DE19616791A1 - Walzblock zum Walzen von Draht, Stäben, Rohren oder flachem metallischem Walzgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzblock zum Walzen von Draht, Stäben, Rohren oder flachem metallischem Walzgut mit mehreren auswechselbaren, in einer Walzlinie dicht hintereinander angeordneten, jeweils mehrere Walzen besitzenden Walzgerüsten, die von einem gemeinsamen oder mehreren C-förmigen Rahmen gehalten sind, in dem oder denen für jedes Walzgerüst ein Verteilergetriebe, Verbindungswellen, Umlenkgetriebe und Abtriebswellen zum Antrieb der Walzen vorgesehen sind, deren Antriebswellen auf dem Umfang der Walzgerüste verteilt angeordnet und mit den Abtriebswellen lösbar gekuppelt sind.

Bei einem bekannten Walzblock dieser Art (DE-OS 23 36 417) besitzen die Walzgerüste jeweils drei sternförmig angeordnete, eine gemeinsame Kaliberöffnung bildende Walzen und drei Antriebswellen. Eine von diesen, nämlich die, welche sich horizontal erstreckt, ist direkt mit dem Verteilergetriebe gekuppelt. Die beiden anderen Antriebswellen erhalten ihre Drehbewegungen ebenfalls vom Verteilergetriebe, jedoch über jeweils eine Verbindungswelle, ein Umlenkgetriebe und eine Abtriebswelle. Die Drehmomentübertragung vom Verteilergetriebe auf die Verbindungswelle und von dieser auf die Abtriebswelle - letzteres erfolgt im Umlenkgetriebe - wird mit Getriebestufen durchgeführt, die aus zwei Kegelzahnrädern herkömmlicher Bauart gebildet sind.

Bei einem Walzblock der vorstehenden Art ergeben sich aus den Abmessungen und der Anordnung der einzelnen Bauteile im Bereich der vorerwähnten Getriebestufen aus Kegelzahnrädern relativ kleine Achswinkel. Bei Achswinkeln von kleiner als etwa 25 Grad erhält man Kegelzahnräder, deren Herstellung nur noch auf selten vorhandenen Spezialmaschinen möglich ist, wodurch zu hohe Kosten und zu lange Lieferzeiten entstehen. Größere Achswinkel führen zu größeren Abmessungen und damit zu größeren Gewichten der Bauteile und folglich zu höheren Herstellungskosten. Außerdem entstehen bei der Verwendung von Kegelzahnrädern Montageprobleme, weil zum Erreichen eines einwandfreien Tragbildes der Verzahnung beide Kegelzahnräder jeder dieser Getriebestufen in axialer Richtung genau eingestellt und in dieser Position auch zuverlässig arretiert werden müssen. Dieses führt ferner zu Problemen bei der Konstruktion, weil die Bauteile, insbesondere die langen Verbindungswellen, bei den unvermeidbaren großen Temperaturschwankungen erheblichen Abmessungsänderungen unterliegen, die berücksichtigt und ausgeglichen werden müssen. Darüber hinaus entstehen bei Kegelzahnrädern erhebliche Kräfte in Richtung ihrer Achsen, so daß für die Aufnahme dieser Kräfte aufwendigere Lagerungen notwendig sind. Schließlich erreicht man bei Kegelzahnrädern nur ein mäßiges Laufverhalten mit relativ lautem Geräusch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzblock der eingangs genannten Art zu schaffen, dem die vorstehend behandelten Nachteile nicht anhaften und der weniger aufwendig mit kleineren Abmessungen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine, vorzugsweise alle Getriebestufen zwischen Verteilergetriebe und Verbindungswelle und zwischen Umlenkgetriebe und Verbindungswelle als Kronenradverzahnungen ausgebildet sind. Derartige Kronenradverzahnungen sind an sich bereits bekannt. Sie sind in jüngerer Zeit hinsichtlich ihrer Eingriffsverhältnisse optimiert worden. Bei ihnen besteht eine Getriebestufe jeweils aus einem stirnverzahnten Ritzel oder Zahnrad mit Evolventenverzahnung und einem zu diesem passenden Kronenrad.

