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Walzgerüst
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Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit zwei Walzenständern, zwei
zwischen den Walzenständern auswechselbar angeordneten Arbeitswalzen und einem Hauptantrieb
für die Arbeitswalzen, wobei der Hauptantrieb einen Antriebsmotor, ein über eine
Kupplung und ggf. ein Reduziergetriebe mit dem Antriebsmotor verbundenes Kammwalzgerüst
und je eine das Kammwalzgerüst mit je einer der Arbeitswalzen verbindende Gelenkwelle
aufweist, wobei jede Arbeitswalze an ihrem der Gelenkwelle zugewandten Ende mit
einem Zentrier- und Kupplungszapfen
und jede Gelenkwelle an ihrem
der Arbeitswalze zugewandten Ende mit einer zu dem Zentrier- und Kupplungszapfen
der Arbeitswalze korrespondierenden Kupplungsmuffe versehen ist und wobei ein Hilfsantrieb
zum langsamen Bewegen der Gelenkwellen vorgesehen ist. (Die Zuordnung von Zentrier-
und Kupplungszapfen einerseits und Kupplungsmuffen andererseits zu den Arbeitswalzen
bzw. zu den Gelenkwellen kann im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch umgekehrt
vorgesehen werden.) Walzgerüste der vorstehend beschriebenen Gattung sind seit langem
in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und werden üblicherweise im Rahmen von
Walzstraßen eingesetzt. Die Arbeitswalzen eines solchen Walzgerüstes erleiden im
Laufe der Zeit betriebsbedingten Verschleiß und müssen daher von Zeit zu Zeit ausgewechselt
werden. Außerdem ist ein Walzenwechsel selbstverständlich dann notwendig, wenn eine
Änderung der zu walzenden Profile vorgenommen wird.
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Beim Walzenwechsel lassen die Arbeitswalzen sich zwar leicht ausbauen,
wobei beim Ausbau die Zentrier- und Kupplungszapfen einfach aus den Kupplungsmuffen
herausgezogen werden. Ein Problem besteht jedoch darin, daß beim Einbau der Arbeitswalzen
die Zentrier- und Kupplungszapfen in der Regel nicht ohne weiteres in die Kupplungsmuffen
eingeschoben werden können, weil die einander entsprechenden Ausweitungen und Ausnehmungen
an Zentrier- und Kupplungszapfen bzw. Kupplungsmuffen sich nicht decken.
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Mindestens bei älteren Walzgerüsten sind die Antriebsmotoren so ausgelegt,
daß die Arbeitswalzen nicht in einer genau definierten Lage angehalten werden können,
sondern frei auslaufen. Folglich existiert hierbei auch keine definierte Lage der
Kupplungsmuffen der Gelenkwellen. Beim Einbau neuer Arbeitswalzen müssen daher die
Zentrier- und Kupplungszapfen der Arbeitswalzen, d. h. die Arbeitswalzen insgesamt,
jeweils einzeln entsprechend der jeweiligen Lage der zugehörigen Kupplungsmuffe
ausgerichtet werden. Dies verursacht verhältnismäßig großen Arbeits- und Zeitaufwand,
der im Ergebnis
erheblichen Kostenaufwand verursacht, weil während
des Walzenwechsels die ganze Walzstraße stilliegt.
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Bei modernen Walzgerüsten sind die Antriebsmotoren für die Arbeitswalzen
so steuerbar, daß die Arbeitswalzen beim Walzenwechsel verhältnismäßig genau in
einer vorbestimmten Position angehalten werden können, so daß mehr oder minder genau
eine vorbestimmte relative Lage der Kupplungsmuffen der Gelenkwellen vorgegeben
ist. Die Genauigkeit, mit der dabei eine vorgegebene Orientierung der Kupplungsmuffen
eingehalten werden kann, beträgt üblicherweise + 5 ... 300 und läßt damit immer
noch zu wünschen übrig.
