DE3644783A1 - Zweiwalzenschraegwalzwerk zum lochen und strecken von massiv- und hohlbloecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweiwalzenschrägwalzwerk zum Lochen von Massiv- und Hohlblöcken, bei dem die Walzen verstellbar im Walzen­ ständer angeordnet sind.

Schrägwalzwerke werden seit vielen Jahren, insbesondere in der Stahlrohrherstellung eingesetzt. Sie wurden ständig verbessert und weiterentwickelt. Der derzeitige Stand der Technik wird durch die deutsche Patentschrift 21 56 589 wiedergegeben. Das Walzgerüst dieser Anlage ist mit übereinander liegenden Walzen sowie mit seitlich an­ geordneten ausschwenkbaren und einstellbaren Führungsscheiben ausge­ rüstet. Die Walzen selbst sind in Walzenstühlen gelagert, die in vertikaler Richtung verstellbar von einem Walzenständer aufgenommen werden. Die Verstellung der Walzenstühle wird durch je zwei motorisch angetriebene Gewindespindeln durchgeführt, die durch einen hydrauli­ schen Rückhaltezylinder spielfrei gehalten werden.

Der sogenannte Vorschubwinkel der Walzen, der die schraubenlinien­ förmige Bewegung des Walzgutes bewirkt, ist veränderbar. Dazu werden die Walzenstühle als Trommeln ausgebildet, die sich im Gerüstständer drehen können. Auf diese Weise ist der Vorschubwinkel stufenlos ein­ stellbar, es sei denn, die Walzenstühle werden in vereinfachter Aus­ führungsform durch Beilagen verstellt. In diesem Fall ist die Ein­ stellung des Vorschubwinkels nicht stufenlos; außerdem ist der Umbau des Walzgerüstes zeitaufwendig.

Diese Bauweise bekannter Zweiwalzenschrägwalzwerke ist nachteilig, weil die Größe der Walzenstühle einen Walzenständer von beachtlicher Höhe erforderlich macht, die über alles gemessen unter Umständen 8 bis 10 Meter betragen kann. Bedingt durch die gegebene Walzenmitte über Hüttenflur, steht der Gerüstständer in einer tiefen Fundament­ grube. Als Folge davon müssen auch die Kanäle für die Ableitung des Kühlwassers tief unter Hüttenflur ausgeführt werden.

Da beim Schrägwalzen meist ein Innenwerkzeug eingesetzt wird, das sich über eine Walzstange in einem Widerlager abstützt, müssen die hierbei auftretenden Reaktionskräfte von den relativ langen Ständer­ säulen aufgenommen werden, was zu erheblichen Durchbiegungen dersel­ ben führt.

Auch sind infolge des hohen Gerüstständers aus den Walzkräften re­ sultierende Ständersäulendehnungen zu erwarten, die den Walzspalt vergrößern und die Abmessungen des Walzgutes verungleichmäßigen.

Aus der Dimensionierung des Gerüstständers und der Verwendung der Walzenstühle ergibt sich schließlich auch ein komplizierter und auf­ wendiger Ausbau der Walzen, vor dem zunächst schwere Gerüstdeckel und Fensterklappen gelöst, geschwenkt bzw. komplett entfernt werden müs­ sen, um Zugang zu den Walzenstühlen zu schaffen. Dazu ist ein Kran oder eine separate Wechselvorrichtung erforderlich; der Ausbau ist zeitlich und mechanisch aufwendig.

Ausgehend von dem Stand der Technik und den geschilderten Nachteilen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Zweiwal­ zenschrägwalzwerk zu schaffen, das die geschilderten Nachteile nicht aufweist und mit niedriger Bauhöhe in dehnungsarmer Ausführung bei geringem mechanischem Aufwand einen einfachen und kurzzeitigen Wal­ zenwechsel oder Gerüstwechsel ermöglicht.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Walzenständer in zwei je eine Walze und ggfs. deren Einbaustücke aufnehmende, mitein­ ander lösbar verbundene Ständerhälften aufgeteilt ist und die Stän­ derhälften zur Verstellung des Vorschubwinkels der Walzen gegenein­ ander um eine gemeinsame, die Walzgutachse im rechten Winkel schnei­ dende Achse verschwenkbar sind. Vorzugsweise ist zwischen den gegen­ einander verschwenkbaren Ständerhälften ein ortsfester, mit dem Fun­ dament verbundener Mittelrahmen vorgesehen.

