DE112009001393B4 - Rolling machine for forming metallic and / or iron-containing workpieces and method for changing the rollers or the rolling tools of the rolling machine - Google Patents
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Abstract
Walzmaschine zum Umformen, insbesondere Warmumformen, von metallischen und/oder eisenhaltigen Werkstücken, umfassend a) ein Maschinengestell (60), b) wenigstens zwei Walze-Lager-Einheiten (62, 63), die jeweils eine Walze (2, 3), an der vorzugsweise wenigstens ein Werkzeug (72, 73) vorgesehen ist, und zwei an gegenüberliegenden Seiten der Walze angeordnete Drehlager (12, 13; 22, 23), in denen die Walze (2, 3) um eine zugehörige Drehachse (A, B) drehbar gelagert ist, umfassen, c) wobei zwischen den wenigstens zwei Walzen oder den Werkzeugen (72, 73) von wenigstens zwei Walzen (2, 3) ein Werkstück umformbar ist, d) wobei die beiden Drehlager (12, 13; 22, 23) jeder Walze-Lager-Einheit (62, 63) mit dem Maschinengestell (60) mittels einer lösbaren Verbindung (41 bis 46) verbunden sind, e) und wobei jede Walze-Lager-Einheit (62, 63) nach Lösen der lösbaren Verbindungen (41 bis 46) zwischen ihren beiden Drehlagern (12, 13; 22, 23) und dem Maschinengestell (60) von dem Maschinengestell (60) abnehmbar ist, wobei die Drehlager (12, 13; 22, 23) fest mit der Walze (2, 3) verbunden bleiben.Rolling machine for forming, in particular hot forming, of metallic and / or iron-containing workpieces, comprising a) a machine frame (60), b) at least two roller bearing units (62, 63), each having a roller (2, 3) preferably at least one tool (72, 73) is provided, and two pivot bearings (12, 13; 22, 23) arranged on opposite sides of the roller, in which the roller (2, 3) about an associated axis of rotation (A, B) is rotatably mounted, c) wherein between the at least two rollers or the tools (72, 73) of at least two rollers (2, 3) a workpiece is deformable, d) wherein the two pivot bearings (12, 13, 22, 23 ) each roller bearing unit (62, 63) are connected to the machine frame (60) by means of a releasable connection (41 to 46), e) and wherein each roller bearing unit (62, 63) after release of the detachable connections (41 to 46) between their two pivot bearings (12, 13, 22, 23) and the machine frame (60) of the machine frame ( 60) is removable, wherein the pivot bearing (12, 13; 22, 23) remain firmly connected to the roller (2, 3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Walzmaschine zum Umformen von metallischen und/oder eisenhaltigen Werkstücken und ein Verfahren zum Wechseln der Walzen oder der Walzenwerkzeuge der Walzmaschine.The invention relates to a rolling machine for forming metallic and / or iron-containing workpieces and a method for changing the rollers or the rolling tools of the rolling machine.
Zum Umformen von metallischen und/oder eisenhaltigen Werkstücken aus einer Ausgangsform in eine gewünschte Zwischenform (Halbzeug, Vorformen) oder Endform (Fertigprodukt, Fertigformen) sind neben vielen anderen Verfahren auch Walzverfahren bekannt, die zu den Druckumformverfahren gezählt werden. Beim Walzen wird das Werkstück (Walzgut) zwischen zwei rotierenden Walzen angeordnet und durch Ausüben eines Umformdrucks durch die rotierenden Walzen in seiner Form verändert. Beim Profilwalzverfahren sind Werkzeugprofile am Umfang der Walzen angeordnet, die die Erzeugung entsprechender Profile im Werkstück ermöglichen. Beim Flachwalzen wirken zylindrischen oder kegelige Werkzeuge der Walzen auf das Werkstück.For forming metallic and / or iron-containing workpieces from a starting shape into a desired intermediate form (semi-finished, preforming) or final form (finished product, finished molds), there are also known, among many other processes, rolling processes which are counted among the pressure forming processes. During rolling, the workpiece (rolling stock) is placed between two rotating rolls and changed in shape by exerting a forming pressure by the rotating rolls. When profile rolling process tool profiles are arranged on the circumference of the rollers, which allow the production of corresponding profiles in the workpiece. When flat rolling cylindrical or tapered tools of the rollers act on the workpiece.