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Von diesen Problemen ausgehend ist vorgeschlagen worden (vgl. die
Patentanmeldung P 29 50 056.9), zusätzlich zum Hauptantrieb der Arbeitswalzen einen
Hilfsantrieb von verhältnismäßig geringer Leistung zum langsamen Bewegen der Gelenkwellen
vorzusehen. Dabei wird davon ausgegangen, daß im Zuge der vorbereitenden Maßnahmen
beim Walzenwechsel die neu einzubauenden Arbeitswalzen mit genau vorgegebener Orientierung
der Zentrier- und Kupplungszapfen in das Walzgerüst eingeführt werden. Diese Orientierung
läßt sich vor dem eigentlichen Walzenwechsel und folglich ohne lange Stillegung
der Walzstrasse mit der erforderlichen Genauigkeit vornehmen. Vor dem Einbau der
Arbeitswalzen werden die Gelenkwellen durch den Hilfsantrieb so orientiert, daß
die Zentrier- und Kupplungszapfen sich ohne weiteres in die Kupplungsmuffen einführen
lassen.
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Bei diesem bereits vorgeschlagenen Walzgerüst besteht der Hilfsantrieb
im wesentlichen aus einem Zahnradantrieb, der mit einem schwenkbaren Ausleger in
Eingriff mit einer an der Kupplung des Hauptantriebs vorgesehenen Aussenverzahnung
gebracht werden kann. Dieser Hilfsantrieb erlaubt es zwar, die Gelenkwellen um beliebige
Winkel kontinuierlich zu drehen, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die
Stellung, in der die Gelenkwellen angehalten worden sind, vollständig unbestimmt
ist. Als verhältnismäßig umständlich erweist sich dabei jedoch die Notwendigkeit,
den Zahnradantrieb des Hilfsantriebs
jeweils erst im Eingriff mit
der Außenverzahnung der Kupplung zu bringen. Ferner ist dabei die Stellung, in der
die Zentrier- und Kupplungszapfen in die Kupplungsmuffen eingeführt werden, nicht
eindeutig durch den Hilfsantrieb bestimmt, - diese Stellung muß vielmehr gezielt
angefahren werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Walzgerüst der
vorstehend erläuterten Gattung den Hilfsantrieb so auszugestalten und weiterzubilden,
daß in einfacher Weise und insbesondere gleichsam in einem einzigen Bewegungsablauf
die vorgesehene Stellung der Gelenkwellen genau und reproduzierbar angefahren wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hauptantrieb
einen Flansch mit mindestens einem Mitnehmersteg oder einer Mitnehmerausnehmung
aufweist, daß der Hilfsantrieb einen um eine zur Achse des Flansches parallele Schwenkachse
schwenkbaren und am Mitnehmersteg mit einem Führungskopf angreifenden Mitnehmerhebel
sowie einen Anschlag aufweist, wobei der Flansch durch den Mitnehmerhebel bis zur
Anlage des Mitnehmerstegs am Anschlag drehbar ist, und daß der Mitnehmerhebel und
der Anschlag aus der Bahn des Mitnehmerstegs ausschwenkbar sind. Erfindungsgemäß
erfolgt die Einrichtung der Gelenkwellen somit dadurch, daß der Hauptantrieb über
den drehfest angeschlossenen Flansch durch eine Hebelschwenkung und damit gleichsam
in einem Zuge in die vorgesehene Stellung gedreht wird, in der die Zentrier- und
Kupplungszapfen in die Kupplungsmuffen eingeführt werden können. Diese Stellung
ist dann erreicht, wenn der vom Führungskopf des Mitnehmerhebels erfaßte Mitnehmersteg,
der am Flansch fest angeschlossen ist, bis zur Anlage am Anschlag mitgeführt ist.
Ist diese Stellung erreicht, so werden der Mitnehmerhebel und der Anschlag erfindungsgemäß
aus der Bahn des Mitnehmers ausgeschwenkt, so daß der anschließende Walzbetrieb,
bei dem der Flansch mit dem Hauptantrieb umläuft, durch den Mitnehmerhebel und den
Anschlag nicht behindert wird.