Bei derartig ausgeführten Zweiwalzenschrägwalzwerken kann die Bauhöhe wesentlich niedriger ausgeführt werden, weil die groß dimensionierten Walzenstühle entfallen. Die Einstellung des Vorschubwinkels kann stufenlos dadurch erfolgen, daß die Ständerhälften gegeneinander verschwenkt werden und mit ihnen die in den Einbaustücken der Stän­ derhälften verlagerten Walzen. Auf diese Weise läßt sich die Gesamt­ höhe des Walzgerüstes bei gleichem Walzendurchmesser um etwa 50% reduzieren. Damit geht eine Gewichtsverringerung um mindestens ca. 50% einher.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verbindung der Ständerhälften mittels vorgespannter, die Ständer­ hälften beidseitig der Walzgutachse durchdringender Zuganker erfolgt, wobei zwischen Zugankern und den von ihnen durchdrungenen Bohrungen der Ständerhälften ein das Verdrehen der Ständerhälften ermöglichen­ des Seitenspiel vorhanden ist. Durch die das Gerüst vorspannenden relativ kurzen Zuganker wird die Auffederung des Gerüstes so mini­ miert, daß wesentlich verbesserte Walzguttoleranzen erzielbar sind.

Bei einem Zweiwalzenschrägwalzwerk der erfindungsgemäßen Art mit Mittelrahmen können die die Ständerhälften durchdringenden und ver­ bindenden Zuganker als Stehbolzen ausgebildet sein, die beidseitig am Mittelrahmen befestigt sind. Die Vorspannung der Ständerhälften ge­ geneinander bzw. gegenüber dem Mittelrahmen kann in bekannter Weise mittels Hydraulik-Spannmuttern aufgebracht werden; vor dem Verdrehen der Hälften gegeneinander wird die Vorspannung gelöst.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die den Mittelrahmen durchdringenden Zuganker in diesem drehbar gelagert sind und beidendig im Bereich der von ihnen durchdrungenen Bohrung jeder Ständerhälfte mit Gewinden unterschiedlicher Steigungsrichtung ver­ sehen sind und in den Ständerhälften Stellmuttern mit entsprechendem Gegengewinde angeordnet sind. Dieser Vorschlag ermöglicht eine gün­ stige Einstellung des Walzspaltes durch Verdrehen der Zuganker, deren unterschiedliche Gewinde ein Auseinander bzw. Zusammenbewegen der Ständerhälften bewirken. Dabei können alle derartig ausgebildeten Zuganker von einem gemeinsamen Antrieb betätigt werden.

In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Bohrungen des Mittelrahmens im Bereich ihrer den Gerüsthälf­ ten zugewandten Enden mit Gewinden unterschiedlicher Steigungsrich­ tung versehen sind, in denen mit entsprechendem Außengewinde verse­ hene Gewindebüchsen dreh- und axialverstellbar geführt sind, wobei die Gewindebüchsen an ihren Innenseiten mit auf den Zugankern aufge­ brachten Vielkeilprofilen korrespondieren und die Zuganker zur ge­ gensinnigen Verstellung der mit ihren Stirnseiten auf die Gewinde­ hälften im Sinne einer Aufeinanderzu- bzw. Voneinanderwegbewegung wirkenden Gewindebüchsen drehbar gelagert sind und mindestens ein Ende des Zugankers mit einer Kolben-Zylinder-Einheit zusammenwirkt, mit der die Vorspannkraft des Gerüstes aufbringbar ist. Durch diesen Vorschlag läßt sich sowohl die Anstellung der Gerüsthälften gegenein­ ander als auch die Vorspannung über die Zuganker verwirklichen.

Der Verstellmechanismus zum synchron gegenläufigen Verdrehen der Ständerhälften stützt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung am Fundament des Walzgerüstes und/oder am Mittelrahmen ab. Die Ver­ stellung kann durch synchron arbeitende Kolben-Zylinder-Einheiten, Getriebe oder gegenläufige Exzenter erfolgen.

In günstiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Mittelrahmen die bekannten Führungen für das Walzgut wie Ein- und Ausführungen, Seitenführungen, Schwenkarme für Diescherscheiben oder dergleichen aufnimmt. Diese Teile können ortsfest zusammen mit dem Mittelrahmen verbleiben, wenn die Walzen gewechselt werden müssen.

Letzteres erfolgt nach einem günstigen Merkmal der Erfindung nach Lösen der Verbindung der Ständerhälften dadurch, daß mindestens eine der Walzen und deren Einbaustücke zusammen mit der jeweiligen Stän­ derhälfte ausbaubar ist. Auf diese Weise kann die ausgebaute Ständer­ hälfte schnellstmöglich gegen eine bereits vorbereitete andere Stän­ derhälfte ausgewechselt werden, nachdem zuvor das zweite Einbaustück mit der Gegenwalze gegen eine andere ausgewechselt wurde.

Nach einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird vor­ geschlagen, zum Ausbau der Walzen die Einbaustücke beider Walzen mit­ einander zu verbinden und beide Walzen und deren Einbaustücke zusam­ men mit einer Ständerhälfte auszubauen. Dadurch läßt sich die Wech­ selzeit weiter verkürzen. Selbstverständlich kann auch das gesamte Gerüst gewechselt werden.

Die Trennebene zwischen den Ständerhälften kann sowohl horizontal als auch vertikal verlaufen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird nicht nur ein in der Höhe und im Gewicht reduziertes Zweiwalzenschrägwalzwerk geschaffen, sondern auch die Dehnung unter Walzkraft wird erheblich vermindert. Durch Verringerung der Walzenwechelzeiten infolge der einfachen konstruk­ tiven Ausbildung des vorgeschlagenen Walzwerkes lassen sich, zusammen mit den anderen Merkmalen der Erfindung bessere Wanddickentoleranzen beim Herstellen von Rohren erzielen, sowie das Ausbringen des Walz­ werkes dadurch verbessern, daß die Totzeiten beim Walzenwechsel ver­ ringert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zweiwalzenschrägwalzwerk in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Walzwerk nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Walzgerüst im Bereich eines Zug­ ankers,

Fig. 4 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Walzwerkes in Walz­ richtung und

Fig. 5 eine Gerüsthälfte mit Walzensatz im Ausbauzustand.

In Fig. 1 ist mit 1 der mit dem Fundament 7 verbundene Mittelrahmen bezeichnet, der die obere Ständerhälfte 2 und die untere Ständer­ hälfte 3 des erfindungsgemäßen Zweiwalzenschrägwalzwerkes trägt. Die Walzen sind mit 4 (Oberwalze) und 5 (Unterwalze) bezeichnet, 6 be­ ziffert eine der beiden Führungsscheiben, die mittels bekannter Schwenkarme am Mittelrahmen 1 gelagert sind. Die Walzachse ist in Fig. 1 bei 8 angedeutet. Die obere Ständerhälfte 2 und die untere Ständerhälfte 3 sind mit Hilfe von Zugankern 9, von denen vier Stück beidseitig der Walzgutachse vorgesehen sind, ggfs. unter Vorspannung, zusammengehalten.

Wie in Fig. 2 in der Draufsicht erkennbar, umfassen die Ständerhälf­ ten 2, 3 mit entsprechend größer ausgebildeten und einseitig offenen Bohrungen die Zuganker 9, und gestatten ein Verdrehen der Ständer­ hälften 2 und 3 im jeweils entgegengesetzten Sinne um die gemeinsame Achse A-A. Die einseitig offenen Bohrungen für die Zuganker in der oberen Ständerhälfte gestatten nach vorherigem Entspannen der Zugan­ ker und Drehen der Ständerhälften auf 0 Grad Vorschubwinkel einen Ausbau derselben ohne Demontage weiterer Teile. Die Anstellgetriebe 16 sind hierbei in der unteren Ständerhälfte vorgesehen. Da in den jeweiligen Ständerhälften die Walzen 4 bzw. 5 in Einbaustücken 23, 24 bekannter Art gelagert sind, werden die Walzen durch Verdrehen der Ständerhälften verstellt. Dies kann nach Lösen der während des Walz­ betriebes aufrecht erhaltenen Vorspannkraft mit Hilfe der bei 11 dargestellten Schwenkantriebe erfolgen, die sich am Mittelrahmen 1 abstützend, die obere Ständerhälfte in der einen und die untere Ständerhälfte in der anderen Richtung gegenüber dem feststehenden Mittelrahmen verdrehen.

