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Walzkopf mit gegen die Walzgutachse geneigt
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fliegend gelagerten Kegelwalzen Die Erfindung betrifft einen Walzkopf
mit gegen die Walzgutachse geneigt fliegend gelagerten, gegen das Walzgut anstellbaren
Kegelwalzen, deren Achsen als in Achsgehäusen drehbar gelagerte Hohlwellen ausgebildet
sind, in denen, formschlüssig gegen Verdrehen gegenüber diesen gesichert, Schiebebuchsen
durch deren axiale Lage bestimmende Verstellbuchsen gehalten sind, und die Schiebebuchsen
von Spannbolzen durchgriffen sind, welche jeweils mit einem Bund auf einem Ansatz
der Schiebebuchsen aufliegen und mit einem ihnen zugeordneten Gewinde die Kegelwalzen
gegen das freie Ende der Schiebebuchsen verspannen, und gemäß Patent (Patentanmeldung
P 2c o9 867.3-14) den Verstellbuchsen axial verschiebbare Kuppelbuchsen zugeordnet
sind, durch welche in deren Arbeitsstellung die Verstellbuchsen drehfest mit den
Hohlwellen und in deren anderer Extremstellung die Verstellbuchsen zur Betätigung
durch die Antriebsvorrichtung des Walzgerüstes drehfest mit den Achsgehäusen verbunden
sind. Derartige Walzköpfe werden für aus der DT-AS 16 o2 153 sowie aus der DT-OS
27 45 684 bekannte Planetenschrägwalzwerke als Träger der als Arbeitswalzen vorgesehenen
Kegelwalzen benutzt. Sie gestatten sowohl das axiale Anstellen der Walzen als auch
die Einstellung der den Vorschub des Walzgutes bewirkenden Abweichung der Achse
der Kegelwalzen von der des Walzgutes.
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Nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 20 o9 867.3-14) ist es bekannt,
das axiale Anstellen der Kegelwalzen durch den Überlagerungsantrieb des Planetenschrägwalzwerkes
bewirken zu lassen, indem die im Betriebe zur Fixierung drehfest mit den Hohlwellen
gekuppelten Verstellbuchsen zur Durchführung der Anstellung
von
der Hohlwelle gelöst und mit dem Achsgehäuse verbunden, d. h., durch dieses festgehalten
werden. Wird nun der Überlagerungsantrieb betätigt, so drehen sich die Hohlwellen
mit den Verschiebebuchsen, die Verstellbuchsen aber werden festgehalten, so daß
zwischen Verschiebebuchsen und Verstellbuchsen eine die axiale Anstellung bewirkende
Drehbewegung auftritt.
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Eine derartige Ableitung der Verstellbewegung vom Uberlagerungsantrieb
entlastet das Bedienungspersonal erheblich, insbesondere wenn zum Zwecke des Walzenwechsels
größere Anstellhube durchzuführen sind. Es wurde jedoch als störend empfunden, daß
eine derartige Ausbildung des Walzkopfes sowohl die Feinanstellung der Walzen als
auch die hierbei gegebenenfalls erforderliche Anstellung einzelner Walzen erheblich
erschwert. Zwar sind den Antriebsvorrichtungen der Kuppelbuchsen Absperrmittel vorgeordnet,
welche gestatten, den Überlagerungsantrieb nur für die axiale Verstellung ausgewählter
Kegelwalzen wirksam zu halten; diese gesonderte Betätigung verlangt aber sowohl
hohe Aufmerksamkeit als auch Geschicklichkeit des Bedienungspersonals und erweist
sich als zeitraubend. Weiterhin sind in für den Walzenwechsel unerwünschter Weise
die Einstellung der gewünschten Umdrehungsphase der Arbeitswalzen sowie die axiale
Anstellung derselben zwangsläufig gekoppelt, so daß beim Einstellen der für den
Walzenwechsel erforderlichen Umdrehungsphase der Kegelwalzen sich eine den Walzenwechsel
behindernde und ein schnelles, zügiges Wechseln der Walzen vereitelnde axiale Anstellung
derselben ergeben kann.
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Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, einen gemäß der Gattung
ausgebildeten Walzkopf, bei dem die Anstellung der Walzen im wesentlichen durch
den Überlagerungsantrieb des Walzgerüstes kraftbetrieben vorgenommen werden kann,
derart zu gestalten, daß sowohl die Möglichkeit einer gegebenenfalls gesonderten
Feinanstellung der Kegelwalzen sowie die einer axialen Anstellung ohne Drehen derselben
gegeben sind.