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Der Winkelbereich, innerhalb dessen ein Mitnehmersteg vom Führungskopf
erfaßt werden kann, hängt einerseits vom nutzbaren Arbeitsbereich des Mitnehmerhebels
und damit des Führungskopfes ab, was nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird,
und ist andererseits durch die mehr oder minder große Ungenauigkeit bestimmt, mit
der der Hauptantrieb angehalten werden kann. Diese Ungenauigkeit läßt den Bereich,
in dem ein Mitnehmersteg sich beim Anhalten befinden kann, mehr oder minder groß,
andererseits darf dieser Bereich nicht größer sein als der "Einfangbereich" des
Führungskopfes. Diese Überlegungen führen dazu, ggf. mehrere auf dem Umfang des
Flansches gleichmäßig verteilt angeordnete Mitnehmerstege vorzusehen, - selbstverständlich
in Abstimmung mit der Drehsymmetrie des Profils der Zentrier- und Kupplungszapfen
bzw. Kupplungsmuffen. In jedem Fall empfiehlt es sich, die Mitnehmerstege als Leisten
auszubilden, die sich im wesentlichen radial erstrecken und in axialer Richtung
von der Stirnfläche des Flansches vorstehen, - wenn auch anstelle des Mitnehmersteges
oder der Mitnehmerstege eine Mitnehmerausnehmung oder Mitnehmerausnehmungen verwirklicht
sein können.
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Die vorstehenden Überlegungen hinsichtlich des Einfangbereichs des
Führungskopfes haben zur Folge, daß eine mehr oder minder genaue Bahnangleichung
zwischen dem Führungskopf und dem Mitnehmersteg angestrebt werden muß. Dabei können
gewisse Bahnabweichungen ohne weiteres hingenommen werden, wobei es sich in jedem
Fall empfiehlt, den Führungskopf mit einer am Mitnehmersteg anliegenden Führungsrolle
auszurüsten, die eine durch Bahnabweichungen verursachte Relativbewegung gegenüber
dem Mitnehmersteg verschleißfrei und reibungsarm zuläßt.
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Im einfachsten Fall, d. h. wenn nur ein verhältnismäßig geringer Einfangbereich
des Führungskopfes erforderlich ist, genügt bereits eine einfache ortsfeste Lagerung
des Mitnehmerhebels. Zu bevorzugen ist jedoch eine Auslegung, bei der der Führungskopf
auf einer mindestens abschnittsweise bezüglich der Achse des Flansches im wesentlichen
konzentrischen, also angenäherten bogenförmigen Bahn geführt ist. Eine grundsätzliche
Lösung, mit
der eine solche verbesserte Bahnangleichung erreicht
werden kann, besteht darin, die Schwenkachse des Mitnehmerhebels zu sich selbst
parallel in einer zu Achse des Flansches senkrechten Ebene zu verlagern. Dies gelingt
bei einer durch Anpassungsfähigkeit besonders vorteilhaften Lösung dadurch, daß
der Mitnehmerhebel die Koppel eines Viergelenks bildet, dessen Lenker ortsfest an
einem Maschinengestell des Hilfsantriebs gelagert sind. Die Koppel trägt den Führungskopf,
der üblicherweise außerhalb des Anlenkpunktes der Koppel angeordnet ist. Die Bestimmung
der Elemente des erfindungsgemäß vorgesehenen Viergelenks ist einem Fachmann ohne
weiteres möglich, im übrigen ergibt sich eine mögliche Anordnung aus dem nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiel. In jedem Fall ist es unter Ausnutzung der kinematischen
Eigenschaften von Viergelenken möglich, eine sehr genaue Bahnangleichung von Führungskopf
und dem jeweils erfaßten Mitnehmersteg über einen ausgedehnten Einfangbereich zu
erreichen.
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Für die ausschwenkbare Anordnung des Anschlags, gegen den der jeweilige
Mitnehmersteg durch den Führungskopf geführt wird, bestehen verschiedene Möglichkeiten.
Bei einer besonders vorteilhaften, von der Erfindung vorgesehenen Ausführungsform
ist der Anschlag an einem ortsfest gelagerten zweiarmigen Anschlaghebel angeordnet,
dessen dem Anschlag abgewandter Arm einen der Lenker des vorstehend erläuterten
Viergelenks bildet. Die Schwenkung des Mitnehmerhebels ist dabei folglich mit einer
Schwenkung des Anschlaghebels gekoppelt. Diese Koppelung läßt sich so einrichten,
daß der Mitnehmerhebel und der Anschlaghebel in ihren Endstellungen aus der Bahn
des Mitnehmersteges ausgeschwenkt sind. Bei der unter Mitnahme des Mitnehmersteges
erfolgenden Arbeitsbewegung des Mitnehmerhebels kommt diesem aufgrund der Koppelung
im Rahmen des Viergelenks der Anschlaghebel gleichsam entgegen, bis der Mitnehmersteg
in einer eindeutig vorbestimmten Lage zwischen dem Führungskopf und dem Anschlag
festgelegt ist. Eine Feineinstellung dieser Stellung ist dadurch möglich, daß eine
am Anschlaghebel angeordnete und den Anschlag bildende Stellschraube entsprechend
einjustiert wird.
