Drehantriebs gedreht werden. Durch den Drehantrieb können hohe Kräfte, die durch den Walzvorgang entstehen, aufgenommen werden bzw. große Kräfte eingebracht werden. Zudem ist ein kompakter Aufbau der mechanischen Anstelleinheit möglich.
Vorzugsweise sind der Drehantrieb bzw. der Elektroantrieb hinsichtlich etwaiger Kräfte, die von der Walze in Richtung des Walzgerüsts gerichtet sind, entkoppelt. Dieses kann insbesondere auch für ein entsprechendes Getriebeglied, wie beispielsweise für ein Zahnrad, gelten, welches seinerseits mit dem Getriebeteil, welches gedreht wird, wechselwirkt. Beispielsweise kann dieses durch eine Entkopplung, wie beispielsweise durch eine Gleitführung, die zwar Drehkräfte aber keine Axialkräfte überträgt, oder durch ähnliche entkoppelnde Maßnahmen, umgesetzt sein.
Vorteilhafterweise ist der Drehantrieb ein Schneckengetriebe, welches ein großes Gesamtverhältnis der Übersetzungen mit wenigen Stufen bereitstellt, sodass dieses entsprechend kostengünstig ist. Zudem liefert ein Schneckengetriebe eine hohe Selbsthemmung und somit insbesondere bei einem Ausfall eine zusätzliche Bremse und somit auch zusätzliche Betriebssicherheit.
Es ist von Vorteil, wenn der Drehantrieb bzw. der Elektroantrieb das entsprechende Getriebeglied, wie beispielsweise die Spindel, von außerhalb des Walzgerüstes antreiben bzw. drehen. Für eine insgesamt kompakte Bauweise der gemeinsamen Baugruppe, welche sowohl von umfassend der mechanischen Anstelleinheit als auch von der hydraulischen Anstelleinheit umfasset ist, ist die Anordnung des Drehantriebs bzw. Elektroantriebs außerhalb des Walzgerüstes besonders vorteilhaft. Zudem kann durch den entsprechenden Kraftfluss über die hydraulische Anstelleinheit zur mechanischen Anstelleinheit auf das Walzgerüst eine gute Kraftübertragung auf das Walzgerüst stattfinden. Insbesondere beim Zusammenspiel von hydraulischer Anstelleinheit und mechanischer Anstelleinheit als gemeinsame Baugruppe, erweist sich die Anordnung des Drehantriebs bzw. Elektroantriebs außerhalb des Walzgerüstes besonders vorteilhaft, da so beispielsweise direkt außerhalb an dem Walzgerüst der Drehantrieb bzw. Elektroantrieb angeordnet sein kann und innerhalb des Walzgerüstes entsprechend die hydraulische Anstelleinheit angeordnet sein kann, wobei die beiden Einheiten in Wechselwirkung miteinander stehen und der Kraftfluss in der gewünschten Weise trotz sehr kompakter Bauweise erfolgen kann.
Zudem kann auch die Position des Getriebeteils, wie beispielsweise der Spindel, gemessen werden, um eine exakte Anstellung der Walzen zu ermöglichen.
Insbesondere eine Spindel eignet sich als Getriebeteil für die mechanische Anstelleinheit. Durch das Drehen der Spindel, bewegt sich diese in zwei möglichen Richtungen entlang ihrer Mittelachse bzw. entlang ihrer Symmetrieachse, sodass beim Drehen der Spindel in die entsprechende Richtung der Walzspalt vergrößert oder verkleinert bzw. das Walzkaliber verändert werden kann. Es ist denkbar, dass auch andersartig gestaltete Antriebe die Spindel entsprechend drehen und somit verlagern und damit die Walzen anstellen können.
Kumulativ bzw. alternativ hierzu kann der Walzspalt bzw. das Walzkaliber gemessen werden, um die Walzen entsprechend exakt anstellen zu können.
Insbesondere können die Position der Spindel bzw. der Walzspalt unter Last gemessen werden, damit der Walzspalt auch während des Walzens entsprechend geregelt werden kann.
