DE1188544B - Four-roll ring rolling mill with automatically adjustable axial rolls - Google Patents
Four-roll ring rolling mill with automatically adjustable axial rollsInfo
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Description
Vierwalzen-Ringwalzwerk mit selbsttätig nachstellbaren Axialwalzen Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk mit einem die beiden gekrümmten Ringflächen bearbeitenden Walzenpaar und einem die Ringstirnflächen bearbeitenden Kegelwalzenpaar.Four-roller ring rolling mill with automatically adjustable axial rollers The invention relates to a ring rolling mill with one of the two curved ring surfaces machining pair of rollers and a pair of tapered rollers machining the ring end faces.
Derartige Vierwalzen-Ringwalzwerke dienen dazu, unter einer Presse oder einem Hammer aus Blöcken durch Stauchen, Lochen und eventuellen Vorweiten hergestellte Ringrohlinge durch radiales Aufweiten zu Ringen mit rechteckigem oder auch profiliertem Querschnitt auszuwalzen. Hierbei wird die radiale Aufweitung des Ringes durch ein die beiden gekrümmten Ringflächen bearbeitendes kadialwalzenpaar bewirkt, von dem die sogenannte Tellerwalze angetrieben und der sogenannte Walzdorn zur Ausübung der Walzkraft gegen die Tellerwalze verschiebbar ist. Die auf die Ringstirnfiächen wirkenden Axialwalzen dienen dazu, den Ring in der Höhe, d. h. in axialer Richtung, zu kalibrieren und die beim Walzenprozeß auftretende Einschnürung der Ringstirnflächen zu beseitigen. Der Ringrohling muß hierbei also unter der Presse etwa bis auf die Höhe des fertigen Ringes niedergestaucht werden, was einen entsprechend langwierigen Arbeitsgang auf der Presse und eine hierfür ausreichende Pressenkapazität erfordert. Um die Wirtschaftlichkeit der Ringfertigung durch Verringerung der auf der Presse zu leistenden Arbeit zu erhöhen, wurde immer wieder versucht, durch die Axialwalzen des Ringwalzwerkes auch eine wesentliche Verringerung der axialen Ringhöhe, also eine starke axiale Abwalzung, zu erreichen. Diese Versuche hatten jedoch nur unter bestimmten Voraussetzungen einen gewissen Erfolg. Das liegt daran, daß die Differenz zwischen Ringaußendurchmesser und Ringinnendurchmesser mit den entsprechend unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten einen so starken Schlupf an den Axialwalzen ergibt, daß die Ausübung einer erheblichen Walzkraft mit diesen Walzen wirtschaftlich einerseits im Hinblick auf Antriebsleistung und Walzenverschleiß, andererseits mit Rücksicht auf die erheblichen, den Ring zu einem unrunden Gebilde verformenden Reibungskräfte normalerweise nicht möglich ist.Such four-roll ring rolling mills are used under a press or a hammer made from blocks by upsetting, punching and possibly pre-widening Ring blanks by radial expansion to form rings with rectangular or profiled rings Roll out cross-section. This is the radial expansion of the ring by a causes the two curved annular surfaces machining cadial roller pair of which the so-called plate roller is driven and the so-called rolling mandrel to exercise the rolling force is displaceable against the cup roller. The ones on the ring front surfaces acting axial rollers serve to raise the ring in height, d. H. in the axial direction, to calibrate and the constriction of the ring end faces that occurs during the rolling process to eliminate. The ring blank must here so under the press about up to the Height of the finished ring are compressed, which is a correspondingly lengthy process Requires an operation on the press and sufficient press capacity for this. To increase the profitability of ring production by reducing the on the press To increase the work to be done, attempts were made again and again by the axial rollers of the ring rolling mill also a significant reduction in the axial ring height, so strong axial rolling. However, these attempts had only under certain conditions a certain success. That's because the difference between ring outer diameter and ring inner diameter with the correspondingly different Circumferential speeds result in such a strong slip on the axial rollers that the exercise of a considerable rolling force with these rolls economically on the one hand with regard to drive power and roller wear, on the other hand with consideration on the considerable frictional forces that deform the ring into an out-of-round structure normally not possible.
Man mußte sich daher beim Versuch axialer Abwalzung entweder auf Ringe geringer Wanddicke und auf eine geringe Axialwalzkraft beschränken, oder man konnte sehr formsteife Ringe mit sehr hoher Antriebsleistung walzen, wobei Ringe und Antriebsmotoren mit den nachteiligen Auswirkungen des starken Walzenschlupfes fertig werden mußten und man den hohen Walzenverschleiß notgedrungen in Kauf nahm. In der Praxis wurde eine axiale Mitverwalzung geringen Umfanges durch die Axialwalzung geringen Umfanges durch die Axialwalzen nur bei sogenannten Vorwalzwerken angewendet. Derartige Vorwalzwerke dienen dazu, den gelochten Rohling in seinem Durchmesser so weit zu vergrößern, daß er auf einem Fertigwalzwerk mit einem entsprechend dickeren Walzdorn zu Ende gewalzt werden kann. Bei diesen Vorwalzwerken ist keine hohe Präzision in bezug auf die Maßgenauigkeit des vorgewalzten Ringes erforderlich. Außerdem wird der Rohling nur so weit aufgewalzt, daß der Ring am Ende der Vorwalzung noch eine erhebliche radiale Dicke und damit Formfestigkeit besitzt.One therefore had to rely either on rings when attempting axial rolling limited wall thickness and to a low axial rolling force, or you could Roll very dimensionally stable rings with a very high drive power, with rings and drive motors had to cope with the adverse effects of severe roll slip and the high roller wear was inevitably accepted. In practice it was Axial rolling of a small size by axial rolling of a small size due to the axial rollers only used in so-called roughing mills. Such roughing mills serve to enlarge the diameter of the perforated blank so much that that it ends on a finishing mill with a correspondingly thicker mandrel can be rolled. In these roughing mills, high precision is not related required on the dimensional accuracy of the pre-rolled ring. Also, the blank only rolled so far that the ring still has a considerable amount at the end of the roughing radial thickness and thus dimensional stability.
Es ist bei Ringwalzwerken mit zylindrischen Axialwalzen bekanntgeworden, das die Axialwalzen tragende Walzgerüst in Abhängigkeit von einem die Ringaußenfläche abtastenden Taster selbsttätig entsprechend der Durchmesservergrößerung des Ringes während des Walzprozesses zu verschieben. Diese selbsttätigen Steuerungen haben die Aufgabe, die zylindrischen Axialwalzen während des Walzprozesses in Verbindung mit den Ringstirnflächen zu halten. Eine Verbesserung der Schlupfverhältnisse können sie, da zylindrische Axialwalzen verwendet werden, nicht bewirken. Diese Walzwerke lassen sich daher nur mit den obenerwähnten Einschränkungen verwenden. Die wirtschaftliche Bearbeitung universeller Walzprogramme, bei denen Ringrohlinge bei gleichzeitiger erheblicher Doppelverwalzung in radialer und axialer Richtung in einem Arbeitsgang bis zu den Endabmessungen mit engen Toleranzen ausgewalzt werden sollen, ist mit derartigen Walzwerken nicht möglich.It has become known in ring rolling mills with cylindrical axial rollers, the roll stand carrying the axial rolls as a function of one of the outer ring surfaces scanning button automatically according to the diameter enlargement of the ring to move during the rolling process. These have automatic controls the task of connecting the cylindrical axial rollers during the rolling process to hold with the ring faces. An improvement in the slip conditions can they do not work because cylindrical axial rollers are used. These rolling mills can therefore only be used with the restrictions mentioned above. The economic Processing of universal rolling programs in which ring blanks with simultaneous considerable double rolling in the radial and axial direction in one operation to be rolled out to the final dimensions with tight tolerances is with such rolling mills not possible.