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Gelöst wird diese Aufgabe, indem in einer fixierbaren Zwischenstellung
der Kuppelbuchsen des gattungsgemäßen Walzkopfes die
Verstellbuchsen
außer Eingriff der Hohlwellen sowie der Achsgehäuse stehen. Hierdurch wird es ermöglicht,
in der definiert herbeiführbaren Zwischenstellung der Kuppelbuchsen die Arbeitswalzen
unter Einhaltung ihrer für den Walzenwechsel erforderlichen Drehphase exakt in die
für den Wechsel erforderliche axiale Position zu bringen oder die Anstellung der
Arbeitswalzen gesondert bzw. unabhängig voneinander um gewünschte geringe Beträge
feinzujustieren.
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Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den
vorstehend aufgefUhrten Unteransprüchen zu entnehmen.
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Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert.
Es zeigen hierbei: Figur 1 einen vereinfachten Horizontalschnitt durch ein Planetenschrägwalzwerk
in Höhe der Walzgutachse,und Figur 2 in gleicher Darstellung vergrößert das in Fig.
1 geschnittene Achsgehäuse mit Einbauten und Kegelwalze.
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In Fig. 1 ist horizontal geschnitten ein Planetenschrägwalzwerk gezeigt,
dessen Stator 1 mit einer zentralen Walzgutführung 2 ausgestattet ist, durch welche
hindurch das Walzgut den es umformenden Kegelwalzen zugeführt wird. Im Stator 1
ist drehbar eine die Walzgutführung 2 umfassende, mit einem Sonnenrad 3 ausgestattete
Sonnenwelle 4 gelagert. Auf dem Stator 1 sowie dem freien Ende der Sonnenwelle 4
ist weiterhin ein mit drei Achsgehäusen 5 für Kegelwalzen 7 ausgestatteter Walzkopf
6 gelagert.
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Dem Stator sind weiterhin zwei Wellen 8 und lo zugeordnet. Die vom
nicht dargestellten Hauptantrieb angetriebene Welle 8 weist ein Ritzel auf, das
in ein mit dem Walzkopf 6 verbundenes Kegelrad 9 eingreift, so daß der nicht dargestellte
Hauptantrieb den Antrieb des Walzkopfes 6 bewirkt. Die durch einen ebenfalls nicht
dargestellten Überlagerungsantrieb betriebene Welle lo greift mit einem ihr zugeordneten
Ritzel in ein Kegelrad 11 ein, das der Sonnenwelle 4 zugeordnet ist.
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Der Walzkopf 6 ist mit drei Achsgehäusen 5 ausgestattet, von denen
einer in der Zeichenebene dargestellt ist. Das Achsgehäuse wird von einer Hohlwelle
12 durchgriffen, in der axial verschieblich und durch eine Nut-Feder-Verbindung
drehfest gehalten, eine Verschiebebuchse 13 vorgesehen ist. Die Verschiebebuchse
13 wird von einem Spannbolzen 14 durchgriffen, dessen Bund 15 sich auf den Ansatz
16 der Verschiebebuchse abstützt, und der mit seinem der Walzachse zugewandten Ende
mittels eines Gewindes die Kegelwalze 7 gegen die Stirnfläche der Verschiebebuchse
13 verspannt. In den Figuren nicht dargestellt, sich quer zur Zeichenebene erstreckende
Nute der Kegelwalzen 7 und in diese eingreifende Federn der Hohlwelle 12 sichern
diese Verbindung gegen sie beanspruchende Momente. In ein in der Verschiebebuchse
13 vorgesehenes Gewinde greift das Außengewinde einer Verstellbuchse 17 ein, die
in der Hohlwelle 12 drehbar gelagert und gegen axiale Verschiebungen abgestützt
ist: Ihr Bund 18 steht vor der Stirnfläche des zweiwertigen Lagers 19, und die Gegenflanke
des Bundes 18 wird durch die Stirnfläche eines in die Bohrung der Hohlwelle 12 eingeschraubten
Stützringes 20 abgestützt, der nach Einstellen des gewünschten Spieles mittels einer
einen quergeschlitzten Abschnitt durchgreifenden Spannschraube fixierbar ist. Um
Rückwirkungen auf den Spannbolzen 14 auszuschließen und diesen gegen Lösen zu sichern,
ist er von einem Rohr 21 umgeben, dessen inneres Ende durch eine Nut-Feder-Verbindung
drehfest in der Hohlwelle 12 geführt ist, während das freie Ende mit einer Kappe
22 lösbar verbunden ist, die formschlüssig sowohl in einen dem Rohre 21 zugeordneten
Endkörper eingreift, als auch den zum Angriff von Werkzeugen vorgesehenen Vierkant
23 des Spannbolzens 14 formschlüssig fest umschließt.