Es ist denkbar, dass die Position des Walzspaltes bzw. die Größe des Walzspaltes auf irgendeine Weise direkt gemessen werden kann und aus diesem Wert entsprechend ermittelt wird, wie die Spindel bzw. die hydraulische Anstelleinheit geregelt werden muss, um den gewünschten Walzspalt bereitzustellen. Jedoch ist auch denkbar, dass lediglich die Position der Getriebeglieder, wie der Spindel, gemessen wird und ausgehend hiervon auf den Walzspalt bzw. auf das Walzkaliber geschlossen wird, was über die entsprechenden geometrischen Zusammenhänge des Getriebes, wie der Spindel, zu dem Walzspalt möglich ist. Es wäre jedoch auch denkbar, dass Positionen der Baugruppen der hydraulischen Anstelleinheit gemessen werden können, um hieraus über die entsprechenden geometrischen Zusammenhänge den Walzspalt bzw. das Walzkaliber zu ermitteln und entsprechend zu regeln.
Vorzugsweise verstellt die hydraulische Anstelleinheit mittels eines Kolbens und eines Zylinders den Walzspalt, da auf diese Weise ein dem Fachmann allgemein bekannter Hydraulikzylinder bereitgestellt werden kann, der die entsprechende Linearbewegung der hydraulischen Anstelleinheit erzeugen kann und somit die nötige Linearbewegung, die die Walzen anstellen kann.
Um weiter die Regelgenauigkeit zu verbessern und gleichzeitig eine kompakte Bauweise auf möglichst einfach Weise bereitstellen zu können, kann beim Verstellen des Walzspaltes der Kolben bzw. Zylinder der hydraulischen Anstelleinheit koaxial zu der Spindel der mechanischen Anstelleinheit verfahren. Beim koaxialen Verfahren können Kolben bzw. Zylinder die Spindel entsprechend umschließen. Hierdurch müssen keine Hydraulikzylinder aus Kolben bzw. Zylindern separat außerhalb bzw. neben der mechanischen Anstelleinheit bzw. der Spindel angeordnet werden. Der verfügbare Platz innerhalb des Kolbens bzw. des Zylinders kann somit sinnvoll für die koaxial innerhalb des Kolbens bzw. des Zylinders angeordnete Spindel genutzt werden, sodass die gemeinsame Baugruppe der hydraulischen Anstelleinheit und der mechanischen Anstelleinheit möglichst kompakt ausgebildet sein kann.
Auch kann der Kolben bzw. der Zylinder die Spindel umschließen, was eine koaxiale Anordnung von Kolben bzw. Zylinder zu der Spindel ermöglicht und somit auch eine kompakte Bauweise.
Des Weiteren wird hierdurch eine gute Kraftübertragung über die hydraulische Anstelleinheit auf die mechanische Anstelleinheit ermöglicht, da die Symmetrieachse der mechanischen Anstelleinheit durch die Koaxialität gleich der Mittelachse der hydraulischen Anstelleinheit, also des Kolbens bzw. des Zylinders ist. Hierbei ist insbesondere auch denkbar, dass der Zylinder als Zylinderrohr die Spindel umschließt, da ein Rohr einen entsprechenden inneren Bereich aufweist, damit eine Spindel auch umschlossen werden kann.
Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Schrägwalzanstelleinrichtung an einem Walzgerüst;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Schrägwalzanstelleinrichtung nach 1;
3 eine schematische Aufsicht auf zwei Schrägwalzen eines Schrägwalzaggregats;
4 eine schematische Seitenansicht eines ersten Schrägwalzaggregats mit den Schrägwalzen nach 3;
5 eine schematische Frontansicht auf ein zweites Schrägwalzaggregats; und
6 eine schematische Seitenansicht des zweiten Schrägwalzaggregats.

Die in den 1 und 2 dargestellte Schrägwalzanstelleinrichtung 3 umfasst eine mechanische Anstelleinheit 10 sowie eine hydraulische Anstelleinheit 20, welche als gemeinsame Baugruppe an einem Walzgerüst 4 angeordnet sind.
Die mechanische Anstelleinheit 10 umfasst eine Spindel 11, einen Drehantrieb 12 und einen Elektroantrieb 13. Der Drehantrieb 12 sowie der Elektroantrieb 13 sind an einer Außenseite 44 des Walzgerüstes 4 angeordnet und sind dort mit einem oberen Teil der Spindel 11 verbunden.