Zur Anstellung der Walzen in Vertikalrichtung ist eine Konstruktion vorgesehen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Der Zuganker 9 durch­ dringt die obere und untere Ständerhälfte 2 und 3 sowie den Mittel­ rahmen 1. Im Bereich der Bohrung 12 im Mittelrahmen und zwar an deren Enden sind innerhalb des Mittelrahmens 1 Muttern 13 eingesetzt, die mit gleichen, aber gegensinnigen Innengewinden versehen sind. Inner­ halb dieser Muttern 13 bewegen sich Gewindebüchsen 14 - infolge der unterschiedlichen Gewindesteigungen gegensinnig, wenn diese gedreht werden. Im Bereich des axialen Bewegungsweges der Gewindebüchsen sind Vielkeilwellenprofile 15 auf dem Zuganker 9, so daß eine Axialbe­ wegung der Gewindebüchsen 14 durch Verdrehen des Zugankers herbei­ geführt werden kann. Zum Drehen des Zugankers dient ein Antriebsmotor 16 an einem Zugankerende; das andere Zugankerende 17 ist als Wider­ lager des Zugankers ausgebildet.

An dem im Antriebsmotor 16 benachbarten Ende des Zugankers 9 ist zum Aufbringen von Vorspannkräften ein Hydraulikkolben 17 vorgesehen, der mit dem Hydraulikzylinder 18 zusammenwirkt und bei Beaufschlagung mit Druckmittel eine Zugkraft auf den Zuganker 9 aufbringt, um die Ge­ rüsthälften 2 und 3 gegeneinander zu verspannen.

Die Verstellung der Gerüsthälften 2 und 3 gegeneinander erfolgt, wie nachfolgend beschrieben:

Durch Entlasten des Hydraulikzylinders 18 vom Druckmedium wird der Zuganker entspannt. Dieser kann jetzt über den Antriebsmotor 16 ver­ dreht werden, wobei die Gewindebüchsen 14 über das Vielkeilwellen­ profil 15 gedreht und dabei in Axialrichtung bewegt werden. Die Ge­ windebüchsen 14 drücken dabei mit ihren Stirnseiten gegen Stützringe 19, die wiederum die Gerüsthälften 2 und 3 auseinanderdrücken. Dabei wird über eine Gewindebüchse 20 und entsprechende Gewinde das obere Ende des Zugankers gehalten, damit die untere Ständerhälfte 3 infolge ihres Eigengewichtes nicht herunterfällt.

Nachdem durch Verdrehen des Zugankers und Axialverschieben der Ge­ windebüchsen 14 das gewünschte Anstellmaß erreicht ist, wird erneut Druck auf den Hydraulikzylinder 18 aufgebracht und das Gerüst mit der gewünschten Vorspannkraft vorgespannt.

Im entlasteten Zustand des Zugankers 9 lassen sich die in Fig. 1 und 2 erkennbaren Schwenkantriebe 11 für die Gerüsthälften betätigen, deren Bewegung nach Verspannen der Gerüsthälften während des Walzbe­ triebes blockiert ist.

In Fig. 4 sind gleiche Teile gleich bezeichnet. Zusätzlich sind mit 21 die Antriebe für die Führungscheiben beziffert, die unterhalb des Gerüstes vorgesehen sind.

In Fig. 5 ist als Beispiel dargestellt, wie der Walzenausbau bei dem neuen Zweiwalzenschrägwalzwerk erfolgen kann. Nach Lösen der Zuganker 9, werden die Gerüsthälften 2 und 3 zweckmäßig auf einen Vorschub­ winkel von 0 Grad eingestellt und die obere Gerüsthälfte 2 wird an ein Hebezeug angehängt und diese zusammen mit der oberen Walze 4 und der mittels eines Verbindungselementes 22 daran angehängten Unter­ walze 5 nach oben aus der unteren Gerüsthälfte 3 und dem Mittelrahmen herausgezogen. Ein entsprechend vorbereiteter neuer Walzensatz kann auf die gleiche Weise eingesetzt werden, so daß die Gerüstwechsel­ zeiten äußerst kurz und der Aufwand beim Gerüstwechsel gering gehal­ ten werden können.

