DE69510136T2 - Modular-Walzwerk - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ganz allgemein Walzwerke. Sie befaßt sich insbesondere mit einem modularen Walzwerk zum Fertigwalzen von langen Gegenständen wie runden Drähten und Stäben sowie auch von Formprodukten.
• Wie in US 4 537 055 (Woodrow et al) und US 5 152 165 (Shore et al) beschrieben, sind Block-Fertigwalzwerke üblicherweise aus mehreren Walzengerüsten aufgebaut; die auf einer gemeinsamen Basis ruhen und sich unter einen gemeinsamen Abdeckung befinden. Die Walzengerüste sind mechanisch an einen gemeinsamen Antrieb angeschlossen und von diesem angetrieben, der normalerweise ein einziges Zahnradgetriebe und einen Antriebsmotor aufweist. Das Walzwerk kann zwecks Aufnahme zusätzlicher Walzengerüste erweitert werden. Jedoch müssen es sowohl der Kunde als auch der Walzwerkshersteller im voraus erkennen, daß eine solche Expansion erforderlich ist; sodann müssen die kritischen Bauteile eingeschlossen, die Basis, das Getriebe sowie der Antriebsmotor entsprechend dimensioniert und gestaltet werden. Dies bedeutet eine erhebliche Anfangsinvestion, deren Ergebnis so lange nicht zum Tragen kommt, bis die Expansion tatsächlich stattfindet, was viele Jahre dauern kann.
• DE 15 27 659, die als nächstkommender Stand der Technik betrachtet werden kann, beschreibt eine Walzengerüst-Wechseleinheit für kontinuierliche Walzwerke, wobei Walzengerüste auf Rädern gelagert sind, die Rillen aufweisen, um auf ersten Schienen zu laufen, und die sich zu einem Walzwerksantrieb parallel zu den Antriebsachsen erstreckt. Die Räder werden zu Querschienen überführt, die die ersten Schienen mittels separater Raddrehteller an jeder Schienenschnittstelle schneiden.
• DE 28 45 052 beschreibt eine Vorrichtung, die dazu verwendet werden kann, ein oder sämtliche Gehäuse eines Walzwerkes zu wechseln, mit einer Reihe von Walzengehäusen, die auf einem horizontalen Bett ruhen, von welchem aus die Gehäuse in einer Richtung quer zur Walzstraße und auf einen Walzenwechselwaggon gezogen werden können. Jedes Gehäuse weist einen angefasten Oberteil und eine angefaste Unterkante auf sowie eine zentrale Quernut in der oberen und in der unteren Fläche, sowie Keile, die in die Nuten eingetrieben werden, um das einzelne Gehäuse in seiner Arbeitsposition zu verankern.
• Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Fertigwalzwerkes, das einen modularen Aufbau hat und das zunächst im Hinblick auf augenblickliche Walzerfordernisse aufgebaut ist, und dem zusätzliche Einheiten zugefügt werden können, um eine künftige Expansion zu ermöglichen.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in dem Vorsehen eines modularen Fertigwalzwerkes mit Walzeinheiten, die rasch auf die Linie des Arbeitslaufes und von dieser wieder herunter verschoben werden können, um damit ein hohes Maß an Flexibilität zu schaffen bezüglich des Anordnens unterschiedlicher Walzenschemata.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Gemäß der Erfindung umfaßt ein modulares Walzwerk eine Mehrzahl von Walzeinheiten, die aufeinanderfolgend entlang einer Walzlauflinie angeordnet sind. Jede Walzeinheit weist mehrere Paare von mechanisch miteinander gekoppelter Arbeitswalzen auf. Entlang der Walzlauflinie sind getrennte Antriebsuntersetzungsgetriebeeinheiten aufeinanderfolgend angeordnet. Kupplungen verbinden lösbar Eingangswellen sämtlicher Walzeinheiten, ausgenommen der ersten und der zweiten, mit den Ausgangswellen zweier aufeinanderfolgender Untersetzungsgetriebeeinheiten; dabei sind die Eingangswellen der ersten und der letzten Walzeinheit in gleicher Weise an die Ausgangswellen von jeweils einer Untersetzungsgetriebeeinheit angeschlossen. Die Anzahl von Walzeinheiten und Untersetzungsgetrieben sowie zugeordneter Antriebe kann zu Beginn derart gewählt werden, daß die anfänglichen Anforderungen erfüllt werden, aber später vergrößert werden, um eine weitere Expansion durchzuführen. Die Walzeinheiten sind vorzugsweise entlang einem Netz von Fahrspuren beweglich, so daß sie rasch und effizient auf die Walzlauflinie verbracht und von dieser wieder weggenommen werden können.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sollen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden:
• Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein modulares Walzwerk gemäß der Erfindung; dabei sind die Abdeckungen der Walzeinheiten zur besseren Veranschaulichung der darunterliegenden Komponenten entfernt.
• Fig. 2 ist eine stirnseitige Ansicht des Walzwerkes, im wesentlichen entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 gesehen.
• Fig. 3 ist eine stirnseitige Teilansicht aus derselben Perspektive wie Fig. 2 und zeigt eine Walzwerksabdeckung, die in ihre unterste Position verbracht ist, um anstelle einer von der Walzstraße entfernten Walzwerkseinheit als Führung zu dienen.
• Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der internen Antriebskomponenten einer typischen Walzeinheit.
• Die Fig. 5A und 5B sind Draufsichten ähnlich jener gemäß Fig. 1 und zeigen aufeinanderfolgende Stufen während der Entwicklung des Walzwerk-Layouts gemäß Fig. 1.
EINZELBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Es soll zunächst auf die Fig. 1 und 2 eingegangen werden. Dort ist ein modulares Walzwerk gezeigt, mit einer Mehrzahl von Walzeinheiten 10, die entlang einer Walzlauflinie PL aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jede Walzeinheit weist mehrere Paare von entgegengesetzt geneigten, genuteten Arbeitswalzen 12a, 12b auf. Die Arbeitwalzen 12a, 12b können derart gestaltet sein, daß sie die typische, stark reduzierende Oval-Rund-Durchlaufsequenz ergeben, oder sie können alternativ derart gestaltet sein, daß sie eine geringe Dimensionsverringerung mit einer Rund-Rund-Durchlaufsequenz ergeben.
• Wie man am besten aus Fig. 4 erkennt, der schematischen Veranschaulichung der inneren Antriebskomponenten einer typischen Walzeinheit 10, sind die Arbeitswalzen 12a, 12b nach Cantilever-Bauart an den Enden der Walzenwellen 14 von Lagern 16 drehbar gelagert. Zahnräder 18 auf den Walzenwellen kämmen mit zwischengeschalteten Antriebsrädern 20, die ihrerseits auf einer Zwischen-Antriebswelle 22 sitzen, die ebenfalls zwischen Lagern 24 drehbar gelagert sind. Eine der Zwischen-Antriebswellen ist außerdem ist mit einem Kegelrad 26 versehen, das mit einem Kegelrad 28 auf einer Eingangswelle 30 kämmt. Die Eingangswelle ragt von der Triebseite der Walzeinheit vor, wo sie in Kupplungshälften 32a endet.
• Die beiden Eingangswellen 30 sind zusätzlich mit Zahnrädern 34 ausgestattet, die mit einem größeren Zwischenrad 36 kämmen. Man erkennt somit, daß die Arbeitswalzen 12a, 12b zufolge des gegenseitigen Eingriffs der Zahnräder 34 auf den Eingangswellen 30 mit dem Zwischenrad 36 mechanisch gekoppelt sind.
• Die Untersetzungseinheiten 38 sind aufeinanderfolgend entlang der Walzlauflinie PL angeordnet und den Antriebsseiten der Walzeinheiten 10 zugewandt. Jedes Untersetzungsgetriebe ist von einem Antriebsmotor 40 einzeln angetrieben und mit zwei Ausgangswellen 42 versehen, die an Kupplungshälften 32b enden. Es versteht sich, daß die Kupplungshälften 32a auf den Eingangswellen 30 der Walzeinheit 10 derart gestaltet sind, daß sie mit den Kupplungshälften 32b auf den Ausgangswellen 42 der Untersetzungsgetriebeeinheit 38 zusammenpassen, um leicht trennbare Antriebsverbindungen zu schaffen und damit ein leichtes Ankoppeln bzw. Abkoppeln der Walzeinheiten 10 an bzw. von zugeordneten Untersetzungsgetrieben 38 ermöglichen.