Beim sogenannten Längswalzen wird das Werkstück senkrecht zu den Drehachsen der Walzen und meist ohne Drehung durch den Zwischenraum zwischen den Walzen (Walzenspalt) bewegt. Beim Querwalzen dreht sich das Werkstück nur um seine eigene Achse. Bei Kombination beider Bewegungsarten beim Längswalzen und beim Querwalzen spricht man von Schrägwalzen.During so-called longitudinal rolling, the workpiece is moved perpendicular to the axes of rotation of the rolls and usually without rotation through the gap between the rolls (nip). During cross rolling, the workpiece only rotates about its own axis. When combining both types of movement during longitudinal rolling and cross rolling, one speaks of inclined rolls.
Profilquerwalzmaschinen, bei denen zwei Walzen mit am Außenumfang angeordneten keilförmigen Profilwerkzeugen um zueinander parallele Drehachsen gleichsinnig rotieren, bezeichnet man mitunter auch als Querkeilwalzen. Die Werkzeuge weisen dabei eine keilförmige oder im Querschnitt dreieckförmige Geometrie auf und können entlang des Umfangs in ihrer axialen Abmessung in einer Richtung zunehmen und/oder schräg zur Drehachse der Walzen verlaufen. Diese Querkeilwalzen erlauben ein vielfältiges Umformen von Werkstücken in hoher Präzision oder Maßgenauigkeit. Die keilförmigen Werkzeuge können umlaufende Nuten und andere Verjüngungen in dem rotierenden Werkstück erzeugen. Durch eine schräge Anordnung der Werkzeugkeile können beispielsweise axial zur Drehachse sich ändernde Strukturen und Verjüngungen im Werkstück erzeugt werden.Profile transverse rolling machines, in which two rollers with wedge-shaped profile tools arranged on the outer circumference rotate in the same direction about axes of rotation parallel to one another, are sometimes referred to as transverse wedge rolling. The tools have a wedge-shaped or triangular in cross-section geometry and can increase along the circumference in its axial dimension in one direction and / or extend obliquely to the axis of rotation of the rollers. These cross wedge rollers allow a variety of forming workpieces in high precision or dimensional accuracy. The wedge-shaped tools can create circumferential grooves and other tapers in the rotating workpiece. By an oblique arrangement of the tool wedges, for example, axially to the axis of rotation changing structures and tapers in the workpiece can be generated.
Zum Wechseln oder Rüsten der Werkzeuge an den Walzen kann man die Werkzeuge durch Segmentierung so ausführen, dass die einzelnen Werkzeugsegmente unter schrittweiser Drehung der Walze abgenommen werden können und die neuen Werkzeugsegmente entsprechend angebracht werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Walze nicht demontiert werden muss, allerdings den Nachteil, dass die Werkzeuge speziell ausgestaltet sein müssen und an der Walzmaschine häufig nur wenig Platz für die Werkzeugwechselarbeiten zur Verfügung steht und die Werkzeuge an der Walze nicht immer leicht zugänglich sind. Aus
Häufiger werden zum Rüsten oder Wechseln der Werkzeuge die Walzen mit den Werkzeugen aus ihren Haltelagern demontiert und dann die Werkzeuge an der demontierten Walze an einem von der Walzmaschine entfernten Werkzeugwechselplatz gewechselt und dann die Walze mit den neuen Werkzeugen wieder in den Haltelagern montiert. Dies hat den Vorteil, dass die Werkzeuge und die Walze an dem Werkzeugswechselplatz mit ausreichend Raum gut zugänglich sind und keine speziellen segmentierten Werkzeuge erforderlich sind. Solche Walzmaschinen mit demontierbaren Walzen sind beispielsweise aus
Aus der
Die
Die