Zur Verringerung des Walzenschlupfes ist es bekannt, kegelige Axialwalzen zu verwenden, doch ließen sich erhebliche axiale Abwalzungen mit derartigen Walzwerken bisher ebenfalls nicht bewirken. Bei einer bekannten Konstruktion wirken kegelige Axialwalzen in der gleichen Ebene wie die Radialwalzen auf den Werkstückquerschnitt ein. Dieses Walzwerk bewirkt also einen Walzprozeß im geschlossenen Kaliber, wobei eine axiale Abwalzung des Ringes weder nötig noch möglich ist.In order to reduce roll slip, it is known to use conical axial rolls to use, but could be considerable axial rolling with such Rolling mills so far not effect either. In a known construction, tapered ones act Axial rolling in the same plane as the radial rolling on the workpiece cross-section a. This rolling mill thus effects a rolling process in the closed caliber, with an axial rolling of the ring is neither necessary nor possible.
Bei einem bekannten Walzwerk für Radfelgen wurden zwei konische Führungsrollen vorgesehen. Diese sind am Verformungsvorgang nicht beteiligt und dementsprechend weder antreibbar noch zustellbar. Sie haben lediglich führende Funktion.In a known rolling mill for wheel rims, two conical guide rollers were used intended. These are not involved in the deformation process and accordingly neither drivable nor deliverable. They only have a leading role.
Zum Stande der Technik gehört ferner ein Ringwalzwerk mit vier kegeligen Axialwalzen. Diese dienen dazu, beim Walzen sehr niedriger Ringe Verwerfungen der Ringstirnflächen durch Ausübung entsprechender Biegemomente zu vermeiden.The state of the art also includes a ring rolling mill with four conical ones Axial rolling. These are used to warp the rings when rolling very low Avoid ring end faces by applying appropriate bending moments.
Es ist eine weitere Konstruktion eines Ringwalzwerkes mit vier kegeligen Axialwalzen bekanntgeworden, bei welcher zwischen den Radialwalzen und zwei der kegeligen Axialwalzen eine Verwalzung des Ringes im geschlossenen Kaliber stattfindet, während die beiden anderen kegeligen Axialwalzen zur Beseitigung des an der Walzdornseite des Kalibers bildenden Grates dienen.It is another construction of a ring rolling mill with four conical ones Axial rolling became known, in which between the radial rollers and two of the conical axial rollers, the ring is rolled in a closed caliber, while the other two conical axial rollers to eliminate the on the roll mandrel side of the caliber forming ridge.
Bei einem anderen bekannten Ringwalzwerk, bei dem die radiale Verwalzung nicht durch Zustellung eines Walzdornes gegen eine Tellerwalze bewirkt wird, sondern durch die axiale Verschiebung eines konischen Walzdornes, welcher mit mehreren konzentrisch zu ihm angeordneten Radialwalzen zusammenarbeitet, sind mehrere kegelige Axialwalzen vorgesehen. Diese stützen den Ring gegen die axiale Verschiebung des Walzdornes ab, bewirken den Antrieb des Ringes und dienen außerdem zur Profilierung der einen Ringstirnfläche. Dieses Walzwerk ist wegen seiner Konstruktion nur für verhältnismäßig kleine Ringe und geringe Walzkräfte geeignet.In another known ring rolling mill in which the radial rolling is not brought about by the infeed of a rolling mandrel against a plate roller, but by the axial displacement of a conical rolling mandrel, which is concentric with several cooperating with it arranged radial rollers, are several conical axial rollers intended. These support the ring against the axial displacement of the rolling mandrel from, cause the drive of the ring and also serve to profile the one Ring face. This rolling mill is only for proportionate because of its design small rings and low rolling forces are suitable.
Bei Scheibenwalzwerken ist es üblich, kegelige Axialwalzen zu verwenden, deren Bewegung radial zur Scheibe in Abhängigkeit von der Durchmesservergrößerung gesteuert wird. Walzdorn und Tellerwalze, d. h. das Radialkaliber, fehlen bei solchen Walzwerken, und der gesamte Walzprozeß wird durch die Steuerung der in axialer Richtung einwirkenden Walzen vorgenommen. Die axialen Walzen rufen also die Durchmesservergrößerung der Scheiben unter gleichzeitiger Verringerung der axialen Höhe bzw. Scheibendicke hervor. Die für die Ringfertigung erforderlichen starken Verformungen - im allgemeinen eine Vergrößerung des Durchmessers auf ein Mehrfaches des Ausgangsdurchmessers - können auf diese Art nicht vorgenommen werden.In disc rolling mills, it is common to use tapered axial rollers, their movement radially to the disc as a function of the increase in diameter is controlled. Roller mandrel and cup roller, d. H. the radial caliber are missing from such Rolling mills, and the entire rolling process is controlled by the axial direction acting rollers made. The axial rollers call for the diameter increase of the disks with a simultaneous reduction in the axial height or disk thickness emerged. The large deformations required for ring production - in general an increase in diameter to a multiple of the initial diameter - cannot be done this way.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringwalzwerk zu schaffen, mit dem Ringe verschiedener Abmessungen bei erheblicher walzender Verformung des Werkstückes in radialer und insbesondere in axialer Richtung gewalzt werden können. Die Erfindung ermöglicht die wirtschaftliche Bearbeitung universeller Walzprogramme bei gleichzeitiger erheblicher Verwalzung in axialer und radialer Richtung bei hoher Maßgenauigkeit und Formgüte des gewalzten Ringes. Die praktisch während des ganzen Walzprozesses mögliche und damit sehr erhebliche Reduzierung der axialen Ringhöhe verringert nicht nur die Gesamtbearbeitungszeit durch Abkürzung der Arbeitszeit unter der Presse, sondern sie gestattet außerdem den Einsatz von Rohlingspressen wesentlich geringerer Preßkraft, weil relativ hohe, im Durchmesser kleine Ringrohlinge verwendet werden können. Außerdem ermöglicht es die Erfindung, die Antriebe für die angetriebenen Walzen der Biegewalzenpaare erheblich billiger zu gestalten. Während bisher zum Ausgleich der durch Walzenschlupf und Formfehler der Ringrohlinge hervorgerufenen unkontrollierbaren Verschiebungen der Leistungsverteilung zwischen Radial- und Axialwalzen stark überdimensionierte, normalerweise gekuppelte Antriebe verwendet werden mußten, ist jetzt der Einsatz preisgünstiger und wirtschaftlicher Einzelmotoren für jede angetriebene Walze möglich. Schließlich ermöglichen die zur Erfindung erforderlichen konstruktiven Maßnahmen mit geringem zusätzlichen Aufwand eine weitgehende Automatisierung des gesamten Arbeitsablaufes, so daß durch vereinfachte Bedienung und damit Einsparung von Personalkosten sowie Verringerung der Ausschußgefahr die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert wird.The invention is based on the object of creating a ring rolling mill, with the rings of different dimensions with considerable rolling deformation of the Workpiece can be rolled in the radial and in particular in the axial direction. The invention enables the economical processing of universal rolling programs with simultaneous considerable rolling in the axial and radial directions at high Dimensional accuracy and shape quality of the rolled ring. Practically throughout the whole Rolling process possible and thus very significant reduction in the axial ring height not only reduces the total processing time by shortening the working time under the press, but it also allows the use of blank presses Significantly lower pressing force because of relatively high ring blanks with a small diameter can be used. In addition, the invention enables the drives for to make the driven rollers of the bending roller pairs considerably cheaper. While up to now to compensate for the roll slippage and shape errors of the ring blanks uncontrollable shifts in the power distribution between radial and axial rollers heavily oversized, normally coupled drives had to be used, is now the use of inexpensive and economical individual motors for each driven roller possible. Finally, allow the necessary for the invention constructive measures with little additional effort an extensive automation of the entire workflow, so that through simplified operation and thus savings of personnel costs as well as reducing the risk of rejects the economic viability is further improved.
