DE69906606T2

DE69906606T2 - Optionales mehrstufiges Getriebesystem

Info

Publication number: DE69906606T2
Application number: DE69906606T
Authority: DE
Inventors: Jifeng Wang
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: KR100340659B1; EP0933145A2; CN1225856A; JP2980606B2; CN1096896C; BR9900517A; CA2259754C; ES2203010T3; EP0933145B1; US5921152A; TW419403B; EP0933145A3; JPH11267722A; KR19990072380A; ATE236739T1; DE69906606D1; CA2259754A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen kontinuierliche Walzwerke des Typs, welcher Stangen, Blöcke und dergleichen produziert, gemäß des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 5 (siehe beispielsweise EP-A-O 768 124), und beschäftigt sich insbesondere mit einer verbesserten Vorrichtung zum Antreiben von aufeinander abfolgenden Walzgerüsten mit wahlweise unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen.
Bei dem heutigen Betrieb von Walzwerken mit weit variierenden Walzplänen und mit extrem großen Geschwindigkeiten, welche 100 m/s überschreiten, gibt es die wachsende Anforderung, aufeinander abfolgende Walzgerüste mit wahlweise unterschiedlichen Antriebsverhältnissen anzutreiben. Dies gilt insbesondere bei Walzwerken, in welchen sogenannte „Mini"-Blöcke verwendet werden, um gesamte Produktfamilien weiter zu verkleinern und/oder deren Größe anzupassen, durch wahlweises außer Betrieb lassen oder durch „Dummying" vorhergehender Walzgerüste entlang der Walzbahn. Die Getriebe von existierenden Antriebszügen weisen verschiedene Nachteile auf und sind entweder ungeeignet, sich dem weiten Bereich von Anforderungen, welche an heutige Walzpläne gestellt werden, anzupassen, oder sie sind extrem groß und teuer.
Eine Aufgabe der vorliegenden Endung ist es, ein verbessertes Getriebesystem darzustellen, welches leicht anpassbar ist, um aufeinander abfolgende Walzgerüste mit vielfach auswählbaren unterschiedlichen Antriebsübersetzungsverhältnissen anzutreiben.
Begleitende Aufgaben umfassen das Vorsehen eines mehrstufigen Getriebes, welches beides ist, kompakt und günstig, verglichen mit herkömmlichen Auslegungen.
Das Getriebesystem der vorliegenden Erfindung umfasst ein Paar von Antriebswellen und wenigstens eine Vorgelegewelle, wobei alle für eine Drehung über parallele Achsen achsgelagert sind. Die Antriebswellen sind angepasst, damit sie an die Eingangswellen von zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten auf einer Walzbahn gekoppelt werden können, und eine der Antriebswellen oder die Vorgelegewelle ist zudem angepasst, um durch eine externe Quelle angetrieben zu werden, zum Beispiel von der Ausgangswelle eines zugeordneten Getriebes oder von einem Motor. Der erste und der zweite Getriebezug umfasst jeweils Antriebszahnräder, welche frei drehbar auf den Antriebswellen sind, und ein Zwischenrad bzw. Laufrad, welches auf der Vorgelegewelle befestigt ist, um sich mit dieser zu drehen. Wenigstens einige der Zahnräder in jedem Getriebezug weisen unterschiedliche Anzahlen von Zähnen auf. Kupplungen sind vorgesehen, um wahlweise die Antriebszahnräder von jedem Getriebezug mit den jeweiligen Antriebswellen zu kuppeln, was dazu führt, dass die Antriebswellen, welche an die Eingangswellen von zwei aufeinander abfolgenden Walzgerüsten angekuppelt sind, mit wahlweise unterschiedlichen Antriebsübersetzungsverhältnissen angetrieben werden.
Diese und andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden verständlicher, wenn die Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen fortgesetzt wird, in welchen:
1 eine schematische Darstellung eines Getriebes in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, wobei seine Antriebswellen an die Eingangswellen von zwei aufeinander abfolgenden Walzgerüsten in einer Walzbahn angekoppelt sind;
2 eine quergeschnittene Ansicht in einem vergrößerten Maßstab ist, gezogen durch einen der Kupplungsaufbauten, welche in der 1 gezeigt sind;
die 3A bis 3D schematische Ansichten sind, welche verschiedene relative Verhältnisse/Übersetzungen zeigen, die zwischen zwei Ausgangswellen mit dem Getriebe, welches in der 1 gezeigt ist, verfügbar sind;
die 4A und 4B schematische Ansichten sind, welche die Positionierung der Vorgelegewelle und Zwischenrädern an alternativen Positionen darstellen;
die 5 schematisch eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt, welche mehrere Vorgelegewellen einbindet; und