Die Erfindung beruht nun auf der neuen Überlegung, Walze-Lager-Einheiten aus jeweils einer Walze und zwei Drehlagern an gegenüberliegenden Seiten der Walze als bauliche Einheiten zu bilden, so dass diese Walze-Lager-Einheiten vom Maschinengestell demontierbar oder montierbar sind. Mit anderen Worten, zum Demontieren einer Walze wird die Walze zusammen mit den zugehörigen beiden Drehlagern vom Maschinengestell abgenommen oder demontiert. Bei der Demontage einer Walze-Lager-Einheit werden also lösbare Verbindungen der beiden Drehlager mit dem Maschinengestell gelöst, die Drehlager bleiben jedoch fest mit der Walze verbunden und werden gemeinsam mit der Walze vom Maschinengestell abgenommen.The invention is now based on the new consideration, roller-bearing units of one roller and two pivot bearings to form opposite sides of the roller as structural units, so that these roller-bearing units can be disassembled or assembled from the machine frame. In other words, for disassembling a roller, the roller is removed or disassembled together with the associated two pivot bearings from the machine frame. When disassembling a roller bearing unit so releasable connections of the two pivot bearings are solved with the machine frame, but the pivot bearings remain firmly connected to the roller and are removed together with the roller from the machine frame.
Eine Walzmaschine gemäß der Erfindung ist zum Umformen, insbesondere Warmumformen, von metallischen und/oder eisenhaltigen Werkstücken geeignet und bestimmt und umfasst
- a) ein Maschinengestell
- b) wenigstens zwei Walze-Lager-Einheiten, die jeweils eine Walze mit jeweils wenigstens einem Werkzeug und zwei an gegenüberliegenden Seiten (Stirnseiten) der Walze angeordnete Drehlager, in denen die Walze drehbar gelagert ist, umfassen,
- c) wobei zwischen Werkzeugen von wenigstens zwei der Walzen ein Werkstück umformbar ist,
- d) wobei die beiden Drehlager mit dem Maschinengestell mittels einer lösbaren Verbindung verbunden sind,
- e) und wobei jede Walze-Lager-Einheit nach Lösen der lösbaren Verbindungen zwischen ihren beiden Drehlagern und dem Maschinengestell von dem Maschinengestell abnehmbar ist, wobei die Drehlager fest mit der Walze verbunden bleiben.
- a) a machine frame
- b) at least two roller bearing units, each comprising a roller with at least one tool and two on opposite sides (front sides) of the roller arranged pivot bearing in which the roller is rotatably mounted,
- c) wherein a workpiece is deformable between tools of at least two of the rollers,
- d) wherein the two pivot bearings are connected to the machine frame by means of a detachable connection,
- e) and wherein each roller-bearing unit is detachable after releasing the detachable connections between its two pivot bearings and the machine frame of the machine frame, wherein the pivot bearings remain firmly connected to the roller.
Unter dem Merkmal der Abnehmbarkeit der Walze-Drehlager-Einheit „nach” Lösen der lösbaren Verbindung zwischen ihren Drehlagern und dem Maschinengestell ist zu verstehen, dass das Lösen dieser lösbaren Verbindung zwischen den Drehlagern und dem Maschinengestell notwendig ist oder zuvor erfolgen muss, bevor die Einheit abgenommen werden kann, jedoch unter Umständen nicht hinreichend ist, weil gegebenenfalls noch wenigstens eine weitere lösbare Verbindung der Walze-Drehlager-Einheit zuvor gelöst werden muss, bevor die Einheit endgültig vom Maschinengestell abnehmbar ist.By the feature of the removability of the roller-bearing unit "after" releasing the releasable connection between its pivot bearings and the machine frame is to be understood that the release of this releasable connection between the pivot bearings and the machine frame is necessary or must be done before the unit can be removed, but may not be sufficient, because if necessary, at least one other releasable connection of the roller-pivot bearing unit must be solved before the unit is finally removable from the machine frame.
