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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen der Position
von Walzen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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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 ausbalanzierten Einstellen der Position dieser
Walzen gerichtet.
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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 Dornes). 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.
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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.
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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.
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Gemäß der 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.
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So
zeigt die 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 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.
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Aus
der
DE 93 04 697 U1 ist
eine Vorrichtung zum Einstellen der Position von Walzen bekannt,
bei der zur Ausbalancierung der Stützwalze der Hubzylinder in
den Kolben der Kolbenzylindereinheit zentrisch eingesetzt ist. Die
Ansteuerung der Zylinderräume
der Kolbenzylindereinheit erlaubt eine schnelle und feinfühlige Regelung
der Walzkraft.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einer Vorrichtung zum
Einstellen der Position von Walzen der eingangs genannten Art, diese
so auszubilden, daß die
Einstellsteuerung durch einen axialen Ausgleich entlang 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 herbeiführen, entfällt.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1.
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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.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
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Es
zeigen:
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1 und
zwei schematische senkrecht zueinander und auf der
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2 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,
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3 eine
Schnittansicht eines Zweiwalzen-Gerüstes des obengenannten Typs,
das mit einer Einstell-Einrichtung mit axialem Ausgleich entsprechend
der vorliegenden Erfindung versehen ist,
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4 eine
Ansicht ähnlich
zu der nach 1 für ein Walzgerüst nach 3 mit
der Einstell-Einrichtung nach der Erfindung,
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5 eine
Schnittansicht einer hydraulischen Druckdose für das Walzgerüst nach 3 mit der
Einstell-Einrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, und
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6 eine
weitere schematische Teilansicht der Walzen eines Walzengerüstes gemäß 3 in zwei
unterschiedlichen Einstellpositionen.
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Aus
den Zeichnungen ist ersichtlich, daß hydraulische Druckdosen 20 gemäß 3,
vier für
jedes Walzgerüst
(zwei für
jede Walze), vorgesehen sind, die gemäß 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.
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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
Delektieren der linearen Position gesteuert werden, die in 5 mit der
Bezugsziffer 7 versehen sind, und die üblicherweise durch elektronsiche
Lagegeber gebildet werden.
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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 (4 und 6) trägt, zu halten.
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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.
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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 (sh. 5)
bewegt. Da der Steuerzylinder 13 stationär angeordnet
ist, besteht nicht die Notwendigkeit für flexible Zuleitungen.
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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 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.
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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.
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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.
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Es
ist ferner hervorzuheben, daß die
Walzen 9 jeweils mittels eines anhängenden Antriebs 19 (sh. 6)
angetrieben werden, der jeweils über
eine Verbindung im Wirkeingriff mit einer sogenannten Antriebsspindel
der bekannten Art steht. Diese Spindeln sind in 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 2 zum Stand
der Technik erwähnt
wurden.
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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.
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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.
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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.