Somit liegt ein Teil der Spindel 11 außerhalb des Walzgerüstes 4. Der weitere Teil der Spindel 11 ragt durch das Walzgerüst 4 hindurch in das Innere des Walzgerüstes, wobei der Teil der Spindel 11, der nicht außerhalb des Walzgerüstes 4 liegt, ein Spindelgewinde 15 aufweist.
Der Drehantrieb 12 umfasst ein Schneckengetriebe 18 und ein von dem Schneckengetriebe 18 getriebenes Zahnrad 16, welches über ein durch eine Gleitführung gebildete Entkopplung 17 die Spindel 11 antreiben kann, und treibt mit dem Elektroantrieb 13 die Spindel 11 von außerhalb des Walzgerüstes 4 an und drehen diese um eine Symmetrieachse 52 der Spindel 11.
Der Drehantrieb 12 stellt somit gemeinsam mit dem Spindelgewinde 15 eine erste mechanische Baugruppe 50 der mechanischen Anstelleinheit 10 dar, während die Spindel 11 eine zweite mechanische Baugruppe 51 der mechanischen Anstelleinheit 10 bildet. Somit kann eine erste mechanische Baugruppe 50 der mechanischen Anstelleinheit 10 gegen eine zweite mechanische Baugruppe 51 der mechanischen Anstelleinheit 10 verlagert werden.
Die hydraulische Anstelleinheit 20 ist innerhalb des Walzgerüstes 4 der gemeinsamen Baugruppe, welche die mechanischen Anstelleinheit 10 und die hydraulischen Anstelleinheit 20 umfasst, angeordnet. Die hydraulische Anstelleinheit 20 umfasst eine erste hydraulische Baugruppe 60 mit einer Mittelachse 62 und eine zweite hydraulische Baugruppe 61 mit einer zweiten Mittelachse 63, wobei die beiden Mittelachsen 62,63 gleich sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste hydraulische Baugruppe 60 als Zylinder 21 in Form eines Zylinderrohrs 24 und die zweite hydraulische Baugruppe 61 ist als Kolben 22 ausgebildet. Zudem weist der Zylinder 21 einen Zylinderdeckel 23 auf. Die Anordnung aus einem Zylinder 21 und einem Kolben 22 stellt somit eine Hydraulik-Zylinder-Kolben-Einheit bestehend aus Zylinder 21 und einem Kolben 22 dar.
Die mechanische Anstelleinheit 10 sowie die hydraulische Anstelleinheit 20 sind derart an dem Walzgerüst 4 angeordnet, dass die gemeinsame Symmetrieachse 52 der mechanischen Baugruppen 50, 51 gleich der Mittelachsen 62, 63 der hydraulischen Baugruppen 60, 61 sind. Hierbei ist die hydraulische Anstelleinheit 20 derart angeordnet, dass der Kolben 22 bzw. der Zylinder 21 die Spindel 11 umschließen.
Der Kolben 22 ist mit einem Innengewinde ausgestaltet, sodass dieses direkt in das Spindelgewinde 15 der Spindel 11 greifen kann. Auf diese Weise dient der Kolben 22 neben der Funktion als Kolben 22 für die hydraulische Anstelleinheit 20 auch als Mutter 14, die somit an sich ebenfalls Teil der walzgerüstseitigen mechanischen Baugruppe 50 der mechanischen Anstelleinheit 10 angesehen werden kann.
Der Drehantrieb 12 bzw. der Elektroantrieb 13 treiben die Spindel 11 an, die sich dreht und über das Spindelgewinde 15 mit der Mutter 14 und somit mit der hydraulischen Anstelleinheit 20 wirkverbunden ist. Die Spindel 11 wird gedreht und bewegt sich dadurch entlang ihrer Symmetrieachse 52 je nach Drehrichtung in die eine oder die andere Richtung.
Da die Spindel 11 innerhalb des Walzgerüstes 4 mit einem Walzstuhl 81 verbunden ist, kann auf diese Weise durch die mechanische Anstelleinheit 10 der Walzstuhl 81 angestellt und somit auch von dem Walzstuhl 81 getragene Walzen 80 angestellt werden.
Mit der mechanischen Anstelleinheit 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels können somit ggf. in einem ersten Schritt Walzen 80 bzw. ein Walzstuhl 81 lastfrei angestellt werden, wobei diese Anstellung den größten Teil der gesamten notwendigen Anstellung ausmacht.