Hier kommt als weitere lösbare Verbindung in erster Linie eine lösbare Verbindung zwischen der Walze (oder einer Drehwelle der Walze) und einem am Maschinengestell befestigten Drehantrieb zum Drehen der Walze in Betracht, wenn der Drehantrieb bei der Demontage der Walze-Lager-Einheit an dem Maschinengestell verbleiben soll. Wenn aber der Drehantrieb mit der Walze-Lager-Einheit mit vom Maschinengestell abgenommen werden soll, muss keine lösbare Verbindung zwischen dem Drehantrieb und der Walze vorgesehen sein, jedoch eine lösbare Verbindung zwischen dem Drehantrieb und dem Maschinengestell, die dann gelöst werden muss, damit die Walze-Lager-Einheit zusammen mit dem Drehantrieb abgenommen werden kann. Das Gleiche gilt, wenn nur ein Teil des Drehantriebs, zum Beispiel eine Kupplung, mit der Walze-Lager-Einheit mit abgenommen werden soll. Dann ist vorzugsweise eine lösbare Verbindung zwischen diesem mitzunehmenden Teil und den am Maschinengestell verbleibenden Teilen des Drehantriebs vorgesehen. Es kann also die lösbare Schnittstelle oder Verbindung im über den Antrieb verlaufenden Verbindungs- oder Kraftflussweg zwischen der Walze-Lager-Einheit und dem Maschinengestell an verschiedenen Positionen gewählt werden.Here comes as another releasable connection primarily a releasable connection between the roller (or a rotating shaft of the roller) and a fixed to the machine frame rotary drive for rotating the roller into consideration when the rotary drive during disassembly of the roller-bearing unit to the machine frame should remain. But if the rotary drive with the roller-bearing unit to be removed from the machine frame, no releasable connection between the rotary drive and the roller must be provided, but a detachable connection between the rotary drive and the machine frame, which must then be solved so that Roller bearing unit can be removed together with the rotary actuator. The same applies if only a part of the rotary drive, for example a clutch, with the roller-bearing unit to be removed with. Then preferably a releasable connection between this male part and the machine frame remaining parts of the rotary drive is provided. Thus, the detachable interface or connection can be selected at different positions in the drive or flow path between the roller-bearing unit and the machine frame.
Insbesondere kann jede Walze-Lager-Einheit wenigstens eine Drehwelle der Walze umfassen, wobei die Drehwelle mit dem Drehantrieb über eine lösbare Verbindung verbunden ist. Wenn jeder Walze ein Drehantrieb zugeordnet ist, der einen Antriebsmotor und eine Kupplung und insbesondere auch ein zwischen Antriebsmotor und Kupplung angeordnetes Getriebe umfasst, kann die Drehwelle der Walze insbesondere mit der Kupplung des zugehörigen Drehantriebs über eine lösbare Verbindung verbunden sein.In particular, each roller bearing unit may comprise at least one rotary shaft of the roller, wherein the rotary shaft is connected to the rotary drive via a detachable connection. If each roller is associated with a rotary drive which comprises a drive motor and a clutch and in particular also a transmission arranged between the drive motor and the clutch, the rotary shaft of the roller can in particular be connected to the clutch of the associated rotary drive via a detachable connection.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die oder jede Kupplung einen Kupplungsansatz und ein Kupplungsanschlussteil, das an dem Kupplungsansatz lösbar befestigt ist, auf. Die Drehwelle ist nun zwischen dem Kupplungsansatz und dem Kupplungsanschlussteil drehgekoppelt mit diesen oder drehfest festlegbar oder festgelegt ist. Dabei ist bevorzugt die Drehwelle im festgelegten Zustand an der äußeren Mantelfläche von dem Kupplungsansatz und dem Kupplungsanschlussteil umschlossen oder formschlüssig begrenzt, wobei insbesondere die Innenflächen von dem Kupplungsansatz und dem Kupplungsanschlussteil eine an eine zylindrische Mantelfläche der Drehwelle angepasste zylindrische Form aufweisen und/oder in Form von zylindrischen Halbschalen ausgebildet sind. Ferner ist vorzugsweise die Drehwelle an dem Kupplungsansatz oder auch