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Der Antrieb der Hohlwellen 12 und damit der Kegelwalzen 7 wird während
des Umlaufens des Walzkopfes 6 durch Abwälzen von in das Sonnenrad 3 eingreifenden
Zahnrädern bewirkt. In Fig. 1 ist der Walzkopf in zwei unterschiedlichen Ebenen
geschnitten dargestellt; der unten gezeigte Halbschnitt weist ein mit dem Sonnenrad
3 kämmendes Zwischenrad 24 auf, das seinerseits in ein
Planetenrad
eines benachbarten, nicht dargestellten Achsgehäuses eingreift. In der Figur ist
im oben wiedergegebenen Halbschnitt des Walzkopfes 6 das dem dargestellten Achsgehäuse
5 zugeordnete Planetenrad 26 gezeigt, das auf der auch in Fig. 2 gezeigten Planetenwelle
25 vorgesehen ist und mittels eines Ritzels 27 ein mit der Hohlwelle 12 verbundenes
Kegelrad 28 treibt.
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Die Übersetzungen sind hierbei so gewählt, daß bei stillstehender
Sonnenwelle 4 die Mäntel der Kegelwalzen 7 sich etwa auf dem Umformbereich abwälzen.
Durch Einstellen des Oberlagerungsantriebes und damit langsames Drehen der Sonnenwelle
2 und des Sonnenrades 3 wird die Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Zonen der
umlaufenden Kegelwalzen so eingestellt oder eingeregelt, daß das gewünschte Abwälzen
bei ohne Drehung langsam vorrückendem Walzgut erreicht wird. Um während dieses normalen
Betriebes Drehungen der Verstellbuchse 17 gegen die Verschiebebuchse 13 auszuschließen,
ist eine mittels einer Feder 29 vorgespannte Kuppelbuchse 30 vorgesehen, die mittels
einer Vielkeilverbindung 46 drehfest, jedoch axial verschiebbar auf dem Schaft der
Verstellbuchse 17 angeordnet ist. In der gezeigten Arbeitsstellung greift die Kuppelbuchse
30 mit ihrer Verzahnung 31 in eine entsprechende Verzahnung der Hohlwelle 12 ein.
Damit sind sowohl die Verschiebebuchse 13 als auch die Verstellbuchse 17 mit der
Hohlwelle 12 drehfest verbunden, so daß sie gegeneinander nicht verdrehbar sind.
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Soll die Kegelwalze 7 axial verschoben werden, so wird über eine Druckluftzufuhr
34 der Ringkolben 33 beaufschlagt, so daß er im Zylinder 36 gegen die Kraft der
ihn vorspannenden Feder 32 verschoben wird. Hierbei trifft seine innere Stirnfläche
auf eine Stützfläche der Kuppgelbuchse 30 und verschiebt diese gegen die Kraft ihrer
Feder 29 axial in Richtung zur Kegelwalze. Hierbei wird die Verzahnung 31 der Kuppelbuchse
aus der der Hohlwelle 12 gelöst. Bei Vollendung des Hubes des Ringkolbens 33 und
damit auch dessen der Kuppelbuchse 30 tritt deren Verzahnung 35 in die ihr gegenüberstehende
Verzahnung 45 ein, die stationär am Achsgehäuse 5 angeordnet ist. Damit sind nunmehr
die Verstellbuchse 17
und die drehfest durch die Vielkeil-Verbindung
46 mit ihr verbundene Kuppelbuchse über die Verzahnung 35 festgehalten. Wird nun,
vorzugsweise bei stehendem Walzkopf, der Uberlagerungsantrieb betätigt und damit
die Sonnenwelle gedreht, so überträgt sich diese Bewegung über Zwischenrad 24, Planetenrad
26, Ritzel 27 und Kegelrad 28 auf die Hohlwelle 12, welche über ihre Nut-Feder-Verbindung
die von ihr eingeschlossene Verschiebebuchse 13 mitnimmt. Die Drehung der Verschiebebuchse
13 gegen die mit ihr durch ein Gewinde verbundene, festgehaltene Verstellbuchse
17 bewirkt die gewünschte axiale Verschiebung der Verschiebebuchse 13 mit der an
ihrer Stirnfläche verspannten Kegelwalze 7. Nach einer der gewünschten Drehung entsprechender
Beaufschlagung des Überlagerungsantriebes werden dieser stillgesetzt und die Druckluftzuführung
34 entlastet, so daß die Feder 32 den Ringkolben 33 und die Feder 29 die von ihr
beaufschlagte Kuppelbuchse 33 in ihre Ausgangsstellung zurückzuschieben vermögen.
Hierbei wird die Verzahnung 35 der Kuppelbuchse aus der gehäusefesten Verzahnung
45 gelöst, und ihre Verzahnung 31 tritt in die der Hohlwelle 12 ein, so daß, wie
beim normalen Arbeiten, die Verstellbuchse gegenüber der Verschiebebuchse arretiert
und damit gegen axiale Verstellungen gesichert ist.