Dabei liegt der Erfindung die neue Erkenntnis zugrunde, daß es für den kleinstmöglichen Walzenschlupf der Axialwalzen während des gesamten Walzprozesses nicht ausreicht, die Axialwalzen kegelig auszubilden und durch eine Steuerung dafür zu sorgen, daß die Axialwalzen überhaupt in Kontakt mit der Ringstirnfläche bleiben, sondern daß es darüber hinaus erforderlich ist, die Verschiebung der Axialwalzen radial zum Ring so zu steuern, daß die relative Lage der Axialwalzen zum Ringaußendurchmesser während des ganzer. Walzprozesses mit ausreichender Genauigkeit unverändert bleibt.The invention is based on the new knowledge that it is for the smallest possible roll slip of the axial rolls during the entire rolling process is not sufficient to form the axial rollers conical and a control for it to ensure that the axial rollers remain in contact with the ring face at all, but that it is also necessary to shift the axial rollers to be controlled radially to the ring so that the relative position of the axial rollers to the outer diameter of the ring during the whole. The rolling process remains unchanged with sufficient accuracy.
Erreicht wird dies bei einem Ringwalzwerk mit einem die beiden gekrümmten Ringflächen bearbeitenden Walzenpaar und einem die Ringstirnflächen bearbeitenden, in bezug auf den Ring radial verschiebbaren zweiten Walzenpaar, bei dem eine Walze jedes Walzenpaares gegen die andere in ihrem radialen Abstand verstellbar, wenigstens eine Walze jedes Walzenpaares antreibbar und das zweite Walzenpaar selbsttätig in Abhängigkeit von der Vergrößerung des Ringaußendurchmessers als Folge der Auslenkung einer dieser Durchmesser im Bereich des Walzenpaares abtastenden Tastrolle od. dgl. derartig verschiebbar ist, daß es stets auf die Ringstirnfläche einwirkt durch kegelige Walzen des zweiten Walzenpaares und durch den Verschiebeantrieb des Walzenpaares, der im Sinne einer Wiederherstellung der ursprünglichen Relativlage zwischen den kegeligen Walzen und dem Ringaußendurchmesser mittels der Tastrolle od. dgl. steuerbar ist.This is achieved in a ring rolling mill with one of the two curved ones A pair of rollers machining the ring surfaces and a pair of rollers machining the ring end faces, with respect to the ring radially displaceable second pair of rollers, in which a roller each pair of rollers adjustable in their radial distance from the other, at least one roller of each roller pair can be driven and the second roller pair automatically in Dependence on the enlargement of the ring outer diameter as a result of the deflection one of these diameters in the area of the pair of rollers scanning feeler roller or the like. is displaceable in such a way that it always acts on the ring face by conical Rolling of the second pair of rolls and by the displacement drive of the pair of rolls, in the sense of a restoration of the original relative position between the tapered rollers and the outer diameter of the ring by means of the feeler roller or the like. Controllable is.
Obwohl zur Abtastung des Ringaußendurchmessers an sich alle bekannten Abtastmittel. z. B. mechanischer, optischer pneumatischer Art. verwendet werden können, schlägt die Erfindung im Interesse einer einfachen, billigen und betriebssicheren Bauart vor, daß im die radiale Verschiebung des Kegelwalzenpaares bewirkenden Lagergerüst eine in an sich bekannter Weise gegen die Wirkung einer Feder radial bewegbar gelagerte, den Ringaußendurchmesser abtastende Tastrolle od. dgl. zur Auslösung von lageabhängigen, durch die Betätigung von Endschaltern od. dgl. bewirkten Schaltimpulsen ausgebildet ist.Although all known per se for scanning the outer diameter of the ring Scanning means. z. B. mechanical, optical, pneumatic art. Can be used can, proposes the invention in the interest of a simple, cheap and reliable Design before that in the radial displacement of the pair of tapered rollers causing the bearing frame one mounted in a manner known per se so that it can move radially against the action of a spring, the outer diameter of the ring sensing roller or the like to trigger position-dependent, formed by the actuation of limit switches or the like is.
Um einerseits eine genügend feinfühlige, wenig träge radiale Verschiebung des Kegelwalzenpaares zu erzielen, andererseits unerwünschte Pendelungen der Verschiebebewegung zu vermeiden, soll der Ver- Schiebeantrieb für die radiale Verschiebung des Kegelwalzenpaares auf mindestens zwei verschiedene Verschiebegeschwindigkeiten umschaltbar sein. Dazu wird weiter vorgeschlagen, daß durch die radiale Bewegung der Tastrolle nacheinanderfolgend mindestens zwei Schaltimpulse zur Steuerung des Verschiebeantriebs für die radiale Verschiebung des Kegelwalzenpaares auslösbar sind, wobei durch den bei Bewegung der Tastrolle zum Lagergerüst hin ersten Schaltimpuls dieAuswärtsbewegung desKegelwalzenpaares mit der geringeren Geschwindigkeit und durch jeden nachfolgenden Schaltimpuls eine höhere Geschwindigkeit einschaltbar ist. Die Verstellung des gegenseitigen Abstandes der Kegelwalzen im Sinne der Ausübung einer axialen EValzl;_aft würde starken Schlupf der Walzen und damit Cberlastungen des Antriebs od. dgl. zur Folge haben, wenn das Lagergerüst des Kegelwalzeapaares z. B. bei Walzbeginn nicht die richtige Lage in bezug auf den Ringaußendurchmesser hätte. Zur sicheren Vermeidung derartiger Störungen wird vorgeschlagen, daß durch die radiale Bewegung der Tastrolie od. dgl. Endschalter od. dgl. betätigt werden, durch welche Schaltimpulse zur Steuerung des die Verstellung des gegenseitigen Abstandes der Kegelwalzen bewirkenden Antriebs auslösbar sind.On the one hand, a sufficiently sensitive, less sluggish radial displacement to achieve the pair of tapered rollers, on the other hand, undesirable oscillations of the displacement movement to avoid, the Slide drive for radial displacement of the pair of tapered rollers to at least two different displacement speeds be switchable. To this end, it is further proposed that the radial movement the feeler roller successively at least two switching pulses to control the Displacement drive for the radial displacement of the pair of tapered rollers can be triggered by the first switching pulse when the feeler roller moves towards the bearing frame the outward movement of the pair of tapered rollers with the lower speed and A higher speed can be switched on with each subsequent switching pulse is. The adjustment of the mutual distance of the tapered rollers in terms of exercise An axial rotation would result in severe slippage of the rollers and thus overloading of the drive od. The like. If the bearing frame of the cone roller pair z. B. not the correct position with respect to the ring outer diameter at the start of rolling would have. To safely avoid such disturbances, it is proposed that by the radial movement of the Tastrolie or the like limit switch or the like are actuated, by which switching impulses to control the adjustment of the mutual distance the drive causing the tapered rollers can be triggered.
Der technologisch richtige Zeitpunkt für :las Einsetzen der axialen Walzkraft wird dabei dadurch gewährieistet, daß bei Bewegung der Tastrolle zum Lagergerüst hin vor der Impulsgabe für die AuswärtsverschiebUng des Kegelwalzenpaares ein die Verringerung des gegenseitigen Abstandes der Kegelwalzen und damit die Ausübun` einer axialen Walzkraft bewirkender Schaltimpuls auslösbar ist.The technologically right time for: the insertion of the axial Rolling force is guaranteed by the fact that when moving the feeler roller to the bearing frame before the impulse for the outward displacement of the pair of tapered rollers a die Reduction of the mutual distance between the tapered rollers and thus the exercise an axial rolling force causing switching pulse can be triggered.