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Vorzugsweise werden der Mitnehmerhebel und der Anschlaghebel durch
einen Stelltrieb, vorzugsweise eine hydraulische Zylinderkolbenanordnung, angetrieben.
Eine in dieser Hinsicht besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem dem Anschlaghebel gegenüberliegenden Lenker des Viergelenks ein Stellarm
drehfest verbunden ist und der Stelltrieb, d. h. also insbesondere die hydraulische
Zylinderkolbenanordnung einerseits am Stellarm angreift und andererseits am Maschinengestell
schwenkbar gelagert ist.
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Walzgerüsteder in Rede stehenden Art werden üblicherweise durch Antriebsmotore
von verhältnismäßig hoher Drehzahl angetrieben, die durch Reduziergetriebe, Kammwalzgerüst
usw. auf die Betriebsdrehzahl der Arbeitswalzen herabgesetzt wird. Hiervon ausgehend
empfiehlt es sich, den Flansch, an dem der vorstehend erläuterte Hilfsantrieb angreift,
an der Abtriebsseite des Kammwalzgerüstes anzuordnen und mit einer der Gelenkwellen
drehfest zu verbinden. Eine solche Anordnung hat zur Folge, daß durch den Hilfsantrieb
nur eine verhältnismäßig kleine Drehung aufgebracht werden muß. Außerdem entspricht
dabei - ohne weitere Getriebeuntersetzung - der Einfangbereich des Hilfsantriebs
direkt dem nutzbaren Drehwinkel der Gelenkwellen, und schließlich wird die Genauigkeit
der Drehung der Gelenkwellen nicht durch das stets vorhandene Spiel eines zwischengeschaltenen
Getriebes reduziert. Da beide Gelenkwellen durch das Kammwalzgerüst miteinander
getrieblich verbunden sind, genügt ein an einer der Gelenkwellen vorgesehener Flansch
mit dem beschriebenen Hilfsantrieb, um beide Gelenkwellen so einzustellen, daß die
Zentrier- und Kupplungszapfen der Arbeitswalzen in die zugehörigen Kupplungsmuffen
der Gelenkwellen eingeführt werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung
eine Seitenansicht eines Walzgerüsts und
Fig. 2 einen Hilfsantrieb
beim Gegenstand der Fig. 1, in vergrößerter Darstellung und teilweise geschnitten.
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Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Walzgerüst 1 mit
zwei Walzenständern 2, zwei zwischen den Walzenständern 2 auswechselbar angeordneten
Arbeitswalzen 3 und einem Hauptantrieb 4 für die Arbeitswalzen 3. Der Hauptantrieb
4 weist einen Antriebsmotor 5, ein über eine Kupplung 6 mit dem Antriebsmotor 5
verbundenes Kammwalzgerüst 7 und je eine das Kammwalzgerüst 7 mit je einer der Arbeitswalzen
3 verbindende Gelenkwelle 8 auf.
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Die Gelenkwellen 8 sind mit Kupplungsmuffen 9 an in den Figuren nicht
erkennbare Zentrier- und Kupplungszapfen angeschlossen, die jeweils endseitig an
den Arbeitswalzen 3 vorgesehen sind. Um die Kupplungsmuffen 9 in eine Stellung zu
bringen, in der die Zentrier- und Kupplungszapfen eingeschoben werden können, lassen
die Gelenkwellen sich langsam um einen begrenzten Drehbereich drehen. Dazu ist ein
Hilfsantrieb 10 vorgesehen, der an der Abtriebsseite, d. h. also der den Gelenkwellen
8 zugewandten Seite des Kammwalzgerüsts 7 angeordnet ist.