Nachdem für einen Walzvorgang der Walzstuhl 81 im ersten Schritt entsprechend durch die mechanische Anstelleinheit 10 angestellt wurde, kann dieser bzw. können die Walzen 80 in einem zweiten Schritt durch die hydraulische Anstelleinheit 20 unter Last verstellt. Dieses zweite Verstellen durch die hydraulische Anstelleinheit 20 erfolgt über einen im Vergleich zur ersten Anstellung wesentlich kürzeren Verstellweg und kann auch während des Walzvorganges erfolgen. Hierbei arbeiten Zylinder 21 und Kolben 22 der hydraulischen Anstelleinheit 20 als Hydraulikzylinder, sodass eine erste lastfreie Anstellung mechanisch und eine zweite Anstellung unter Last, insbesondere während des Walzvorganges hydraulisch erfolgen kann.
Es versteht sich, dass auch die hydraulische Anstelleinheit 20 ggf. ohne Last verstellt werden kann, wenn dieses erforderlich erscheint. Ebenso ist in einer bevorzugten Ausführungsform die mechanische Anstelleinheit unter Last verstellbar, was insbesondere durch die Übersetzungsverhältnisse zwischen Spindel 11 und Spindelgewinde 15 sowie zwischen Zahnrad 16 und Schneckengetriebe 18 auch bei großen Walzkräften realisierbar erscheint.
Bei geeigneter Ausgestaltung können das Zahnrad 16 und das Schneckengetriebe 18 bzw. die Spindel 11 und/oder das Spindelgewinde 15 derart ausgelegt werden, dass unter gegebene Umständen eine Selbsthemmung energieentlastend wirken kann.
Die Kräfte bzw. Walzkräfte, die beim Walzen entstehen, werden über den Walzstuhl 81 zunächst auf Spindel als Teil der mechanischen Anstelleinheit 10 und dann auf die hydraulische Anstelleinheit 20 wirksam. Durch die hydraulische Anstelleinheit 20 werden die Kräfte anschließend auf das Walzgerüst 4 übertragen, sodass ein durch die Walzkräfte entstehender Kraftfluss über die mechanische Anstelleinheit 10, dann über die hydraulische Anstelleinheit 20und anschließend auf das Walzgerüst 4 wirksam ist.
Durch die Art und Weise, wie die gemeinsame Baugruppe bestehend aus mechanischer Anstelleinheit 10 und hydraulischer Anstelleinheit 20 den Walzstuhl 81 bewegen können, ist eine Relativbewegung zwischen dem Drehantrieb 12 und der Spindel 11 notwendig, sodass der Drehantrieb 12 ortsfest verbleibt, die Spindel 11 dreht und sich diese entsprechend verlagert. Dieses wird durch die Entkopplung 17 realisiert, welche auch parallel zu der Symmetrieachse 52 bzw. zu den Mittelachsen 62, 63 gerichtete Stöße entkoppelt, welche von den Walzen 80 möglicherweise zu dem Drehantrieb 12 bzw. zu dem Elektroantrieb 13 gelangen können.
Es ist denkbar, dass das Walzgerüst 4 als ein geschlossener Rahmen ausgebildet ist, was aus der Detaildarstellung in den 1 und 2 nicht ersichtlich ist. Durch einen entsprechend geschlossenen Rahmen kann auch ein geschlossener Kraftfluss bereitgestellt werden.
Darüber hinaus kann der Walzstuhl 81 in der Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels rein mechanisch über die mechanische Anstelleinheit 10 angestellt werden. Bei einem möglichen Ausfall der hydraulischen Anstelleinheit 20 bzw. einer der Baugruppen 60, 61 kann die Schrägwalzanstelleinrichtung 3 weiterverwendet werden. Möglicherweise könnten durch eine derartige rein mechanische Anstellung bzw. Verstellung sogar höhere Lasten als mit der hydraulischen Anstelleinheit 20 bewältigt werden. Zudem kann auch gezielt nur eine mechanische Anstellung durch die mechanische Anstelleinheit 10 erfolgen, wenn beispielsweise Produkte mit geringeren Anforderungen hergestellt werden müssen und man auf diese Weise den Energiebedarf für die Regelung der Hydraulik einsparen und somit auf ein Verstellen durch die hydraulische Anstelleinheit 20 gezielt verzichten kann.