Um dem Walzwerk einen ?röghchst großen Arbeitsbereich zu sichern, d. h. um auch Ringrohlipge stark unterschiedlicher Durchmesser unter gleich günstigen Bedingungen verwalten zu können, wird weiter vorgeschlagen, daß die Tastrolle od. dgl. gegenüber den die Schaltimpulse bewirkenden Schaltnocken od.dgl. durch Verschiebung des die Tastrolle tragenden Elementes gegenüber dem die Schaltnocken tragenden Element einstellbar und die Antriebsdrehzahl einer der angetriebenen Walzen veränderbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß z. B. bei Ringrohlingen kleiner Durchiresser der vordere, schlankere Teil der mit entsprechend höherer Drehzahl angetriebenen Kegelwalzen auf der Stirnfläche des Ringes aufliegt, so daß auch bei derartigenWerkstücken die Kegelspitzen der Kegelwalzen auf der Achse des Ringrohlings liegen können, was bei Walzbeginn völlig schlupffreies Walzen ergibt. Ohne diese Maßnahmen müßten bei verschiedenen Rinarohlingsdurchniessern Kegelwalzen verschiedener Kegelnei(Tni.@- verwendet werden, was teuer und zeitraubend wäre, oder man müßte bei Ringrohiingsdurchmessern, die nicht genau den gewählten Kegeln entsprechen, die Kegelwalzen zum Walzbeginn so verschieben, daß die Spitzen der Kegelwalzen außerhalb der Rohlings- liegen. Der hieraus folgende Schlupf wäre gerade bei Walzbeginn, wo eine starke axiale Walzkraft technologisch zweckmäßig und wünschenswert ist, sehr nachteilig.In order to ensure the greatest possible working area for the rolling mill, d. H. around also Ringrohlipge very different diameters under equally favorable To manage conditions, it is further proposed that the feeler roller od. Like. Compared to the switching cams causing the switching pulses or the like. by shifting of the element carrying the feeler roller compared to the element carrying the switch cams adjustable and the drive speed of one of the driven rollers can be changed is. This ensures that, for. B. for ring blanks smaller diameter of the front, slimmer part of the tapered rollers driven at a correspondingly higher speed rests on the face of the ring, so that the The conical tips of the conical rollers can lie on the axis of the ring blank, which is the case The start of rolling results in completely slip-free rolling. Without these measures would have to be different Rinar blank diameter tapered rollers of various types (Tni. @ - are used, which would be expensive and time-consuming, or you would have to with ring blanking diameters that do not correspond exactly to the selected cones, the cone rollers at the start of rolling like this move so that the tips of the tapered rollers are outside the blanks. Of the The resulting slip would be precisely at the start of rolling, where there is a strong axial rolling force is technologically expedient and desirable, very disadvantageous.
Um die bei den hohen Antriebsleistungen von Ringwalzwerken sehr teuren Regelmotoren oder stufenlos regelbaren Getriebe zu vermeiden, wird weiter eine durch Rasten od. dgl. fixierte stufenlose Einstellbarkeit der Tastrolle gegenüber den Schaltnocken und ein mit gleicher Stufenzahl versehenes Schaltgetriebe zum Antrieb der angetriebenen Kegelwalzen vorgeschlagen. Weiter wird der Einzelantrieb der angetriebenen Walzen vorgeschlagen, weil die günstige, praktisch schlupffreie Arbeitsweise des Ringwalzwerkes die Voraussetzungen für die Verwendung preisgünstiger, einfacher und hinsichtlich ihrer Leistung genügend definierter Motoren gestattet.To the very expensive with the high drive power of ring rolling mills Avoiding variable speed motors or continuously variable transmissions is another by Detents or the like. Fixed stepless adjustability of the feeler roller with respect to the Switching cams and a gearbox with the same number of stages for the drive proposed the driven tapered rollers. Next, the single drive becomes the driven Rolling proposed because the cheap, practically slip-free operation of the Ring rolling mill the requirements for the use of cheaper, simpler and engines that are sufficiently defined in terms of their performance are permitted.
Die in Abhängigkeit vom Ringaußendurchmesser bewirkte selbsttätige radiale Verschiebung des Kegelwalzenpaares, die praktisch einer selbsttätigen laufenden Messung des Ripgdurchmcsse:s gleichkommt, eröffnet die Möglichkeit, mit geringem zusätzlichem Aufwand auch die radiale Walzkraft selbsttätig in Abhängigkeit vom Ringdurchmesser zu steuern und damit den Walzprozeß unbeeinflußt von der Geschicklichkeit des Bedienungsmannes zu beenden, sobald der gewünschte Durchmesser erreicht ist. Bewirkt wird das bei einem Walzwerk nach der Erfindung durch eine in Abhängigkeit von der Bewegung der Tastrolle zum Abtastet des Rin-außendurchmessers gegenüber dem Lagergerüst für die Kegelwalzen verschiebbare Schaltstange od. dgl. und einen mit ihr zusammenwirkenden, am ortsfesten Walzwerkrahmen einstellbar befestigten Endschalter od. dgl., durch deren Impulsgabe der Walzdruck des die gekrümmten Ringflächen bearbeitenden Walzenpaares aufhebbar bzw. auf einen einstellbaren Wert reduzierbar ist.The automatic one caused depending on the outer diameter of the ring radial displacement of the pair of tapered rollers, which is practically an automatic running Measurement of the Ripgdimcsse: s equals, opens up the possibility of using little additional effort also the radial rolling force automatically depending on the To control ring diameter and thus the rolling process unaffected by skill of the operator as soon as the desired diameter is reached. This is brought about in a rolling mill according to the invention by a function from the movement of the feeler roller to the scanning of the outer diameter of the ring opposite the bearing frame for the tapered rollers or sliding switch rod. Like. And one with it cooperating, attached to the stationary rolling mill frame adjustable Limit switch od. The like. By their impulses the rolling pressure of the curved ring surfaces machining roller pair can be canceled or reduced to an adjustable value is.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 bis 8 schematisch dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht, das Axialwalzgerüst befindet sich in zurückgefahrener Stellung, F i g. 2 eine Draufsicht, F i g. 3 einen Teilabschnitt nach der Schnittlinie A-B der F i g. 2, das Axialwalzgehäuse befindet sich jedoch in vorgefahrener Stellung, F i g. 4 ein Steuerschema der Walzdornverschiebung, F i g. 5 ein Steuerschema der Axialwalzenzustellung, F i g. 6 ein Steuerschema der Axialwalzgerüstverschiebung, F i g. 7 ein Schema des Walzvorganges bei Walzbeginn, F i g. 8 ein Schema des Walzvorganges bei Walzende.An embodiment of the invention is shown in FIGS. 1 to 8 schematically shown, namely shows F i g. 1 is a side view showing the axial roll stand himself in the retracted position, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 a section according to the section line A-B of FIG. 2, but the axial roller housing is in place in advanced position, FIG. 4 is a control scheme of the rolling mandrel displacement, F i g. 5 shows a control scheme for the axial roll feed, FIG. 6 is a control scheme of the Axial roll stand displacement, F i g. 7 a diagram of the rolling process at the start of rolling, F i g. 8 shows a diagram of the rolling process at the end of rolling.
Im Walzwerkrahmen 1 ist die Königswelle 2 mit der Tellerwalze 3 drehbar gelagert und über ein Getriebe 4 durch den Elektromotor 5 antreibbar. Im Bereich der Tellerwalze sind Zentrierrollen 6, 7 an im einzelnen nicht dargestellten Schwenkhebelsystemeii 8, 9 drehbar, welche am Walzenwerkrahmen angeordnet und mit einem geeigneten Antrieb versehen sind. Auf Führungen 10, 11 des WaInverkrahmens 1 ist mit Hilfe eines die Tellerwalze 3 rahinenNr tig umgreifenden Schlittens 12 der Walzdorn 1.3 mit seiner unteren La-erung 14 und dem oberen, rahmenförmigen, mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 15 hochschwenkbaren Gegenhalter 16 radial zur Tellerwalze 3 verschiebbar. Zur Verschiebung dient ein am Schlitten 12 befestigter doppeltwirkender Hydraulikzylinder 17 (F i g. 4), in den ein am Walzenrahmen 1 befestigter Kolben 18 eintaucht. Die rechte Seite des Kolbens 18 ist durch die Bohrung 19, die linke Seite durch die Bohrung 20 mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar. In einer ebenfalls mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Längsbohrung des Kolbens 18 ist der Vorlaufkolben 21 geführt, dessen linkes Ende sich am linken Boden des Hydraulikzylinders 17 abstützt.The vertical shaft 2 with the plate roller 3 is rotatably mounted in the rolling mill frame 1 and can be driven by the electric motor 5 via a gear 4. In the area of the cup roller, centering rollers 6, 7 are rotatable on pivoting lever systems 8, 9, not shown in detail, which are arranged on the roller mill frame and are provided with a suitable drive. On guides 10, 11 of the WaInverkrahmens 1, with the help of a carriage 12 that encompasses the plate roller 3, the rolling mandrel 1.3 with its lower bearing 14 and the upper, frame-shaped counter-holder 16, which can be swiveled upwards with the aid of a hydraulic cylinder 15, can be moved radially to the plate roller 3. A double-acting hydraulic cylinder 17 (FIG. 4) fastened to the slide 12, into which a piston 18 fastened to the roller frame 1 is immersed, is used for displacement. The right side of the piston 18 can be acted upon by pressure fluid through the bore 19, and the left side through the bore 20. The feed piston 21 , the left end of which is supported on the left bottom of the hydraulic cylinder 17, is guided in a longitudinal bore of the piston 18 that can also be acted upon by hydraulic fluid.
