DE19653023A1 - Einrichtung zum ausbalanzierten Einstellen der Walzenposition in Walzgerüsten mit jeweils zwei Arbeitswalzen von Längs-Walzenstraßen - Google Patents
Einrichtung zum ausbalanzierten Einstellen der Walzenposition in Walzgerüsten mit jeweils zwei Arbeitswalzen von Längs-WalzenstraßenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen der Position
von Walzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sie betrifft Längs-Walzenstraßen mit zwei Arbeitswalzen pro Walzgerüst, mit
denen üblicherweise, aber nicht ausschließlich, nahtlose Rohre hergestellt
werden, und sie ist im speziellen auf eine Einrichtung zum ausbalancierten
Einsteilen der Position dieser Walzen gerichtet.
Es ist bekannt, daß in den letzten Jahren die Walzanlagen des vorgenannten
Typs wesentlich in ihrem Aufbau geändert wurden, im speziellen durch das
Einbringen von Einstelleinrichtungen basierend auf der Verwendung von
Druckdosen, mit denen bewirkt werden kann, daß sich die Achsen der
Arbeitswalzen auf die Walzachse, die bei Walzanlagen der obengenannten Art
stationär ist, zubewegen oder von ihr fortbewegen. Eine solche Einstellung ist
aus verschiedenen Gründen notwendig, unter anderem zum Ausgleichen der
Durchmesserverminderung, bedingt durch den Walzenverschleiß oder durch
die das Walzprofil drehenden Arbeitsschritte, durchgeführt, um das
Originalprofil des Walzenkalibers wiederzugewinnen, aber auch, um die
Veränderungen in den Abmessungen zu kompensieren, die sich ergeben, wenn
man die Lagerbockhöhe zu dem Walzenradius im Fall der Änderung des
Innendurchmessers der Rohre bei der Rohrherstellung oder der Dicke bei
einem flachen Walzgut hinzuaddiert. Im Fall der Herstellung von nahtlosen
Rohren sind ferner die Veränderungen der Positionen der Walzen, die auf
daßelbe innere Werkzeug, den Dorn, arbeiten, um unterschiedliche Dicken zu
erhalten, zu beachten, als auch die der Positionen unter Last, die kontrolliert
werden müssen, um ein besseres Ergebnis hinsichtlich der Produktqualität zu
erhalten (z. B. Kompensation der Elastizität, der thermischen Änderungen und
von Veränderungen der Form an den Rohrenden sowie Kompensation der
möglichen Abflachung des Domes). Weiterhin sollte die Notwendigkeit,
Notfall-Öffnungen vorzusehen, mit in die Überlegungen einbezogen werden für
den Fall, daß das Walzgut (Rohr oder etwas anderes) - aus welchen Gründen
auch immer - an der Innenseite des Walzgerüstes stecken bleibt, aber auch für
den Fall, daß die Walzen ausgewechselt werden müssen.
Um dieses technische Problem zu lösen, wurden in einem ersten Versuch die
großen elektromechanischen Spindeln, die traditionell dazu verwendet wurden,
um die Position jeder einzelnen Walze einzustellen, arbeitsmäßig jeweils mit
einer hydraulischen Druckdose gekoppelt, die einen relativ kurzen Hub
(maximal 25 mm) aufweist, und die jeweils zwischen die Spindel und den
zugehörigen Lagerbock der Walze, d. h., der Lager-Halterung, auf der die
Druckdose ruht, angeordnet ist, und zwar direkt oder indirekt über
Einrichtungen, die mögliche Mißausrichtungen auffangen.
Diese bekannte Lösung bedingt mit Nachteil die Installation von flexiblen
Leitungen für die Zufuhr von Hydraulik-Öl zu den beiden Kammern der
Druckdose mit der Konsequenz, daß sich die dynamische Steuercharakteristik
verschlechtert und unzuverlässiger wird, wenn man bedenkt, daß jedes Gerüst
vier Druckdosen (zwei für jede Walze) benötigt. Diese Lösung wurde daher
kürzlich fallengelassen durch die Einführung von in Gänze hydraulischen
Walzenstraßen, bei denen die großen Spindeln ersetzt wurden durch
Druckdosen mit einem beachtlich längeren Hub zwischen 50 und 100 mm.