Claims (11)

1. Zweiwalzenschrägwalzwerk zum Lochen und Strecken von Massiv- und Hohlblöcken, bei dem die Walzen verstellbar im Walzenständer an­ geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenständer in zwei je eine Walze (4, 5) und ggfs. de­ ren Einbaustücke (23, 24) aufnehmende, miteinander lösbar ver­ bundene Ständerhälften (2, 3) aufgeteilt ist und die Ständer­ hälften (2, 3) zur Verstellung des Vorschubwinkels der Walzen (4, 5) gegeneinander um eine gemeinsame, die Walzgutachse (8) im rechten Winkel schneidende Achse (A-A) verschwenkbar sind.

2. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gegeneinander verschwenkbaren Ständerhälften (2, 3) ein ortsfester, mit dem Fundament (7) verbundener Mittel­ rahmen (1) vorgesehen ist.

3. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Ständerhälften (2, 3) mittels vorgespann­ ter, die Ständerhälften (2, 3) beidseitig der Walzgutachse (8) durchdringende Zuganker (9) erfolgt, wobei zwischen Zugankern und den von ihnen durchdrungenen Bohrungen (10) in den Ständerhälften (2, 3) ein das Verdrehen der Ständerhälften (2, 3) um die ge­ meinsame Achse (A-A) ermöglichendes Seitenspiel vorhanden ist.

4. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ständerhälften (2, 3) durchdringenden und verbinden­ den Zuganker (9) als Stehbolzen ausgebildet sind, die beidseitig am Mittelrahmen (1) befestigt sind.

5. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mittelrahmen (1) durchdringenden Zuganker (9) in diesem drehbar gelagert sind und beidendig im Bereich der von ihnen durchdrungenen Bohrungen (10) jeder Ständerhälfte mit Ge­ winden unterschiedlicher Steigungsrichtung versehen sind und in den Ständerhälften (2, 3) Stellmuttern mit entsprechendem Gegen­ gewinde angeordnet sind.

6. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10) des Mittelrahmens (1) im Bereich ihrer den Gerüsthälften (2, 3) zugewandten Enden mit Gewinden (Muttern 13) unterschiedlicher Steigungsrichtung versehen sind, in denen mit entsprechendem Außengewinde versehene Gewindebüchsen (14) dreh- und axialverstellbar geführt sind, wobei die Gewindebüchsen (14) an ihren Innenseiten mit auf den Zugankern (9) aufgebrachten Vielkeilprofilen (15) korrespondieren und die Zuganker (9) zur gegensinnigen Verstellung der mit ihren Stirnseiten auf die Ge­ rüsthälften (2, 3) im Sinne einer Aufeinanderzu- bzw. Voneinan­ derwegbewegung wirkenden Gewindebüchsen (14) drehbar gelagert sind und mindestens ein Ende jedes Zugankers (9) mit einer Kolben-Zylinder-Einheit (17, 18) zusammenwirkt, mit der die Vorspannkraft des Gerüstes aufbringbar ist.

7. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmechanismus (11) zum synchron gegenläufigen Ver­ drehen der Ständerhälften (2, 3) sich am Fundament (7) des Walz­ gerüstes und/oder am Mittelrahmen (1) abstützt.

8. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelrahmen (1) die bekannten Führungen für das Walzgut wie Ein- und Ausführungen, Seitenführungen, Schwenkarme für Die­ scherscheiben (6) oder dergleichen aufnimmt.

9. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach Lösen der Verbindung der Ständerhälften mindestens eine der Walzen (4 oder 5) und deren Einbaustücke (23 oder 24) zusam­ men mit der jeweiligen Ständerhälfte (2, 3) ausbaubar ist.

10. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausbau der Walzen (4, 5) die Einbaustücke (23, 24) beider Walzen miteinander verbindbar (22) und beide Walzen (4, 5) und deren Einbaustücke (23, 24) zusammen mit einer Ständerhälfte (2) ausbaubar sind.

11. Zweiwalzenschrägwalzwerk nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebene zwischen den Ständerhälften (2, 3) horizontal oder vertikal verläuft.