Auf der dem Walzdorn 13 in bezug auf die Tellerwalze 3 gegenüberliegenden Seite des Walzwerkrahmens 1 ist das Axialwalzgerüst 22 auf Führungen radial zur Tellerwalze 3 mit Hilfe des am Axialwalzgerüst befestigten Kolbens 23 (F i g. 3) verschiebbar, welcher in den am Walzwerkrahmen 1 befestigten doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 24 taucht. Im Axialwalzgerüst ist die untere Kegelwalze 25 drehbar gelagert und von dem Elektromotor 26 über das mehrstufige Schaltgetriebe 27 antreibbar. Elektromotor 26 und Schaltgetriebe 27 sind so ausgelegt, daß bei der niedrigsten einstellbaren Kegelwalzendrehzahl die Umfangsgeschwindigkeit am größten nutzbaren Durchmesser der Kegelwalze 25 geringfügig, d. h. um etwa 6% größer ist als die der Tellerwalze 3 durch den Elektromotor 5 erteilte Umfangsgeschwindigkeit. Die anderen Stufen des Schaltgetriebes 27 erteilen der Kegelwalze 25 entsprechend höhere Drehzahlen, so daß die erwähnte Umfangsgeschwindigkeit am jeweils um den Stufensprung des Getriebes kleineren Durchmesser der Kegelwalze auftritt.On the rolling mandrel 13 with respect to the plate roller 3 opposite side of the rolling mill frame 1, the Axialwalzgerüst 22 (g F i. 3) on guides radially to the plate cylinder 3 by means of the strap on Axialwalzgerüst piston 23 slidably, which fixed in the rolling mill frame 1 double-acting hydraulic cylinder 24 dives. The lower tapered roller 25 is rotatably mounted in the axial roll stand and can be driven by the electric motor 26 via the multi-stage gearbox 27. Electric motor 26 and gearbox 27 are designed so that at the lowest adjustable conical roller speed, the peripheral speed at the largest usable diameter of the conical roller 25 is slightly, that is, about 6% greater than the peripheral speed given to the plate roller 3 by the electric motor 5. The other stages of the gearbox 27 give the tapered roller 25 correspondingly higher speeds, so that the circumferential speed mentioned occurs at the diameter of the tapered roller which is smaller by the increment of the gearbox.
An senkrechten Führungen 28, 29 des Axialwalzgerüstes 22 ist ein Schlitten 30 verschiebbar, in dem die obere Kegelwalze 31 frei drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert ist. Im Schlitten 30 ist ein axial unverschiebbares Schneckenrad 32 über eine nicht dargestellte Schnecke durch einen Elektromotor 33 drehbar. Ein Muttergewinde des Schneckenrades 32 steht im Eingriff mit einem Bolzengewinde der Kolbenstange 34, deren Kolben 35 in den doppeltwirkenden Zylinder 36 des Axialwalzgerüstes 22 taucht. Die Kegelwalzen 25, 31 sind so angeordnet und gestaltet, daß die Kegelspitzen bei in linker Endstellung befindlichem Axialwalzgerüst 22 auf der Mittellinie 37 (F i g. 7) des kleinsten durch die Kegelwalzen bearbeitbaren Ringinnendurchmessers liegen. Der Ring, den die Figuren in verschiedenen Stadien der Bearbeitung zeigen, ist mit 38 bezeichnet. Die obere Kegelwalze 31 ist gegenüber der unteren Kegelwalze 25 in Richtung der Ringdrehung seitlich versetzt, um das durch die Walzkraft hervorgerufene Moment auszugleichen.On vertical guides 28, 29 of the axial roll stand 22 , a slide 30 is displaceable, in which the upper tapered roller 31 is mounted freely rotatable but axially immovable. In the slide 30 , an axially immovable worm wheel 32 can be rotated by an electric motor 33 via a worm (not shown). A nut thread of the worm wheel 32 is in engagement with a bolt thread of the piston rod 34, the piston 35 of which dips into the double-acting cylinder 36 of the axial rolling stand 22. The tapered rollers 25, 31 are arranged and designed so that the cone tips lie on the center line 37 (FIG. 7) of the smallest inner ring diameter that can be machined by the tapered rollers when the axial roll stand 22 is in the left end position. The ring, which the figures show in various stages of processing, is denoted by 38. The upper tapered roller 31 is laterally offset in relation to the lower tapered roller 25 in the direction of ring rotation in order to compensate for the moment caused by the rolling force.
Im Axialwalzgerüst 22 ist ein Meßschieber 39 (F i g. 6) in der durch die Mittellinien der Tellerwalze 3 und des Walzdorns 13 gehenden Ebene (F i g. 4) waagerecht verschiebbar. Sein den Walzen zugekehrtes flanschartiges Ende stützt eine am Axialwalzgerüst 22 anliegende Druckfeder 40 ab, sein anderes Ende weist Schaltnocken 41, 42, 43 zur Betätigung von elektrischen Endschaltern 44, 45, 46 auf. Am Maßschieber 39 ist die Schaltstange 47 mit der frei drehbaren Tastrolle 48 in Längsrichtung verschiebbar und in verschiedenen Lagen befestigbar. Eine Verzahnung 49 der Schaltstange 47 kämmt mit einem Ritzel 50, welches auf einer im Axialwalzgerüst 22 drehbar gelagerten Welle 51 befestigt ist, deren weiteres Ritzel 52 mit der Verzahnung 53 einer im Axialwalzgerüst 22 verschiebbaren Schaltstange 54 kämmt. Ein Schaltnocken der Schaltstange 54 arbeitet mit dem auf einem Maßstab 55 verschieb- und feststellbaren elektrischen Endschalter 56 zusammen. Die Gestaltung und die Anordnung der Schaltnocken 41, 42, 43 werden ebenso wie die verschiedenen Lagenzuordnungen der Schaltstange 47 zum Meßschieber 39 später bei der Beschreibung der Wirkungsweise erläutert. In the axial roll stand 22 , a caliper 39 (FIG. 6) is horizontally displaceable in the plane (FIG. 4) passing through the center lines of the cup roll 3 and the rolling mandrel 13. Its flange-like end facing the rollers supports a compression spring 40 resting on the axial roller stand 22 ; its other end has switching cams 41, 42, 43 for actuating electrical limit switches 44, 45, 46. The switching rod 47 with the freely rotatable feeler roller 48 can be displaced in the longitudinal direction and fastened in various positions on the slide gauge 39. A toothing 49 of the shift rod 47 meshes with a pinion 50 which is fastened on a shaft 51 rotatably mounted in the axial rolling stand 22 , the further pinion 52 of which meshes with the toothing 53 of a shifting rod 54 displaceable in the axial rolling stand 22 . A switching cam of the switching rod 54 works together with the electrical limit switch 56 , which can be displaced and locked on a scale 55. The design and the arrangement of the switching cams 41, 42, 43, as well as the various positional assignments of the switching rod 47 to the caliper 39, will be explained later in the description of the mode of operation.