Hierdurch wird erreicht, daß die mit einer Kronenradverzahnung ausgestatteten Getriebestufen problemlos Achswinkel zwischen Null und 110 Grad erhalten können, also vor allem auch sehr kleine Achswinkel. Dies ermöglicht es, die Walzgerüste und den oder die C-förmigen Rahmen optimal zu gestalten. Deren Formen und Abmessungen können ohne Rücksicht auf die Achswinkel gewählt werden. Der Walzblock wird bei gleicher Walzgutgröße kleiner und leichter, was zu niedrigeren Herstellungs- und Investitionskosten führt. Außerdem entfallen viele zeitraubende Einstellarbeiten bei der Montage, weil es bei Getriebestufen mit Kronenradverzahnung genügt, nur das eine Kronenrad in axialer Richtung einzustellen, um bei der Verzahnung ein einwandfreies Tragbild zu bekommen. Ein genaues Einstellen des anderen stirnverzahnten Zahnrades erübrigt sich, weil Axialverschiebungen von diesem bis zu einem relativ großen Maß das Tragbild nicht verschlechtern. Deshalb wirken sich auch Verschiebungen der Wellen, bedingt durch Fertigungs- und Montageungenauigkeiten, und vor allem Längenänderungen durch Temperaturschwankungen, insbesondere bei den langen Verbindungswellen nicht negativ aus. Das vereinfacht die Konstruktion erheblich, ebenso der Fortfall der Kegelzahnräder und ihrer hohen Axialkräfte. Auch erzielt man mit der Kronenradverzahnung eine größere Laufruhe. Die Kronenräder sind in vorteilhafter Weise auf konventionellen CNC-gesteuerten Abwälzfräsmaschinen für Stirnräder herstellbar. Dabei benötigt man zum Herstellen der Kronenräder auch dann nur einen Satz Werkzeuge, wenn sie im Walzblock mit unterschiedlichen Achswinkeln und Zähnezahlen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die mit diesen Kronenrädern kämmenden Ritzel oder Zahnräder hinsichtlich der Verzahnung identisch sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungswellen sowohl im Bereich des Verteilergetriebes als auch im Bereich des Umlenkgetriebes mit einem stirnverzahnten Ritzel oder Zahnrad versehen. Damit tragen die relativ langen, bei Temperaturschwankungen einer beträchtlichen Längenänderung unterliegenden Verbindungswellen nur stirnverzahnte Ritzel oder Zahnräder, die sich ohne negative Folgen axial um ein relativ großes, wenn auch begrenztes Maß verschieben lassen. Probleme wegen der Längenänderung der Verbindungswellen werden so vermieden.

Demgegenüber kann es auch zweckmäßig sein, wenn die Verbindungswellen im Bereich des Verteilergetriebes mit einem Kronenrad und im Bereich des Umlenkgetriebes mit einem stirnverzahnten Ritzel oder Zahnrad versehen sind. Die Kronenräder an den Verbindungswellen können dann direkt in eins der stirnverzahnten Zahnräder des Verteilergetriebes eingreifen, welches nach Art eines Kammwalzgetriebes ausgebildet ist. Auf diese Weise läßt sich an jeder Verbindungswelle im Bereich des Verteilergetriebes ein Zahnrad einsparen, weil das Verteilergetriebe aus stirnverzahnten Ritzeln und Zahnrädern besteht, von denen dann eins oder mehrere gleichzeitig Bestandteil einer Getriebestufe mit Kronenradverzahnung sind.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Walzblock nach der Erfindung in schematischer Darstellung in der Draufsicht

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in gegenständlicherer Darstellung;

Fig. 3 einen Antriebsstrang eines der Walzgerüste mit drei Walzen;

Fig. 4 einen Antriebsstrang ähnlich Fig. 3 in anderer Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Walzblock 1, der zehn Walzgerüste 2 besitzt, welche von einem gemeinsamen Rahmen 3 gehalten werden. Die Walzgerüste 2 sind in einer Walzlinie 4 dicht hintereinander angeordnet. Ein Pfeil X deutet die Walzrichtung an. Die Walzgerüste 2 besitzen jeweils drei, in Fig. 1 nicht erkennbare Walzen, deren sternförmige, von Walzgerüst 2 zu Walzgerüst 2 ständig wechselnde Anordnung durch Y-förmige Symbole 5 verdeutlicht sind. Angetrieben werden die Walzen von Motoren 6, 7 und 8, wobei die Walzen der auslaufseitig letzten beiden Walzgerüste 2 jeweils gesondert über Vorgelegegetriebe 9 von den Motoren 7 und 8 angetrieben werden. Die Walzen der übrigen Walzgerüste 2 treibt der Motor 6 ebenfalls über ein Vorgelegegetriebe 9 an. Ein Hauptgetriebe 10 überträgt die Drehbewegung zu den acht einlaufseitigen Walzgerüsten. Außer dem dargestellten Antrieb ist auch ein durchgehender Gruppenantrieb und jeder andere Antrieb möglich.

In Fig. 2 erkennt man die Walzen 11 im Walzgerüst 2 und daß der die Walzgerüste 2 haltende Rahmen 3 C-förmig ausgebildet ist. Von einer Kupplung 12 wird eine Welle des Hauptgetriebes 10 oder des Vorgelegegetriebes 9 mit einem Verteilergetriebe 13 gekuppelt, das sich im Rahmen 3 befindet und von dem in Fig. 2 nur die Achsen 14, 15 und 16 dargestellt sind.