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Einzelheiten des Hilfsantriebs 10 sind in Fig. 2 dargestellt, die
zunächst eine der Abtriebswellen 11 des Kammwalzgerüsts 7 im Querschnitt zeigt.
Mit der Abtriebswelle 11 ist drehfest ein Flansch 12 verbunden, der zugleich zur
Verbindung mit dem Anschluß stück 13 einer der Gelenkwellen 8 dient. An der Stirnseite
des Flansches 12 sind axial vorstehende und sich radial erstreckende Mitnehmerstege
14 angeschlossen. Zur Erleichterung der Montage des Flansches 12 an der Abtriebswelle
11 ist es zweckmäßig, den Flansch 12 radial zu teilen.
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Der Hilfsantrieb 10 weist zunächst ein Maschinengestell 15 auf. Die
Fig. 2 zeigt ferner einen Mitnehmerhebel 16 mit einem Führungskopf 17 und einer
am Führungskopf 17 drehbar gelagerten Führungsrolle 18 sowie einen an einem Anschlaghebel
19 angeordneten Anschlag 20, der durch eine Stellschraube 21 gebildet ist. Der Mitnehmerhebel
16 und der Anschlaghebel 19 sind in nachfolgend
im einzelnen erläuterter
Weise in einer zur Achse 22 des Flansches 12 senkrechten Ebene schwenkbar und insbesondere
aus der mit ausgezogenen Linien dargestellten Angriffsstellung in die mit gestrichelten
Linien angedeutete Stellung überführbar, in der sie aus der Umlaufbahn der Mitnehmerstege
14 ausgeschwenkt sind.
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Am Maschinengestell 15 ist ein Viergelenk 23 gelagert. Das Viergelenk
23 besteht im einzelnen aus einem Lenker 24, der durch einen Arm des Anschlaghebels
19 gebildet und um eine ortsfeste Achse 25 schwenkbar am Maschinengestell 15 gelagert
ist, aus einem weiteren Lenker 26, der gleichfalls um eine ortsfeste Achse 27 am
Maschinengestell 15 gelagert ist, sowie aus einer Koppel 28, die durch den Mitnehmerhebel
16 gebildet und mit den Lenkern 24, 26 gelenkig verbunden ist. Der Lenker 26 ist
drehfest an eine im Maschinengestell 15 gelagerte Welle 29 angeschlossen, und die
Welle 29 ist drehfest mit einem Stellarm 30 verbunden. Eine hydraulische Zylinderkolbenanordnung
31 ist einerseits am Stellarm 30 angelenkt und andererseits im Maschinengestell
15 schwenkbar gelagert.
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Bei eingezogener Stellung der hydraulischen Zylinderkolbenanordnung
31 befinden sich der Mitnehmerhebel 16 und der Anschlaghebel 19 jeweils in der in
gestrichelten Linien dargestellten ausgeschwenkten Stellung. Wird von dieser Stellung
ausgehend die hydraulische Zylinderkolbenanordnung 31 ausgefahren, so beschreibt
der Führungskopf 17 des Mitnehmerhebels 16 die Bewegungsbahn 32, die - wie die Fig.
2 deutlich zeigt - über einen Einfangbereich ct, der im Ausführungsbeispiel ca.
300 umfaßt, mit guter Näherung einem zur Achse 22 des Flansches 12 konzentrischen
Kreis entspricht. Während dieser Bewegung des Mitnehmerhebels 16 wird der Anschlaghebel
19 in entgegengesetzter Richtung in die Bahn des Mitnehmerhebels 14 eingeschwenkt.
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In der in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellten Endstellung
ist der Mitnehmersteg 14 zwischen dem Führungskopf 17 einerseits und dem Anschlag
20 andererseits festgelegt und ist folglich die Abtriebswelle 11 zusammen mit der
angeschlossenen Gelenkwelle 8 in ihre entsprechend vorbestimmte Lage
gedreht
worden, in der der Zentrier- und Kupplungszapfen der entsprechenden Arbeitswalze
3 in die Kupplungsmuffe 9 eingeführt werden kann. Wird anschließend die hydraulische
Zylinderkolbenanordnung 31 wieder eingefahren, so werden der Mitnehmerhebel 16 und
der Anschlaghebel 19 ausgeschwenkt, so daß eine unbehinderte Drehung der Abtriebswelle
11 möglich ist.
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