Die Wirkungsweise des Ringwalzwerkes ist folgende: Der Walzdorn 13 und das Axialwalzgerüst 22 befinden sich in rechter Endstellung. Der Schlitten 30 nimmt die Lage ein, die sich aus der unteren Endstellung des Kolbens 35 und der oberen Endstellung des Schneckenrades 32 ergibt. Das Schneckenrad 32 wird durch den Elektromotor 33 in dem Sinne in Drehung versetzt, daß es sich am Gewinde der Kolbenstange 34 nach unten schraubt. Der Schlitten 30 senkt sich dabei durch sein Eigengewicht nach unten ab. Diese Bewegung wird beendet, wenn der Abstand der Kegelwalzen 25 und 31 gleich der gewünschten axialen Breite des fertiggewalzten Ringes ist. Der Steuerschieber 76 wird darauf in Rückzugstellung gebracht, so daß der Schlitten 30 vom Kolben 35 wieder angehoben wird. Die Tellerwalze 3 sowie die untere Kegelwalze 25 sind durch die Elektromotoren 5 bzw. 26 in Umdrehung versetzt. Nach Auflegen eines Ringrohlings 38 und Herunterklappen des Gegenhalters 16 werden nun die Steuerschieber 61 und 85 in Vorlaufstellung gebracht. Der Steuerschieber 61 (F i g. 4) leitet das von der Ölpumpe 58 geförderte Öl in die Vorlaufleitung 63 und beaufschlagt damit den Vorlaufkolben 21, welcher den Hydraulikzylinder 17, den Schlitten 12 und damit den Walzdorn 13 nach links schiebt. Das durch die Bohrung 19 des Kolbens 18 verdrängte Öl fließt über den Steuerschieber 61 in die Abölleitung 65. Das Vorfüllventil67 läßt Öl aus dem unter dem Druck eines Luftkissens stehenden Ölbehälter über die Walzdruckleitung 64 in den links des Kolbens 18 entstehenden Raum des Hydraulikzylinders 17 fließen. Die Vorlaufstellung des Steuerschiebers 85 (F i g. 6) bewirkt, daß die Ölpumpe 83 mit beiden Räumen des Hydraulikzylinders 24 verbunden wird. Da die rechte Fläche des Kolbens 23 größer ist als die linke, wird das Axialwalzgerüst 22 nach links bis in seine durch Anschlag fixierte Endstellung verschoben.The operation of the ring rolling mill is as follows: The rolling mandrel 13 and the axial rolling stand 22 are in the right end position. The slide 30 assumes the position that results from the lower end position of the piston 35 and the upper end position of the worm wheel 32 . The worm wheel 32 is set in rotation by the electric motor 33 in the sense that it screws itself down on the thread of the piston rod 34. The carriage 30 is lowered by its own weight. This movement is ended when the distance between the tapered rollers 25 and 31 is equal to the desired axial width of the finish-rolled ring. The control slide 76 is then brought into the retracted position, so that the slide 30 is raised again by the piston 35. The plate roller 3 and the lower tapered roller 25 are set in rotation by the electric motors 5 and 26, respectively. After placing a ring blank 38 and folding down the counter holder 16, the control slides 61 and 85 are now brought into the forward position. The control slide 61 (FIG. 4) guides the oil delivered by the oil pump 58 into the feed line 63 and acts on the feed piston 21, which pushes the hydraulic cylinder 17, the carriage 12 and thus the roller mandrel 13 to the left. The oil displaced through the bore 19 of the piston 18 flows via the control slide 61 into the drain line 65. The pre-fill valve 67 allows oil to flow from the oil container, which is under pressure from an air cushion, via the roller pressure line 64 into the space of the hydraulic cylinder 17 created to the left of the piston 18 . The forward position of the control slide 85 (FIG. 6) has the effect that the oil pump 83 is connected to both spaces of the hydraulic cylinder 24 . Since the right surface of the piston 23 is larger than the left, the axial roll stand 22 is shifted to the left up to its end position fixed by a stop.
Wenn sich der Walzdorn 13 so weit nach links bewegt hat, daß Kraftschluß zwischen dem Walzdorn 13, dem Ringrohling 38 und der Tellerwalze 3 besteht, werden die Steuerschieber 61 und 76 in die Walzdruckstellung gebracht. Die Ölpumpe 58 beaufschlagt über den Steuerschieber 61, die Vorlaufleitung 63 und die Walzdruckleitung 64 sowohl den Vorlaufkolben 21 als auch die linke größere Fläche des Kolbens 18. Der rechte Raum des Hydraulikzylinders 17 bleibt mit der Abölleitung 65 verbunden. Der Walzdorn 13 bewegt sich nun langsam unter Ausübung einer Walzkraft auf den Ring 38 nach links. Ring 38 und Walzdorn 13 drehen sich infolge des Reibungsschlusses mit der angetriebenen Tellerwalze 3, und die Abwalzung des Ringes im Sinne einer Verminderung der radialen Dicke unter gleichzeitiger Durchmesservergrößerung nimmt ihren Lauf.When the rolling mandrel 13 has moved so far to the left that there is a frictional connection between the rolling mandrel 13, the ring blank 38 and the cup roller 3 , the control slides 61 and 76 are brought into the rolling pressure position. The oil pump 58 acts on both the feed piston 21 and the left larger area of the piston 18 via the control slide 61, the feed line 63 and the roll pressure line 64. The right space of the hydraulic cylinder 17 remains connected to the drain line 65 . The rolling mandrel 13 now moves slowly to the left with the exertion of a rolling force on the ring 38 . Ring 38 and roller mandrel 13 rotate as a result of the frictional engagement with the driven plate roller 3, and the rolling of the ring in the sense of a reduction in the radial thickness with a simultaneous increase in diameter takes its course.
Durch die Verstellung des Steuerschiebers 76 (F i g. 5) in die Walzdruckstellung wird der untere Raum des Zylinders 36 für die Verschiebung der oberen Kegelwalze 31 mit der Abölleitung 77 verbunden. Die Ölpumpe 73 wird zwar auf die in den oberen Zylinderraum führende Axialwalzdruckleitung 78 geschaltet, doch fließt das geförderte 01 über den Magnetschieber 82 in den Ölbehälter zurück. Da das im unteren Raum des Zylinders 36 befindliche Öl über das Drosselrückschlagventil79 abfließen kann, senkt sich der Schieber 30 mit der oberen Kegelwalze 31 langsam nach unten, bis die obere Kegelwalze 31 auf dem Ring 38 aufliegt. Ein Axialwalzdruck wird jedoch infolge der Durchtlußstellung des Magnetschiebers 82 noch nicht ausgeübt.By moving the control slide 76 (FIG. 5) into the roller pressure position, the lower space of the cylinder 36 is connected to the oil line 77 for the movement of the upper tapered roller 31 . The oil pump 73 is indeed connected to the leading into the upper cylinder chamber Axialwalzdruckleitung 78, but the extracted 01 flows back into the oil reservoir via the solenoid spool 82nd Since the oil located in the lower space of the cylinder 36 can flow off via the throttle check valve 79, the slide 30 with the upper tapered roller 31 slowly descends until the upper tapered roller 31 rests on the ring 38. However, due to the flow position of the magnetic slide 82, an axial rolling pressure is not yet exerted.