Gemäß der Fig. 1, die sich auf den Stand der Technik bezieht, ist es bekannt,
die Einrichtung, die die Aufgabe hat, den Kontakt zwischen dem Lagerbock
und dem Kolben einer hydraulischen Druckdose herzustellen, fest am Ständer
des Walzgerüstes zu montieren, jedoch notwendigerweise verschoben
gegenüber der Symmetrieachse der Druckdose.
So zeigt die Fig. 1 zwei Zylinder mit seitlichem Ausgleich, dargestellt in zwei
unterschiedlichen Situationen der Einstellung bezogen auf die Walzachse; in
diesem Fall sind die Zylinder außerhalb in bezug auf die Achsen der beiden
Druckdosen, die auf die Walzen einwirken, angeordnet, und daher hat die
Einwirkung des einen Ausgleich-Zylinders die Tendenz, der Einwirkung des
anderen Zylinders entgegengerichtet zu sein. Wenn man andererseits auch die
Gewichtslast der Lagerböcke in Betracht zieht, bedingt durch die sogenannten
"Spindeln" B, die gemäß der Fig. 2, die ebenfalls die vorgenannte bekannte
Lösung zeigt, nur auf einer Seite der Walzen vorgesehen sind, dann besteht die
Möglichkeit, daß eine Drehung der Lagerböcke auftritt mit der Gefahr für die
reguläre Arbeitsweise der Walzenstraße.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ausgehend von der eingangs
bezeichneten Einrichtung zum Einstellen der Position der Walzen mittels
hydraulischer Druckdosen in den Walzgerüsten mit zwei Arbeitswalzen in
Walzenstraßen der eingangs genannten Art, diese so auszubilden, daß die
Einstellsteuerung durch einen axialen Ausgleich entlag der Symmetrieachse der
Druckkapseln bewirkt wird, wodurch gleichzeitig das Erfordernis von flexiblen
Leitungen für die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu den Zylindern, die den
Ausgleichsvorgang selbst hebeiführen, entfällt.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemaß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich eine Vorrichtung
vorgesehen, die ständig die relative Position zwischen dem beweglichen
Kolben und den stationären Teilen der Druckdose erfaßt, mittels eines
Wandlers, der augenscheinlich gegenüber der Kolbenachse, ohne dadurch
besondere Nachteile zu erzeugen, versetzt angeordnet ist.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der
Erfindung.
Es zeigen:
Fig. 1 und Fig. 2 zwei schematische senkrecht zueinander und auf der
Zeichenebene stehende Querschnittsansichten eines Walzgerüstes
zum kontinuierlichen Walzen von Rohren mit einer
Einstelleinrichtung, die hydraulische Druckdosen gemäß dem
Stand der Technik, wie er vorstehend gewürdigt wurde,
aufweist,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Zweiwalzen-Gerüstes des
obengenannten Typs, das mit einer Einstell-Einrichtung mit
axialem Ausgleich entsprechend der vorliegenden Erfindung
versehen ist,
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich zu der nach Fig. 1 für ein Walzgerüst nach
Fig. 3 mit der Einstell-Einrichtung nach der Erfindung,
Fig. 5 eine Schnittansicht einer hydraulischen Druckdose für das
Walzgerüst nach Fig. 3 mit der Einstell-Einrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung, und
Fig. 6 eine weitere schematische Teilansicht der Walzen eines
Walzengerüstes gemäß Fig. 3 in zwei unterschiedlichen
Einstellpositionen.
Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß hydraulische Druckdosen 20 gemäß
Fig. 3, vier für jedes Walzgerüst (zwei für jede Walze), vorgesehen sind, die
gemäß Fig. 5 aus einem stationären Teil mit einem Flansch 1 und
Komponenten 3 und 5 sowie einem beweglichen Teil mit den Komponenten 2,
4 und 6 gebildet sind. Sowohl die stationäre als auch die mobilen
Komponenten werden im folgenden näher beschrieben.
Die Relativbewegung zwischen beiden Teilen wird bewirkt, indem Hydrauliköl
den beiden Kammern, in die ein Kolben 2 das Innere der Druckdose 20 teilt,
zugeführt oder aus ihnen abgeführt wird. Ähnlich dem Stand der Technik ist
eine Einstellbarkeit der Position durch nicht dargestellte Servo-Ventile
erreichbar, die durch Systeme zum Detektieren der linearen Position gesteuert
werden, die in Fig. 5 mit der Bezugsziffer 7 versehen sind, und die
üblicherweise durch elektronische Lagegeber gebildet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Baugruppe, bestehend aus der
Druckkapsel und dem Lagegeber, koaxial mit dem Kolben 2, eine Einrichtung
10 zugeordnet, um die Fühlung zwischen dem Kolbenboden 2a und dem Kopf
18 des Lagerbocks 8, der das nicht dargestellte Lager, in denen sich die
Arbeitswalzen 9 drehen (Fig. 4 und 6) trägt, zu halten.