Die in den 3 bis 6 dargestellten Schrägwalzaggregate 1 umfassen jeweils zumindest 2 Walzen 80 (siehe 3 und 4) bzw. 3 Walzen 80 (siehe 5 und 6), die jeweils in ihren Walzstühlen 81 getragen werden, welche ihrerseits über eine Schrägwalzanstelleinrichtung 3 an einem Walzgerüst 4 gelagert ist.
Die Walzen 80 können um Walzenachsen 85 rotieren und weisen Walzoberflächen 86 auf, welche mit einem nicht in den Figuren dargestellten länglichen Werkstück in Kontakt kommen bzw. kommen können.
Hierbei läuft ein mögliches Werkstück im Wesentlichen entlang einer Walzenmittellinie 2, welche grob den Materialschwerpunkt des durchlaufenden Materials darstellt und - genauer ausgedrückt - die Achse von einem nicht dargestellten Einlaufrollgang durch die Walzaggregatmitte zu einem nicht dargestellten Auslaufrollgang repräsentiert.
Die Walzenachsen 85 sind hierbei im Wesentlichen parallel zu der Walzenmittellinie 2 ausgerichtet, wobei bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ein leichter Neigungswinkel zwischen 5° und 8° vorgesehen ist. In abweichenden Ausführungsformen können hier selbstverständlich auch andere Neigungswinkel, ggf. auch gegenüber der Horizontalen, vorgesehen sein.
Die Walzen 80 selbst weisen eine verhältnismäßig komplexe Walzoberfläche 86 auf, welche ihrerseits dann wiederum zu einem verhältnismäßig komplexen Walzkaliber bzw. Arbeitsbereich 30 und insbesondere auch zu einer unterschiedlichen Belastung der jeweiligen Walzenstühle 81 einer Walze 80 führt. Dieses bedingt, dass die Walzenachsen 85 auch gegenüber der Horizontalen geneigt sein können, was ggf. auch bereits ohne Last entsprechend bei Schrägwalzaggregaten 1 vorgesehen sein kann.
Die Walzenpositioniereinrichtung 82 der in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele sind über Längsholme die als Angriffsstellen 84 dienen, mit dem Walzgerüst 4 verbunden, sodass über die Angriffsstellen 84 bzw. über die Verbindung zwischen den Angriffsstellen 84 und dem Walzgerüst 4, die als Angriff 83 bezeichnet werden kann, die Walzkräfte in das Walzgerüst 4 geleitet werden, was zu einer entsprechenden Auffederung des Walzgerüstes 4 führt, welche letztlich entsprechend der vorstehend bereits angedeuteten ungleichförmigen Belastungen der Walzen 80 und der Walzenstühle 81 zu einer entsprechenden ungleichförmigen Belastung des Walzgerüstes 4 führen kann.
Bei den in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein massives Walzgerüst 4 vorgesehen, in welchem eine Schrägwalzanstelleinrichtung 3, wie sie anhand der 1 und 2 erläutert ist, eingebracht ist. Ein entsprechend massiv ausgebildetes Walzgerüst 4 kann ebenfalls in den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet werden.
Bei den Anordnungen nach 4 bis 6 ist jeder Walzstuhl 81 durch zwei Schrägwalzanstelleinrichtungen 3 an dem Walzgerüst 4 anstellbar gelagert. Hierdurch können insbesondere auch die Walzenachsen 85 in ihrem Winkel zur Walzmittellinie 2 angestellt oder es kann auch ungleichförmigen Laständerungen begegnet werden.
Dadurch, dass in dem Ausführungsbeispiel nach 4 zwei Schrägwalzanstelleinrichtungen 3 an dem Walzgerüst 4 anstellbar gelagert sind, sind folglich auch die zwei Walzstühle 81 durch zwei Anstelleinheiten 10, 20 anstellbar an dem Walzgerüst 4 gelagert. Es ist denkbar, dass auch mehr als zwei Schrägwalzeinrichtungen 3 bzw. Anstelleinheiten 10,20 an einem Walzgerüst 4 angeordnet sind. Insofern kann ggf. auch durch die Symmetrie der beiden Anstelleinheiten 10, 20 eine entsprechende Symmetrieachse definiert sein.