Bei der Durchmesservergrößerung des Ringes 38, die durch den vom Walzdorn 13 ausgeübten Walzdruck hervorgerufen wird, erhält der Ring 38 Berührung mit der Tastrolle 48, die beim weiteren Wachsen des Ringes mit der Schaltstange 47 und dem Meßschieber 39 gegen die Wirkung der Druckfeder 40 gegenüber dem Axialwalzgerüst 22 zurÜckgedrückt wird. Sobald sich der Durchmesser des Ringes 38 so weit vergrößert hat, daß sein Außendurchmesser den größten wirksamen Durchmesser der Kegelwalzen 25 und 31 berührt - die hierzu erforderliche Ringdurchmesservergrößerung ist in F i g. 3 übertrieben groß dargestellt -, betätigt der Schaltnocken 42 des Meßschiebers 39 den Endschalter 45. Hierdurch unterbricht der Magnetschieber 82 die Verbindung der Axialwalzdruckleitung 78 mit dem Ölbehälter, so daß sich im oberen Raum des Zylinders 36 ein Axialwalzdruck aufbaut, der über den Kolben 35, die Kolbenstange 34, das Schneckenrad 32, und den Schieber 30 auf die obere Kegelwalze 31 übertragen wird und eine Verringerung der axialen Breite des Ringes 38 bewirkt. Bei Beginn des Axialwalzdruckes liegen die Kegelspitzen der Kegelwalzen 25 und 31 auf der Mittellinie 37 des Ringes 38 (F i g. 7), so daß über die ganze radiale Ringbreite gleiche Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen Kegelwalze und Ring vorliegen. Infolge der Auslegung des Schaltgetriebes 27 sind allerdings die Umfangsgeschwindigkeiten der Kegelwalzen etwas höher als die des Ringes, so daß geringer Schlupf auftritt. Dieser Schlupf wird bewußt in Kauf genommen, weil er dem im Anfangsstadium der Verwalzung noch sehr stabilen Ring praktisch unschädlich ist, jedoch bei Vergrößerung des Ringdurchmessers, bei der einerseits die Formsteifigkeit des Ringes abnimmt, andererseits die Kegelspitzen sich zunehmend von der Ringmittellinie entfernen, der Schlupf gegenüber den bisher bekannten Bauarten wesentlich verringert wird.When the diameter of the ring 38, which is caused by the rolling pressure exerted by the rolling mandrel 13, the ring 38 receives contact with the feeler roller 48, which as the ring continues to grow with the switching rod 47 and the caliper 39 against the action of the compression spring 40 compared to the Axial roll stand 22 is pushed back. As soon as the diameter of the ring 38 has increased so much that its outer diameter touches the largest effective diameter of the tapered rollers 25 and 31 - the ring diameter increase required for this is shown in FIG. 3 shown exaggeratedly large - the switching cam 42 of the measuring slide 39 actuates the limit switch 45. As a result, the magnetic slide 82 interrupts the connection of the axial rolling pressure line 78 with the oil container, so that an axial rolling pressure builds up in the upper space of the cylinder 36, which via the piston 35, the piston rod 34, the worm wheel 32, and the slide 30 is transmitted to the upper tapered roller 31 and causes a reduction in the axial width of the ring 38. At the beginning of the axial rolling pressure, the cone tips of the conical rollers 25 and 31 lie on the center line 37 of the ring 38 (FIG. 7), so that the same speed ratios between the conical roller and the ring exist over the entire radial width of the ring. Due to the design of the gearbox 27, however, the circumferential speeds of the tapered rollers are somewhat higher than those of the ring, so that little slip occurs. This slip is deliberately accepted because it is practically harmless to the ring, which is still very stable in the initial stage of rolling, but when the ring diameter increases, on the one hand the dimensional stability of the ring decreases, on the other hand the cone tips increasingly move away from the ring center line, the slip compared to the previously known types is significantly reduced.
Beim weiteren, nur geringen Zurückdrücken der Tastrolle 48 durch den wachsenden Ring 38 betätigt der Schaltnocken 41 des Meßschiebers 39 den Endschalter 44. Hierdurch schaltet der Magnetschieber 90 um, wobei die geringe Fördermenge der Ölpumpe 83, die durch den Kraftüberschuß der Feder 100 des Steuerkolbens 99 gegenüber der Feder 98 des Stehkolbens 97 begrenzt ist, über die Rückzugleitung 93 in den linken Raum des Hydraulikzylinders 24 geleitet wird, während der rechte Zylinderraum Verbindung mit der Abölleitung 94 erhält. Das Axialwalzgerüst 22 bewegt sich hierdurch langsam nach rechts. Entspricht die Verschiebegeschwindigkeit des Axialwalzgerüstes 22 der Wachstumsgeschwindigkeit des Ringdurchmessers, so bleibt die vorhandene Schaltstellung erhalten. Der größte wirksame Durchmesser der Kegelwalzen 25, 31 bleibt also praktisch in Berührung mit dem äußeren Ringdurchmesser. Ist die Geschwindigkeit des Axialwalzgerüstes 22 größer als die Wachstumsgeschwindigkeit des Ringdurchmessers, so verschiebt die Druckfeder 40 bei Entfernung des Axialwalzgerüstes 22 vom Ring den Meßschieber 39 nach links. Der Endschalter 44 wird freigegeben, so daß der Magnetschieber 90 in seine Ruhelage zurückkehrt. Die Ölpumpe 83 arbeitet auf Umlauf, und das Axialwalzgerüst 22 kommt zum Stillstand, bis beim Wachsen des Ringes der Endschalter 44 erneut betätigt wird, worauf das Spiel von neuem beginnt.Upon further, only a slight pushing back the sensing roller 48 by the growing ring 38 of the switch cam 41 actuates the measuring slide 39 the limit switch 44. This turns the solenoid spool 90 in order, wherein the small flow rate of the oil pump 83, 100 of the control piston by the force excess of the spring 99 is limited with respect to the spring 98 of the piston 97, is passed via the retraction line 93 into the left-hand space of the hydraulic cylinder 24 , while the right-hand cylinder space is connected to the drainage line 94. The axial roll stand 22 moves slowly to the right as a result. If the displacement speed of the axial roll stand 22 corresponds to the growth speed of the ring diameter, the existing switch position is retained. The largest effective diameter of the tapered rollers 25, 31 thus practically remains in contact with the outer ring diameter. If the speed of the axial roll stand 22 is greater than the speed of growth of the ring diameter, the compression spring 40 moves the caliper 39 to the left when the axial roll stand 22 is removed from the ring. The limit switch 44 is released so that the magnetic slide 90 returns to its rest position. The oil pump 83 works in circulation, and the axial roll stand 22 comes to a standstill until the limit switch 44 is actuated again as the ring grows, whereupon the game starts again.
Falls die Verschiebegeschwindigkeit des Axialwalzgerüstes 22 kleiner ist als die Wachstumsgeschwindigkeit des Ringdurchmessers, wird vom Ring über die Tastrolle 48 der Meßschieber 39 nach Betätigung des Endschalters 44 noch weiter nach rechts verschoben, so daß auch der Endschalter 46 durch den zugeordneten Schaltnocken 43 betätigt wird und der Magnetschalter 88 umschaltet. Der in der Reglerleitung 87 herrschende Druck beaufschlagt, durch Drossel und Maximalventil auf geeigneter Höhe gehalten, den Steuerkolben 99. Dieser verschiebt sich gegen den Druck seiner Feder 100 nach oben, so daß die Feder 98 den Kolben 97 des Pumpenreglers 89 auf die größtmögliche, durch den Druck in der Druckleitung 84 bestimmte Fördermenge verstellen kann. Hierdurch wird vom Magnetschieber 90 die volle Fördermenge der Ölpumpe 83 in den linken Raum des Hydraulikzylinders 24 geleitet, so daß das Axialwalzgerüst 22 mit erhöhter Geschwindigkeit nach rechts verschoben wird, bis durch Zurückbleiben des Ringwachstums der Endschalter 46 wieder freigegeben wird.If the displacement speed of the axial roll stand 22 is less than the growth rate of the ring diameter, the caliper 39 is moved further to the right by the ring via the feeler roller 48 after the limit switch 44 has been actuated, so that the limit switch 46 is also actuated by the associated switching cam 43 and the Magnetic switch 88 switches. The pressure in the regulator conduit 87 pressure is applied, kept by throttling and maximum valve at the appropriate height, the control piston 99. This moves against the pressure of its spring 100 upwardly so that the spring 98 the piston 97 of the pump regulator 89 to the maximum, by the pressure in the pressure line 84 can adjust a certain delivery rate. As a result, the full delivery rate of the oil pump 83 is conducted by the magnetic slide 90 into the left space of the hydraulic cylinder 24, so that the axial roll stand 22 is shifted to the right at increased speed until the limit switch 46 is released again by the ring growth remaining.