dem Kupplungsanschlussteil mittels einer formschlüssigen Verbindung drehgekoppelt oder drehfest festlegbar oder festgelegt. Als formschlüssige Verbindung kann insbesondere ein an der Drehwelle, insbesondere lösbar befestigter, Vorsprung und eine korrespondierende, vorzugsweise parallel zur Drehachse verlaufende Nut in dem Kupplungsansatz oder dem Kupplungsanschlussteil zum Eingriff des Vorsprungs vorgesehen sein.In an expedient embodiment, the or each coupling has a coupling lug and a coupling fitting releasably attached to the coupling lug. The rotary shaft is now rotationally coupled between the coupling approach and the coupling connection part with these or rotatably fixed or fixed. In this case, the rotational shaft in the fixed state on the outer lateral surface of the coupling approach and the coupling connection part is preferably enclosed or positively limited, wherein in particular the inner surfaces of the coupling approach and the coupling connection part have a cylindrical shape adapted to a cylindrical lateral surface of the rotary shaft and / or in the form of cylindrical shells are formed. Further, the rotary shaft is preferably rotationally fixed or fixed to the coupling approach or the coupling connection part by means of a positive connection or rotatably fixed. As a positive connection can in particular be provided on the rotary shaft, in particular releasably secured, projection and a corresponding, preferably parallel to the axis of rotation extending groove in the coupling approach or the coupling connection part for engagement of the projection.
In einer Ausführungsform der Walzmaschine sind die beiden Walze-Lager-Einheiten auf der Oberseite des Maschinengestells und/oder horizontal nebeneinander oder mit im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegenden Drehachsen montiert, was eine gute Zugänglichkeit gewährleistet.In one embodiment of the rolling machine, the two roller-bearing units are on the top of the machine frame and / or horizontally next to each other or with substantially in one mounted horizontal plane lying rotary axes, which ensures good accessibility.
Das Maschinengestell umfasst in einer Ausführungsform zwei parallel zueinander verlaufende Längsträger und drei quer zu den Längsträgern verlaufende Querträger, wobei auf einem ersten und einem benachbarten zweiten Querträger jeweils zwei Lagerböcke (oder Träger für die Lager) angeordnet sind, auf denen jeweils eines der Drehlager lösbar befestigt ist und/oder wobei auf dem dritten Querträger wenigstens eine Komponente des oder der Drehantriebe angeordnet und/oder befestigt ist, insbesondere jeweils das oder ein Getriebe und/oder der oder ein Antriebsmotor und/oder die oder eine Kupplung.The machine frame comprises in one embodiment two mutually parallel side members and three transverse to the longitudinal members cross member, wherein on a first and an adjacent second cross member each two bearing blocks (or support for the bearings) are arranged, on each of which one of the pivot bearing releasably secured is and / or arranged on the third cross member at least one component of the one or more rotary drives and / or fixed, in particular in each case the or a transmission and / or the or a drive motor and / or the or a clutch.
Ferner kann zwischen den Walze-Lager-Einheiten im montierten Zustand eine Werkstück-Zentriereinrichtung angeordnet sein, die insbesondere über zwei, insbesondere zwischen zwei Lagerböcken angeordneten Halterungen auf dem ersten und dem zweiten Querträger befestigt ist.Furthermore, a workpiece centering device can be arranged between the roller bearing units in the mounted state, which is fastened in particular via two holders, in particular arranged between two bearing brackets, on the first and the second cross members.
Wenigstens eine lösbare Verbindung umfasst vorzugsweise Schrauben oder Schraubverbindungen oder hydraulische, pneumatische oder auch elektromagnetisch betätigte Verbindungsmittel.At least one detachable connection preferably comprises screws or screw connections or hydraulic, pneumatic or also electromagnetically actuated connection means.