Deutlicher ist das Verteilergetriebe 13 in Fig. 3 zu erkennen. Es ist nach Art eines Kammwalzgetriebes ausgebildet und besitzt drei übereinander angeordnete Wellen 17, 18 und 19, deren Achsen 14 bis 16 schon in Fig. 2 eingezeichnet sind. Der Antrieb erfolgt über die in Fig. 3 nicht dargestellte Kupplung 12 auf der Welle 17 und von dort aus über stirnverzahnte Zahnräder 20, 21 und 22 auf die beiden anderen Wellen 18 und 19 des Verteilergetriebes 13. Die untere Walze 11 mit horizontaler Antriebswelle 23 ist lösbar direkt mit der Welle 18 des Verteilergetriebes 13 gekuppelt. Die beiden anderen Walzen 11 haben schräggestellte Antriebswellen 23, die sich auf dem Umfang des Walzgerüstes 2 verteilen. Ebenso wie die horizontale Antriebswelle 23 sind auch die beiden anderen mit einer leicht lösbaren Kupplung 24 mit dem Verteilergetriebe 13 gekuppelt. Bei den Walzen 11 mit schräggestellten Antriebswellen 23 ist dies allerdings nicht direkt möglich, sondern nur über jeweils eine Abtriebswelle 25 und eine Verbindungswelle 26, die relativ lang ist.

Die Verbindungswellen 26 sind über jeweils eine Getriebestufe 27 mit Kronenradverzahnung, bestehend aus einem Kronenrad 28 und einem Zahnrad 29 mit stirnseitiger Evolventenverzahnung, mit dem Verteilergetriebe 13 verbunden, wobei das Kronenrad 28 auf der Welle 17 bzw. 19 drehfest angeordnet ist. Am anderen Endabschnitt der Verbindungswellen 26 befinden sich als Getriebestufe 27 je ein Umlenkgetriebe 30, das ebenfalls mit einer Kronenradverzahnung ausgestattet ist. Dort sitzt ein stirnverzahntes Zahnrad 31 mit Evolventenverzahnung - wie im Bereich des Verteilergetriebes 13 das Zahnrad 29 - auf dem Endabschnitt der Verbindungswelle 26. Ein zugehörendes Kronenrad 32 ist auf der Abtriebswelle 25 drehfest angeordnet. Die Verbindungswellen 26 haben im Bereich des Verteilergetriebes 13 ihr Festlager 33, während sich ein Loslager 34 im Bereich des Umlenkgetriebes 30 befindet. Folglich verschiebt sich bei Längenänderung der Verbindungswelle 26 nur das Zahnrad 31, was im Rahmen der auftretenden Längenänderungsmaße ohne Nachteile möglich ist.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform von Fig. 3. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Verbindungswellen 26 im Bereich des Verteilergetriebes 13 statt mit dem stirnverzahnten Zahnrad 29 mit einem Kronenrad 35 versehen sind, welches direkt in das Zahnrad 20 bzw. 22 des Verteilergetriebes 13 eingreift, weil es zu diesen stirnverzahnten Zahnrädern mit Evolventenverzahnung passend ausgebildet ist. Die Zahnräder 20 bzw. 22 bilden zusammen mit den Kronenrädern 35 die Getriebestufe 27 mit Kronenradverzahnung. Dabei werden zwei Zahnräder im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 3 eingespart.

Claims (5)

1. Walzblock zum Walzen von Draht, Stäben, Rohren oder flachem metallischem Walzgut mit mehreren auswechselbaren, in einer Walzlinie dicht hintereinander angeordneten, jeweils mehrere Walzen besitzenden Walzgerüsten, die von einem gemeinsamen oder mehreren C-förmigen Rahmen gehalten sind, in dem oder denen für jedes Walzgerüst ein Verteilergetriebe, Verbindungswellen, Umlenkgetriebe und Abtriebswellen zum Antrieb der Walzen vorgesehen sind, deren Antriebswellen auf dem Umfang der Walzgerüste verteilt angeordnet und mit den Abtriebswellen lösbar gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine, vorzugsweise alle Getriebestufen (27) zwischen Verteilergetriebe (13) und Verbindungswelle (26) und zwischen Umlenkgetriebe (30) und Verbindungswelle (26) als Kronenradverzahnungen ausgebildet sind.

2. Walzblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede als Kronenradverzahnung ausgebildete Getriebestufe (27) jeweils aus einem stirnverzahnten Ritzel oder Zahnrad (29, 31 bzw. 20, 22, 31) mit Evolventenverzahnung und einem zu diesem passenden Kronenrad (28, 32 bzw. 32, 35) besteht.

3. Walzblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswellen (26) sowohl im Bereich des Verteilergetriebes (13) als auch im Bereich des Umlenkgetriebes (30) mit einem stirnverzahnten Ritzel oder Zahnrad (29, 31) versehen sind.

4. Walzblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswellen (26) im Bereich des Verteilergetriebes (13) mit einem Kronenrad (35) und im Bereich des Umlenkgetriebes (30) mit einem stirnverzahnten Ritzel oder Zahnrad (31) versehen sind.

5. Walzblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe (13) aus stirnverzahnten Ritzeln und Zahnrädern (20, 21, 22) besteht, von denen mindestens eins gleichzeitig Bestandteil einer Getriebestufe (27) mit Kronenradverzahnung ist.