Durch die in Abhängigkeit von der Verschiebung der Tastrolle 48 selbsttätig erfolgende Betätigung der Endschalter 44 und 46 wird erreicht, daß bei der gesamten Durchmesservergrößerung des Ringes 38, d. h. während des ganzen Walzprozesses, die größten wirksamen Durchmesser der Kegelwalzen 25 und 31 selbsttätig praktisch in Berührung mit dem Außendurchmesser des Ringes bleiben, so daß das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Ring und Kegelwalze am Außendurchmesser des Ringes konstant bleibt. Da sich durch die mit dem Ringwachstum synchrone Verschiebung des Axialwalzgerüstes 22 die Spitzen der Kegelwalzen 25 und 31, wie bereits erwähnt, von der Mittellinie 37 des Ringes entfernen (F i g. 8), verringert sich zum Innendurchmesser des Ringes hin die Umfangsgeschwindigkeit der Kegelwalzen gegenüber den korrespondierenden Geschwindigkeiten des Ringes. Da der durch die Auslegung des Schaltgetriebes 27 gewählte Schlupf von etwa 6% als Folge der zu hohen Drehzahl der unteren Kegelwalze 25 am Außendurchmesser des Ringes während des Walzprozesses konstant bleibt, verringert sich der Schlupf mit dem Wachstum des Ringes zum Innendurchmesser hin. Der Walzprozeß verläuft daher unter bestmöglichen technologischen Voraussetzungen, ohne daß die Antriebsmotoren durch nennenswerte Schlupfverluste belastet werden und für sie dimensioniert werden müssen. The automatic actuation of the limit switches 44 and 46 depending on the displacement of the feeler roller 48 ensures that the largest effective diameters of the tapered rollers 25 and 31 automatically come into practical contact with the entire diameter enlargement of the ring 38, ie during the entire rolling process remain the outer diameter of the ring, so that the speed ratio between ring and tapered roller remains constant at the outer diameter of the ring. Since the displacement of the axial roll stand 22, which is synchronous with the ring growth, causes the tips of the tapered rollers 25 and 31, as already mentioned, to move away from the center line 37 of the ring (FIG. 8), the peripheral speed of the tapered rollers decreases towards the inner diameter of the ring compared to the corresponding speeds of the ring. Since the slip of about 6% selected by the design of the gearbox 27 as a result of the excessive speed of the lower tapered roller 25 on the outer diameter of the ring remains constant during the rolling process, the slip decreases as the ring grows towards the inner diameter. The rolling process therefore runs under the best possible technological conditions, without the drive motors being burdened by significant slip losses and without having to be dimensioned for them.
Mit zunehmender Vergrößerung des Ringdurchmessers wird der Axialwalzdruck entsprechend der sich verringernden radialen Ringdicke durch manuelle oder selbsttätige Verstellung des Maximalventils 81 herabgesetzt und schließlich durch manuelle Verstellung des Steuerschiebers 76 in die Mittelstellung oder durch Anfahren eines auf die gewünschte Ringhöhe eingestellten Endschalters, welcher die Rückkehr des Magnetschiebers 82 in die dargestellte Ruhelage bewirkt, aufgehoben. Hat der Ring den gewünschten Außendurchmesser erreicht, so betätigt der Schaltnocken der Schaltstange 54, welche durch die Tastrolle 48 mit und gegenüber dem Axialwalzgerüst 22 verschoben wird, den Endschalter 56 des Maßstabes 55. Hierdurch wird der Magnetschieber 68 auf Durchfluß geschaltet, so daß das von der Ölpumpe 58 geförderte Öl aus der Walzdruckleitung 64 über die Drossel 71 in den Ölbehälter abfließt. Die Drossel ist dabei so eingestellt, daß auf der linken Seite des Kolbens 18 ein Preßdruck erhalten bleibt, der genügt, den Ring 38 in Reibungsschluß mit der Tellerwalze 3 zu halten, ohne jedoch eine weitere Abwalzung zu bewirken. Dieser Einstelldruck wird über mehrere Umläufe des Ringes aufrechterhalten und erzielt im Zusammenwirken mit den Drücken der Zentrierrollen 6, 7 eine Rundierung des fertiggewalzten Ringes.As the ring diameter increases, the axial rolling pressure is reduced in accordance with the decreasing radial ring thickness by manual or automatic adjustment of the maximum valve 81 and finally by manual adjustment of the control slide 76 to the middle position or by approaching a limit switch set to the desired ring height, which controls the return of the magnetic slide 82 causes the rest position shown, canceled. Once the ring has reached the desired outer diameter, the switching cam of the switching rod 54, which is moved by the feeler roller 48 with and with respect to the axial roll stand 22 , actuates the limit switch 56 of the scale 55. As a result, the magnetic slide 68 is switched to flow so that the The oil pumped by the oil pump 58 flows out of the roll pressure line 64 via the throttle 71 into the oil tank. The throttle is set so that a pressure is maintained on the left side of the piston 18, which is sufficient to keep the ring 38 in frictional engagement with the cup roller 3, but without causing further rolling. This set pressure is maintained over several revolutions of the ring and, in cooperation with the pressures of the centering rollers 6, 7, achieves a rounding of the finish-rolled ring.
Die Betätigung des Endschalters 56 und damit die Abschaltung des Radialwalzendruckes erfolgt, sobald der Ring das am Maßstab 55 eingestellte Durchmessermaß erreicht hat.The actuation of the limit switch 56 and thus the switching off of the radial roller pressure takes place as soon as the ring reaches the diameter set on the scale 55 Has.
Soll ein Ringrohling mit geringer radialer Dicke abgewalzt werden, so würde bei der beschriebenen Arbeitsweise der Amalwalzdruck erst nach einer erheblichen Durchmesservergrößerung des Ringes beginnen. Für die axiale Abwalzung würde also nur wenig Zeit zur Verfügung stehen, zumal bei derartigen Ringen normalerweise auch der Enddurchmesser, d. h. das Ausmaß der radialen Abwalzung, geringer ist. Um auch bei derartigen Ringen alsbald mit der axialen Abwalzung beginnen zu können, wird am Schaltgetriebe 27 eine höhere Drehzahl für die untere Kegelwalze 25 eingestellt und die Schaltstange 47 mit der Tastrolle 48 an der zugehörigen Stelle des Meßschiebers 39 befestigt. Durch den nun größeren Abstand zwischen Tastrolle 48 und Schaltnocken 42 wird der Axialwalzdruck ausgelöst, wenn der Außendurchmesser des Ringes nicht den größten nutzbaren Durchmesser der Kegelwalzen 25, 31 berührt, sondern denjenigen kleineren Durchmesser, welcher die um den gewählten Faktor - im Beispiel 6"/o - höhere Umfangsgeschwindigkeit hat als die Tellerwalze 3. So können auch derartige kleinere Ringe unter optimalen Bedingungen gewalzt werden. Dabei ist es selbstverständlich je nach dem beabsichtigten Einsatzbereich des Walzwerkes ohne weiteres möglich, anstatt der im Beispiel dargestellten Einstellmöglichkeiten für Getriebe und Tastrolle mehr oder weniger Stufen oder stufenlose Verstellbarkeit zu wählen. Auch können die Elektromotoren 5 und/oder 26 drehzahlregelbar ausgeführt werden, was jedoch die Anlage gegenüber einfachen Drehstrommotoren erheblich verteuert. Ebenso ist es möglich, bei stufenloser Regelbarkeit für die radiale Verschiebegeschwindigkeit des Kegelwalzenpaares durch die radiale Bewegung der Tastrolle anstatt einzelner Schaltimpulse die kontinuierliche Verstellung eines Steuerelementes zu bewirken.If a ring blank with a small radial thickness is to be rolled, the amal-rolling pressure would only begin after a considerable increase in the diameter of the ring in the described mode of operation. There would therefore be little time available for the axial rolling, especially since the final diameter, ie the extent of the radial rolling, is normally also smaller in the case of such rings. In order to be able to begin the axial rolling as soon as possible with such rings, a higher speed for the lower tapered roller 25 is set on the gearbox 27 and the switching rod 47 with the feeler roller 48 is attached to the associated point of the caliper 39. Due to the now larger distance between the feeler roller 48 and the switching cam 42 , the axial rolling pressure is triggered when the outer diameter of the ring does not touch the largest usable diameter of the tapered rollers 25, 31, but rather the smaller diameter which the selected factor - in the example 6 "/ o - has a higher circumferential speed than the cup roller 3. This means that such smaller rings can also be rolled under optimal conditions. Of course, depending on the intended area of application of the rolling mill, it is more or less possible instead of the setting options for the gearbox and feeler roller shown in the example The electric motors 5 and / or 26 can also be designed to be speed-controllable, which makes the system considerably more expensive than simple three-phase motors to effect the continuous adjustment of a control element by the radial movement of the feeler roller instead of individual switching pulses.
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