Die Walzoberfläche 86 der Walzen 80 weist, wie aus den Figuren unmittelbar ersichtlich, beim Walzen eine Bewegungskomponente senkrecht zur Walzmittellinie 2 des Schrägwalzaggregats 1 auf. In der Regel folgt hieraus dementsprechend, dass die Walzoberfläche 86 der Walzen 80 beim Walzen eine Bewegungskomponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Werkstücks durch das Schrägwalzaggregat 1 aufweisen. Auch weisen die Achsen 85 der beiden Walzen 80 eine Komponente parallel zu der Walzenmittellinie 2 des Schrägwalzaggregats 1 auf, wie unmittelbar aus den Figuren erkennbar ist.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Weg zwischen den beiden Walzenstühlen 81 beider Walzen 80 gemessen, indem ein Wegmesssystem 91 jeweils zwischen den Walzenbezügen 110 an den Walzenstühlen 81 und an dem jeweiligen Walzenstuhl 81 angeordneten Referenzbezügen 120 angeordnet ist, wobei die Messung ohne weiteres auch während des Walzens erfolgen kann. Hierbei kann konkret der Walzenbezug 110 eines ersten Walzenstuhls 81 als Referenzbezug 120 des dasselbe Wegmesssystem 91 nutzenden zweiten Walzenstuhls 81 bezeichnet werden. Es versteht sich, dass in einer abweichenden Ausführungsform auch nur ein einziges Wegmesssystem 91, welches dann nur zwischen zwei Walzenstühlen 81 bzw. -bezügen 110, 120, die jeweils an einer der beiden Walzen 80 vorgesehen sind, zur Anwendung kommen kann, was jedoch dann ggf. jedoch nur entsprechend eine etwas ungenauere Aussage über das jeweilige Walzkaliber treffen kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Enden des Wegmesssystems 91 an den Walzenstühlen 81 unmittelbar angebracht, sodass die Walzenstühle 81 selbst als Walzenbezugsstellen 111 bzw. Referenzbezugsstellen 121 dienen. Dementsprechend dienen auch die Walzenstühle 81 als jeweilige Referenz für die Messung des Wegs 90 zu dem jeweils anderen Walzenstuhl 81. Es versteht sich, dass bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 ggf. auch separate Baugruppen als Walzenbezugsstellen 111 bzw. Referenzbezugsstellen 121 dienen können. Auch können andere Baugruppen, wie beispielsweise zwischen den Walzenpositioniereinrichtungen 82 und den Walzenstühlen 81 vorgesehene Baugruppen oder die Längs- bzw. Ständerholme, entsprechend genutzt werden bzw. entsprechende separate Baugruppen als Träger der Walzenbezugsstellen 111 bzw. Referenzbezugsstellen 121 dienen.
Bei dem in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils Ansätze als Walzenbezugsstellen 111 bzw. Referenzbezugsstelle 121 vorgesehen, wobei die Ansätze für die Walzenbezugsstelle 111 an den Walzenstühlen 81 und die Ansätze für die Referenzbezugsstellen 121 an einem separaten Referenzgestell 122 angeordnet sind.
Das Referenzgestell 122 ist von dem Walzgerüst 4 entkoppelt, sodass dieses unabhängig von den jeweiligen Walzkräften eine Referenz bzw. einen Referenzbezug 120 bereitstellt. Die Walzenbezugsstellen 111 bzw. die Walzenbezüge 110 sind an den Walzenstühlen 81 vorgesehen was jedoch in abweichenden Ausführungsformen auch an anderen Baugruppen vorgesehen sein kann.
Auch kann bei den in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ggf. eine Wegmessung zwischen den Walzen 80 oder den Walzenstühlen 81 untereinander erfolgen, wie dieses exemplarisch anhand des in 4 dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt ist.
Wie unmittelbar ersichtlich, wird bei den Ausführungsbeispielen nach 5 und 6 der Weg zwischen den Walzenstühlen 81 der Walzen 80 und einer außerhalb der Angriff 83 vorgesehenen Referenz gemessen. Hierzu ist der Referenzbezug 120 außerhalb der an dem Walzgerüst 4 angreifenden Angriffsstelle 84 der Walzenpositioniereinrichtung 82 des Walzenstuhls 81 angeordnet.