Die Ausgleich-Einrichtung 10 weist hauptsächlich eine Verbindungsstange 11,
die innerhalb des Kolbens 2 gleitend angeordnet ist, auf. Eine Komponente 12
ist integral mit einem Ende der Verbindungsstange 11 verbunden, und ist in
irgendeiner bekannten Weise (wie ein Pilz, Schwalbenschwanz, Hammer-Kopf,
etc.) so ausgebildet, daß sie in Wirkverbindung mit einem entsprechenden
Hinterschnitt im Kopf 18 des Lagerbockes 8 kommt. Die Wirkverbindung wird
in seitlicher Richtung aufgehoben, wenn die Komponente 12 seitlich außer
Eingriff kommt, als auch, wenn die Lagerböcke 8 für den Fall des
Zurückversetzens der Walzen in seitlicher Richtung zurückbewegt werden,
während irgendeine Axialbewegung des Kolbens 2 direkt auf den Lagerbock 8
übertragen wird.
Am entgegengesetzten Ende der Komponente 12 tritt die Verbindungsstange
11, die den beweglichen Kolben 2 durchdrungen hat, aus dem stationären Teil
3 der Druckdose über eine koaxiale Buchse 4, die fest am Kolben angebracht
ist, aus. Diese Verbindungsstange wird mittels einer Kolbenstange 14 eines
stationären hydraulischen Steuerzylinders 13 (siehe Fig. 5) bewegt. Da der
Steuerzylinder 13 stationär angeordnet ist, besteht nicht die Notwendigkeit für
flexible Zuleitungen.
Zusätzlich zu der Führungsfunktion für die Verbindungsstange 11 hat die
Buchse 4 auch die Funktion des Halterns eines mobilen Flansches 6, der es
über einen Wandler oder Umsetzer 7 ermöglicht, die relative Position zwischen
dem Kolben 2 und den stationären Teilen 1, 3 der Druckdose zu erfassen, dank
eines Elementes 5, das fest an dem stationären Teil 3 angebracht ist. Aus der
Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Position des Wandlers 7 in bezug auf die Achse
des Kolbens 2 versetzt angeordnet ist, da die koaxiale Position zu dieser durch
die Ausgleich-Einrichtung 10 eingenommen wird, im speziellen durch die
Verbindungsstange 11 mit ihrem hydraulischen Steuerzylinder. Darüber hinaus
besteht der Wandler 7 mindestens aus zwei Teilen, von denen ein Teil stationär
und das andere mobil ist, die jeweils integral mit dem zugehörigen stationären
Flansch 5 bzw. dem mobilen Flansch 6 sind.
Es versteht sich, daß angesichts des in den beiden Kammern der Druckdose
herrschenden Öldruckes, der Werte bis zu 35 Mpa erreichen kann, alle Teile,
zwischen denen eine Relativbewegung auftritt, mit geeigneten bekannten
Dichtungen versehen sind. Daher sind mit der Druckdose, die mit der
Einstelleinrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, Hübe mit beachtlicher
Länge, bis zu 200 mm erreichbar, die fühlbar höher als die Werte sind, die
bislang durch die Einrichtungen nach dem Stand der Technik erreichbar waren.
Es ist eine klare Konsequenz des Vorstehenden, daß der Mechanismus zum
Einstellen der Position der Walzen mit der Einrichtung nach der vorliegenden
Erfindung in geeigneten beschränkten Zonen des Walzgerüstes konzentriert
werden kann, wodurch die praktische Arbeitsweise vereinfacht und das Risiko
des Auftretens von Schäden während der Arbeitsschritte verringert wird.
Durch den formschlüssigen Wirkeingriff der Komponente 12 mit der
Ausnehmung 18 wird auch der Kontakt zwischen dem Kolben 2 und dem
Lagerbock 8 optimiert, um so mögliche Fehlfunktionen oder Schäden zu
vermeiden.