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Ist eine manuelle Nachstellung einzelner Kegelwalzen zu bewirken,
und soll insbesondere zur Vornahme des Walzenwechsels die Kegelwalze 7 in einer
Drehphase, welche nach Lösen des Spannbolzens 14 ein leichtes Ausbringen der Kegelwalze
ohne Behinderung durch die Nut-Feder-Verbindung mit der Verschiebebuchse 13 sichert,
in die zum Angriff einer Walzenwechselvorrichtung vorgegebene axiale Position gebracht
werden, so werden die freien Enden der Verstellbuchse sowie des Spannbolzens 14
durch Abnehmen der Schutzhaube 37 freigegeben. Wird hierbei die Grundplatte 38 von
ihrem Sitz gelöst, so vermag der Riegelbolzen 39 unter Einwirkung des ihn vorspannenden
Federelementes 40 nach oben aus dieser Grundfläche herauszutreten. Gleitet nun unter
Einwirkung des Federelementes 40 der Riegelbolzen 39 nach außen, so schiebt er mit
seiner rampenartigen Ausnehmung 41, welche die Ausnehmung 42 eines durch eine Feder
44 vorgespannten Anschlagbolzens 43 hintergreift, diesen gegen die ihn vorspannende
Federkraft durch eine oeffnung des Zylinders 36 in den Zylinderraum ein und damit
in den Weg des Ringkolbens 33.
Das bedeutet, daß bei einer nach
Abnehmen der Schutzhaube 37 und dem damit bedingten Vorschieben des Anschlagbolzens
43 bewirkten Beaufschlagung der Druckluftzuführung 34 der Ringkolben 33 nur einen
durch den Anschlag 43 begrenzten Teilhub auszuführen vermag. In der durch den vorgeschobenen
Anschlagbolzen 43 definierten Zwischenstellung des Ringkolbens 33 hat dieser die
Kuppelbuchse 30 so weit mitgenommen und axial verschoben, daß deren Verzahnung 31
aus der Verzahnung der Hohlwelle 12 gelöst ist, die Verzahnung 35 aber noch nicht
in Eingriff mit der Verzahnung 45 steht. Das bedeutet, daß die Kuppelbuchse 30 die
Verstellbuchse 17 freigegeben hat. Würde nun durch Beaufschlagung des Überlagerungsantriebes
die Hohlwelle 12 gedreht, so wird diese Drehung ohne axiale Verschiebung der Kegelwalze
7 bewirkt, da mit der Hohlwelle 12 und der Verschiebebuchse 13 sich auch, gehalten
durch den Widerstand des Gewindes, die Verstellbuchse 17 mitdreht.
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Andererseits können beliebig gewünschte axiale Feineinstellungen der
Anstellung einer Schiebebuchse bewirkt werden, indem die Verstellbuchse 17 manuell,
bspw. vermittels von an deren am oberen, freien Ende vorgesehene Flächenelemente
47 angreifenden Werkzeugen, verstellt wird. Diese Verstellungen lassen sich feinfühlig
und für jedes der Achsgehäuse 5 gesondert durchführen, so daß das Feinjustieren
der Kegelwalzen 7 außerordentlich erleichtert wird, ohne daß auf die motorische
Anstellung verzichtet werden muß, die sich insbesondere beim Walzenwechsel oder
bei einer Einstellung auf andere Kaliber als zweckmäßig erweist, da hier größere
Anstellwege der drei Kegelwalzen 7 parallel und schnell zu bewirken sind. Als vorteilhaft
erweist sich hierbei, daß die manuelle Anstellung ohne Drehen der Arbeitswalzen
bewirkt wird, so daß beim Walzenwechsel motorisch und damit schnell die axiale Ausgangsstellung
der Arbeitswalzen angefahren werden kann, durch spontanes, kurzzeitiges Einschalten
des Antriebes in der vorgegebenen Stellung des Walzkopfes die zum Walzenwechsel
erforderlichen Drehphasen der Kegelwalzen herbeigeführt werden, und dann durch manuelle
Nachstellung die hierfür erforderliche axiale Einstellung ohne weiteres Drehen der
Kegelwalzen bewirkbar ist.
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Die Handhabung erweist sich als einfach und sinnfällig, da bei der
dargestellten Ausführung mit Abnehmen der Schutzhaube 37
sowohl
die für den Angriff von Werkzeugen vorgesehenen Flächenelemente 47 freigelegt werden
als auch die Voraussetzungen für den die Freigabe der Verstellbuchsen bewirkenden
Arbeitshub der Ringkolben 33 geschaffen werden.
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L e e ; s'e i t e