Ein Verfahren zum Wechseln der Werkzeuge wenigstens einer Walze oder wenigstens einer Walze-Lager-Einheit einer Walzmaschine gemäß der Erfindung umfasst die Verfahrensschritte:
- a) Lösen der die lösbaren Verbindung(en) wenigstens einer Walze-Lager-Einheit,
- b) Abnehmen oder Demontieren der Walze-Lager-Einheit gemeinsam mit den Drehlagern von dem Maschinengestell und Wechseln des wenigstens einen Walzenwerkzeugs,
- c) Aufbringen oder Montieren der Walze-Lager-Einheit mit gewechseltem Walzenwerkzeug oder einer neuen oder anderen Walze-Lager-Einheit auf oder in das Maschinengestell und Wiederherstellen der lösbaren Verbindung(en) der wenigstens einen Walze-Lager-Einheit
- a) releasing the detachable connection (s) of at least one roller bearing unit,
- b) removing or disassembling the roller bearing unit together with the pivot bearings from the machine frame and changing the at least one roller tool,
- c) applying or mounting the roller bearing unit with a changed roller tool or a new or different roller bearing unit on or in the machine frame and restoring the detachable connection (s) of the at least one roller bearing unit
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in derenThe invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. Reference is also made to the drawings, in whose
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den
are each shown schematically. Corresponding parts and sizes are in the
Auf zwei parallel zueinander verlaufenden Längsträgern
Auf den beiden vorderen Querträgern
Anstelle einer durchgehenden Drehwelle
Die auf den jeweiligen Walzen befindlichen Werkzeuge sind mit
Die Drehlager
Die Drehlager
Die Längsträger
Im Anschluss an die auf dem Querträger
Die Drehwelle
An den von den Querträgern
Durch Lösen der Schrauben
Sobald neue Werkzeuge
Ganz analog kann auch die zweite, die Walze
Die Walze-Lager-Einheiten
Da die Drehlager
Die Drehachsen A und B sind im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zueinander angeordnet und liegen im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene. Mit anderen Worten, die Walze-Lager-Einheiten
Im montierten Zustand beider Walze-Lager-Einheiten
Die Werkstücke werden während des Schmiedens oder Walzens über eine Werkstück-Transporteinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2, 32, 3
- Walzeroller
- 4, 54, 5
- Kupplungclutch
- 6, 76, 7
- Getriebetransmission
- 8, 98, 9
- Antriebsmotordrive motor
- 1010
- Querträgercrossbeam
- 1111
- Lagerbockbearing block
- 12, 1312, 13
- Drehlagerpivot bearing
- 1414
- Lagerbockbearing block
- 15, 1615, 16
- Drehwellerotary shaft
- 2020
- Querträgercrossbeam
- 2121
- Lagerbockbearing block
- 22, 2322, 23
- Drehlagerpivot bearing
- 2424
- Lagerbockbearing block
- 3030
- Querträgercrossbeam
- 32, 3332, 33
- KupplungsanschlussteilCoupling connector
- 3434
- Kupplungsansatzcoupling approach
- 3535
- Vorsprunghead Start
- 3636
- Nutgroove
- 4040
- Längsträgerlongitudinal beams
- 41 bis 4641 to 46
- Schraubenscrew
- 47, 4847, 48
- Öseneyelets
- 5050
- Längsträgerlongitudinal beams
- 5151
- Werkstück-TransporteinrichtungWorkpiece transport device
- 5252
- Werkstück-ZentriereinrichtungWorkpiece centering device
- 53, 5453, 54
- Halterungbracket
- 5555
- Öffnungopening
- 57, 5857, 58
- Öseneyelets
- 6060
- Maschinengestellmachine frame
- 62, 6362, 63
- Walze-Lager-EinheitRoller-bearing unit
- 6464
- Wälzlagerroller bearing
- 72, 7372, 73
- WerkzeugTool
- A, BA, B
- Drehachseaxis of rotation
Claims (17)
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-
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