Es ist ferner hervorzuheben, daß die Walzen 9 jeweils mittels eines
anhängenden Antriebs 19 (siehe Fig. 6) angetrieben werden, der jeweils über
eine Verbindung im Wirkeingriff mit einer sogenannten Antriebsspindel der
bekannten Art steht. Diese Spindeln sind in Fig. 6 nicht dargestellt, aber es ist
verständlich, daß sie angesichts des axialen Ausgleich der vorliegenden Lösung
nach der Erfindung nicht die möglichen Drehungen der Lagerböcke erzeugen,
wie sie oben in bezug auf Fig. 2 zum Stand der Technik erwähnt wurden.
Wie im vorstehenden dargelegt, ist die Verwendung der hydraulischen
Druckdosen mit dem integrierten Abgleich nach der Erfindung möglich bei
Walzenstraßen, bei denen pro Walzgerüst zwei Arbeitswalzen vorgesehen sind
sowie auch für andere Güter als Rohre, wie metallische Profile, Knüppel
(Rundbarren), stabförmige Körper, etc. Im Fall gleichartiger Rohre sei
angemerkt, daß, wie bei konventionellen Walzgerüsten, die Orientierung des
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Walzgerüstes so sein kann,
daß bei zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten entweder das eine eine
horizontale und das andere eine vertikale Orientierung aufweist oder beide eine
um 90° versetzte 45°-Orientierung aufweisen.
Daher ist die Verteilung der auszugleichenden statischen Last sehr
unterschiedlich, genauso wie in einer Ein-Walzenstraße, jedoch erlaubt die
Lösung nach der Erfindung eine Arbeitsweise unter den besten Bedingungen,
wodurch ein weiterer Vorteil in bezug auf den Stand der Technik mit
Druckdosen, die mit einem außeraxigen Abgleich versehen sind, erhältlich ist.
Zu der vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der
Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann
Ergänzungen und/oder Änderungen möglich, ohne daß dadurch das Wesen der
Erfindung verlassen würde. Im speziellen können auch andere Formen der
Komponente 12 als dargestellt und beschrieben vorgesehen werden, denen dann
natürlich eine komplementäre Form der Ausnehmung 18 in dem
Lagerbockkopf zu entsprechen hat.
Claims (5)
1. Einrichtung zum Einstellen der Position von Walzen (9) in
Walzgerüsten mit zwei Arbeitswalzen einer Längs-Walzenstraße mit
hydraulischen Druckdosen (20), die direkt mit dem Lagerbock (8) jeder
Walze (9) gekoppelt sind und einen beweglichen Kolben (2) und
stationäre Teile (1, 3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine das
Innere des Kolbens (2) durchdringende, verschiebbar angeordnete
Verbindungsstange (11) vorgesehen ist, an deren einem Ende ein axiales
Bauteil (12) zum Wirkeingriff mit einer entsprechenden
hinterschnittenen Ausnehmung (18) im Lagerbock (8) befestigt ist, um
das Eigengewicht auszugleichen und das stirnseitige Spiel entlang der
Achse der Druckdose aufzunehmen, wobei die Verbindungsstange (11)
aus der Druckdose (20) über einen stationären Teil (3) der Druckdose,
der sich am entgegengesetzten Ende bezogen auf das axiale Bauteil (12)
befindet, heraustritt, indem sie durch eine koaxiale Führungsbüchse (4),
die integral mit dem Kolben (2) ist, hindurchtritt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindungsstange (11) mittels einer Kolbenstange (14) eines
stationären hydraulischen Steuerzylinders (13) bewegbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
gegenseitige Eingriff zwischen dem axialen Bauteil (12) und dem
Lagerbock (8) vom Axialtyp ist, erhältlich über eine Relativbewegung
in seitlicher Richtung.
4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine mit der Verbindungsstange (11)
zusammenwirkende Vorrichtung zum ständigen Erfassen der
gegenseitigen Position von Kolben (2) und den stationären Teilen (1, 3)
der Druckdose vorgesehen ist, die einen entsprechenden Wandler (7) in
einer Position, versetzt zu der Druckdosenachse, aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wandler (7) aus mindestens zwei Teilen besteht, von denen das eine
stationär ist und fest mit einem stationären Element (5) verbunden ist,
das seinerseits integral mit dem stationären Teil (3) der Druckdose
verbunden ist, und von denen das andere beweglich ist und integral mit
einem beweglichen Flansch (6) verbunden ist, der seinerseits integral
mit der Führungsbüchse (4) verbunden ist.
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Representative=s name: MAI DOERR BESIER PATENTANWAELTE, DE |
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R071 | Expiry of right |