Bei vorliegenden Ausführungsbeispielen kommen Widerstandssensoren, kapazitive Sensoren und/oder induktive Sensoren als Wegmesssysteme 91 bzw. zur Wegemessung zum Einsatz. Alternativ können auch optische Entfernungsmesser, Ultraschallsensoren oder Radarsensoren dementsprechend zum Einsatz kommen.
Dementsprechend kann eine berührende oder auch berührungslose Messung vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Schrägwalzaggregat
2: Walzenmittellinie
3: Schrägwalzanstelleinrichtung
4: Walzgerüst
10: mechanische Anstelleinheit
11: Spindel
12: Drehantrieb
13: Elektroantrieb
14: Mutter
15: Spindelgewinde
16: Zahnrad
17: Entkopplung
18: Schneckengetriebe
20: hydraulische Anstelleinheit
21: Zylinder
22: Kolben
23: Zylinderdeckel
24: Zylinderrohr
30: Arbeitsbereich
44: Außenseite
50: mechanische Baugruppe
51: mechanische Baugruppe
52: Symmetrieachse
60: hydraulische Baugruppe
61: hydraulische Baugruppe
62: Mittelachse
63: Mittelachse
80: Walze
81: Walzstuhl
83: Angriff
84: Angriffsstelle
85: Walzenachsen
86: Walzenoberfläche
91: Wegmesssystem
110: Walzenbezug (exemplarisch beziffert)
111: Walzenbezugsstelle (exemplarisch beziffert)
120: Referenzbezug (exemplarisch beziffert)
121: Referenzbezugsstelle (exemplarisch beziffert)
122: Referenzgestell

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 102016114377 A1 [0002]
DE 1285431 [0003]
DE 10312122 B3 [0003]

Claims

Schrägwalzaggregat (1) zum Verstellen unter Last wirksamer Walzen (80) mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst (4) angeordneten mechanischen Anstelleinheit (10) für eine erste Schrägwalzanstellung und einer hydraulischen Anstelleinheit (20) für eine zweite Schrägwalzanstellung, wobei die mechanische Anstelleinheit (10) zwei gegeneinander verlagerbare mechanische Baugruppen (50, 51) mit einer gemeinsamen Symmetrieachse (52) und die hydraulische Anstelleinheit (20) zumindest zwei gegeneinander verlagerbare hydraulische Baugruppen (60, 61) mit jeweils einer Mittelachse (62, 63) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Anstelleinheit (10) und die hydraulische Anstelleinheit (20) in dem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst (4) als gemeinsame Baugruppe angeordnet sind, wobei die Symmetrieachse (52) zumindest einer der gegeneinander verlagerbaren mechanischen Baugruppen (50, 51) und die Mittelachsen (62, 63) jeder der gegeneinander verlagerbaren hydraulischen Baugruppen (60, 61) gleich sind.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste (50) der beiden mechanischen Baugruppen (50, 51) eine Spindel (11) ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste (60) der beiden hydraulischen Baugruppen (60, 61) ein Zylinder (21) ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite (61) der beiden hydraulischen Baugruppen (60, 61) ein Kolben (22) ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (21) die Spindel (11) umfasst.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) die Spindel (11) umfasst.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer der unter Last wirksamen Walzen (80) wirkende Kraft zunächst auf die hydraulische Anstelleinheit (20) wirksam ist, dann auf die mechanische Anstelleinheit (10) wirksam ist und anschließend auf das Walzgerüst (4) wirksam ist oder dass die an einer der unter Last wirksamen Walzen (80) wirkende Kraft zunächst auf die mechanische Anstelleinheit (10) wirksam ist, dann auf die hydraulische Anstelleinheit (20) wirksam ist und anschließend auf das Walzgerüst (4) wirksam ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach der Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) mittels eines Drehantriebes (12) und/oder Elektroantriebes (13) drehbar ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (12) ein Schneckengetriebe (18) umfasst.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (12) und der Elektroantrieb (13) die gleiche Wirkrichtung aufweisen.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (12) auf der Außenseite (44) des Walzgerüstes (2) angeordnet ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativbewegung zwischen Drehantrieb (12) und Spindel (11) möglich ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer der unter Last wirksamen Walzen (80) wirkende Kraft zunächst auf die hydraulische Anstelleinheit (20) wirksam ist, dann auf den Drehantriebes (12) und/oder den Elektroantriebes (13) wirksam ist und anschließend auf das Walzgerüst (4) wirksam ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anstelleinheit (20) innerhalb (4) eines geschlossenen Rahmens des Walzgerüstes (2) angeordnet ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf die Spindel (11) geschraubte Mutter (14) den Kolben (22) der hydraulischen Anstelleinheit (20) bildet.