• Aus Fig. 1 erkennt man außerdem, daß alle Walzeinheiten 10 bis auf die in der Reihenfolge erste und letzte an zwei aufeinanderfolgende Untersetzungsgetriebe 38 angekoppelt sind. Die erste und die letzte Walzeinheit ist jeweils ausschließlich an das erste bzw. letzte Untersetzungsgetriebe angekoppelt.
• Parallel zur Walzlauflinie PL entlang der den Untersetzungseinheiten 38 gegenüberliegenden Seite erstrecken sich Schienenstränge 44. Auf den Schienensträngen 44 sind Paletten 46 vorgesehen, die parallel zur Walzlauflinie in entgegengesetzten Richtungen bewegbar sind. Jede Palette weist ihrerseits Schienen 48 auf, die senkrecht zu den Schienen 44 verlaufen und mit weiteren Schienen 50 fluchten, die sich jenseits der Walzlauflinie befinden.
• Jede Walzeinheit 10 ist an der Stelle 52 zum Anschluß an Kolbenstangen 54 von Kolben-Zylinder-Einheiten 56 angeschlossen. Die Einheiten können selektiv dazu verwendet werden, um ausgewählte Walzeinheiten von der Walzlauflinie seitlich auf leere Paletten 46 zu verschieben, die ihrerseits entlang der Schienen 44 verschiebbar sind, um den Raum zum Einbau von Ersatz- oder Austausch-Walzeinheiten freizumachen, die von getrennten Paletten getragen sind.
• Wie man am besten auf Fig. 2 erkennt, liegen Abdeckeinheiten 58 über entsprechenden Walzeinheiten 10 und wirken mit diesen zusammen, um die Arbeitswalzen 12a, 12b abzudecken. Die Abdeckeinheiten sind am besten von der in US 5 247 820 (Panaccione) beschriebenen Art. Ein Führungstrog 60 ist jeder Abdeckeinheit 58 einteilig zugeordnet. Die Abdeckeinheiten sind schwenkbar auf Tragkonstruktionen 62 gelagert und üblicherweise justierbar zwischen Wirkpositionen, gelagert auf entsprechenden Walzeinheiten, sowie durch die ausgezogenen Linien in Fig. 2 bezeichnet, und voll geöffneten Positionen, bezeichnet mittels strichpunktierten Linien in derselben Ansicht. Werden Walzeinheiten als "Dummies" benutzt, d. h. von der Walzlauflinie entfernt und nicht durch andere Walzeinheiten ersetzt, so können die Abdeckeinheiten 58 abgesenkt werden, wie in Fig. 3 gezeigt, um den Führungstrog auf der Walzlauflinie zu positionieren und dabei den Zwischenraum durch die als Dummy fungierende Walzeinheit zu überbrücken.
• Wenn gewünscht, können die Führungströge 60 Wasserdüsen aufweisen, um das Produkt dann zu kühlen, wenn dieses über den Zwischenraum hinweg läuft, der von der als Dummy fungierenden Walzeinheit gebildet ist.
• Im Hinblick auf das Vorstehende, ist es für den Fachmann klar, daß die Erfindung eine Reihe von wesentlichen Vorteilen gegenüber herkömmlichen Block-Fertigwalzwerken bietet. Zunächst umfaßt eine ursprüngliche Anlage - unter Bezugnahme auf Fig. 5A - lediglich zwei Walzeinheiten, angetrieben von einem einzigen Untersetzungsgetriebe mit zugeordnetem Antriebsmotor. Soll die Walzwerkskapazität angehoben werden und/oder ergibt sich ein Bedarf für das Walzen eines größeren Produktbereiches, so läßt sich die Walzwerkskapazität progressiv steigen durch Hinzufügen weiterer Walzeinheiten und Untersetzungsgetriebe, beispielsweise wie in Fig. 5B dargestellt. Die Expansion kann nach und nach, und Zug um Zug mit ansteigenden Anforderungen vorgenommen werden.
• Zusätzlich zu dem Antrieb der Walzeinheiten 10 gewähren die Untersetzungsgetriebe 38 eine zuverlässige mechanische Ankopplung zwischen aufeinanderfolgenden Walzeinheiten. Dies erfolgt nach und nach mit Expansion der Walzwerkskapazität.
• Die Flexibilität wird weiterhin gesteigert durch die Einfachheit, mit welcher sich Walzeinheiten von der Walzlauflinie entfernen und entweder durch Austausch- Waizeinheiten oder Führungseinheiten ersetzen lassen. Diese Flexibilität ermöglicht es dem Walzwerksbetreiber, eine Anpassung an einen weiten Bereich von Produktabmessungen bei minimalem Verlust von effektiver Produktionszeit durchzuführen.