Schrägwalzaggregat (1) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (21) der hydraulischen Anstelleinheit (20) einen Zylinderdeckel (23) bzw. ein Zylinderrohr (24) umfasst.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13 und 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11) über ein Spindelgewinde (15) direkt mit dem Kolben (22) verbunden ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Walzen (80) rein mechanisch anstellbar sind.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Spindel (11) messbar ist.
Schrägwalzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen den Walzen (80) befindlicher Arbeitsbereich (30) durch die Spindel (11) veränderbar ist.
Verfahren zum Verstellen eines Walzspaltes bei unter Last wirksamen Walzen (80) eines Schrägwalzwerkes mit einer an einem Kräfte aufnehmenden Walzgerüst (4) angeordneten mechanischen Anstelleinheit (10) und einer hydraulischen Anstelleinheit (20), dadurch gekennzeichnet, dass die in einer gemeinsamen Baugruppe angeordneten mechanische Anstelleinheit (10) und hydraulische Anstelleinheit (20) den Walzspalt verstellen, wobei (i) eine an den Walzen wirkende Walzkraft von wenigstens einer der Walzen (80) zunächst auf die hydraulische Anstelleinheit (20) übertragen wird, die hydraulische Anstelleinheit (20) dann dieselbe Walzkraft auf die mechanische Anstelleinheit (10) überträgt und anschließend die mechanische Anstelleinheit (10) die Walzkraft auf das Walzgerüst (4) überträgt oder wobei (ii) eine an den Walzen wirkende Walzkraft von wenigstens einer der Walzen zunächst auf die mechanische Anstelleinheit (10) übertragen wird, die mechanische Anstelleinheit (10) dann dieselbe Walzkraft auf die hydraulische Anstelleinheit (20) überträgt und anschließend die hydraulische Anstelleinheit (20) die Walzkraft auf das Walzgerüst (4) überträgt.
Verstellverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellung des Walzspaltes mittels der mechanischen Anstelleinheit (10) lastfrei erfolgt und/oder die Verstellung des Walzspaltes mittels der hydraulischen Anstelleinheit (20) unter Last erfolgt.
Verstellverfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Walzspaltes mittels der mechanischen Anstelleinheit (10) unter Last erfolgt.
Verstellverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebeteil, wie eine Spindel (11), der mechanischen Anstelleinheit mittels eines Drehantriebs (12) und/oder Elektroantriebs (13) gedreht wird.
Verstellverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (12) bzw. der Elektroantrieb (13) und/oder ein zugehöriges Getriebeteil, wie ein Zahnrad (16), hinsichtlich etwaiger Kräfte, die von der Walze (80) in Richtung des Walzgerüsts (4) gerichtet sind, entkoppelt sind.
Verstellverfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (12) ein Schneckengetriebe ist.
Verstellverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (12) und/oder Elektroantrieb (13) das Getriebeteil, wie die Spindel (11), von außerhalb des Walzgerüstes (4) antreibt und/oder dreht.
Verstellverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Getriebeteils, wie der der Spindel (11), und/oder der Walzspalt, insbesondere unter Last, gemessen werden.
Verstellverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Anstelleinheit (20) mittels eines Kolbens (22) und eines Zylinders (21) den Walzspalt verstellt.
Verstellverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verstellen des Walzspaltes der Kolben (22) und/oder Zylinder (21) der hydraulischen Anstelleinheit (20) koaxial zu der Spindel (11) der mechanischen Anstelleinheit (10) verfahren.
Verstellverfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) und/oder der Zylinder (21) das Getriebeteil, wie die Spindel (11), umschließen.