Claims (8)

1. Walzwerk, umfassend eine Mehrzahl von Walzeinheiten (10), deren jede eine modulare Einheit darstellt, und die aufeinanderfolgend entlang einer Walzwerklauflinie (PL) angeordnet sind, mit einer Mehrzahl von Motor-getriebenen Untersetzungsgetrieben (38), die entlang der Walzlauflinie aufeinanderfolgend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walzeinheit mehrere Paare von mechanisch aneinander gekoppelten Arbeitswalzen (12a, 12b) aufweist, und daß das Walzwerk Kupplungen (32a, 32b) aufweist, die lösbar wenigstens eine Walzeinheit an zwei aufeinanderfolgende Untersetzungsgetriebe ankoppelt, sowie weitere der Walzeinheiten an einzelne Untersetzungseinheiten.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, wobei alle Walzeinheiten außer der ersten und der letzten an zwei aufeinanderfolgende Untersetzungsgetriebe angekoppelt sind.

3. Walzwerk nach Anspruch 2, wobei die erste und die letzte der aufeinanderfolgenden Walzeinheiten jeweils an ein erstes bzw. an ein zweites Untersetzungsgetriebe angekoppelt sind.

4. Walzwerk nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei die Walzeinheiten in der Richtung der Walzlauflinie in bezug auf die Untersetzungsgetriebe versetzt angeordnet sind.

5. Walzwerk nach Anspruch 1, wobei die Untersetzungsgetriebe auf einer Seite der Walzlauflinie angeordnet sind, und wobei die genannten Walzeinheiten zur gegenüberliegenden Seite der Walzlauflinie verbringbar sind.

6. Walzwerk nach Anspruch 5, wobei die Walzeinheiten auf einem Netz von Schienen (44, 48) beweglich gelagert sind, das seinerseits derart gestaltet ist, daß es ein Entfernen ausgewählter Walzeinheiten von der Walzlauflinie sowie das Ersetzen durch Austauschwalzeinheiten für die somit entfernten Walzeinheiten ermöglicht.

7. Walzwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiterhin umfassend Führungseinrichtungen (60) zum Führen eines Produktes über jegliche Zwischenräume, die durch das Entfernen von Walzeinheiten von der Walzlauflinie entstanden sind.

8. Walzwerk nach Anspruch 7, wobei die Führungseinrichtungen Mittel zum Kühlen des Produktes umfassen.