6 die Anwendung der Erfindung an einen Walzenblock mit vier Walzgerüsten zeigt.
Bezugnehmend zunächst auf die 1 und 2 sind zwei Walzgerüste 10, 12 gezeigt, welche aufeinanderfolgend entlang einer Walzbahn P angeordnet sind. Typischerweise werden die Walzgerüste zusammen in einen „Block" 14 gruppiert sein, und jedes wird ein Paar von Arbeitswalzen 16 umfassen. Die Arbeitswalzen sind in einer Auslegerart auf den ausgesetzten Enden von Walzenwellen montiert, welche in den Gerüstgehäusen beinhaltet sind. Die Walzenwellen werden angetrieben durch ein internes Getriebe über die Eingangswellen 18. Obwohl dies nicht gezeigt ist, wird man verstehen, dass die Arbeitswalzen von aufeinanderabfolgenden Gerüsten ihre Achsen um 90 Grad versetzt haben, um ein verdrehungsfreies Walzen zu bewirken. All dieses, umfassend die internen Antriebsanordnungen für die Walzgerüste, ist dem Fachmann bekannt und benötigt daher keiner weiteren Erläuterung. Siehe beispielsweise die US-Patente mit den Nummern 5,577,405 und 5,280,714, deren Offenbarung in diesen Text durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Ein Getriebe, umfassend ein Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, ist an der Position des Bezugszeichens 20 gezeigt. Das Getriebe umfasst ein Paar von Antriebswellen 22 und in dieser Ausführung eine Vorgelegewelle 24. Die Lager, welche typischerweise mit 26 bezeichnet sind, dienen dazu, die Antriebs- und Vorgelegewellen 22, 24 für eine Drehung über parallele Achsen achszulagern.
Die Kupplungen 28 verbinden die Antriebswellen 22 mit den Eingangswellen 18 der Walzgerüste, und eine der Antriebswellen ist zusätzlich, wie bei 30, an die Ausgangswelle 32 eines anderen zugeordneten Getriebes oder eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) gekuppelt.
Ein erster Getriebezug umfasst die miteinander verzahnten Antriebszahnräder G₁, G₂, welche frei drehbar auf den Antriebswellen 22 sind, ein Zwischenrad G₃, welches relativ zu der Vorgelegewelle 24 befestigt ist und in einem verzahnten Eingriff mit dem Antriebszahnrad G₂ steht. Ein zweiter Getriebezug umfasst auf ähnliche Weise miteinander verzahnte Antriebszahnräder G₄, G₅, welche frei drehbar auf den Antriebswellen sind, und ein Zwischenzahnrad G₆, welches relativ zu der Vorgelegewelle befestigt ist und in einem verzahnten Eingriff mit dem Antriebszahnrad G₅ steht. Die Kupplungsaufbauten 34 sind zwischen die frei drehbaren Antriebszahnräder auf jeder der Antriebswellen geschaltet.
Wie man am besten in der 2 sehen kann, umfasst jeder Kupplungsaufbau eine außengezahnte kreisförmige Schulter 36 auf der Antriebswelle 22. Die benachbarten Antriebszahnräder weisen zylindrische Naben 38 auf, welche an ähnlich konfigurierten außengezahnten kreisförmigen Schultern 40 enden. Eine innengezahnte Hülse 42 steht im permanenten Eingriff mit den äußeren Zähnen der Schulter 36 auf der Welle 22 und ist axial einstellbar in entgegengesetzte Richtungen, angezeigt durch 44, um wahlweise in die eine oder andere der außengezahnten Schultern 40 von benachbarten Antriebszahnrädern einzugreifen, um dadurch ein wahlweises alternatives Kuppeln der Antriebszahnräder an ihre jeweilige Antriebswelle zu bewirken.
Die Antriebszahnräder G₁ und G₂ weisen eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen auf, ebenso die Antriebszahnräder G₄ und G₅ und die Zwischenzahnräder G₃ und G₆. Die 3A bis 3D stellen die unterschiedlichen Antriebsverhältnisse/Antriebsübersetzungen dar, welche bei dem Übertragungssystem, welches in der 1 gezeigt ist, verfügbar sind. Zum Beispiel wird, wenn die Kupplungshülsen 42 in die Positionen, welche in der Figur 3A gezeigt sind, eingestellt werden, das resultierende Antriebsverhältnis durch die Zahnräder G₁ und G₂ zur Verfügung gestellt. In der 3B wird das Antriebsverhältnis durch die Zahnräder G₄ und G₅ zur Verfügung gestellt. In der 3C wird das Antriebsverhältnis durch die Antriebszahnräder G₂ und G₄ zur Verfügung gestellt und in der 3D durch die Antriebszahnräder G₁ und G₅.
Man wird somit sehen, dass bei einer kompakten Anordnung von drei Wellen und sechs Zahnrädern vier unterschiedliche Antriebsverhältnisse zwischen zwei Ausgangswellen wahlweise erreichbar sind, durch einfaches Einstellen von zwei Kupplungen.
Die vorliegende Erfindung ist leicht anpassbar an unterschiedliche Einrichtungsauslegungen, wie zum Beispiel in den 4A und 4B gezeigt ist, welche die Vorgelegewelle 24 an unterschiedlichen Positionen zeigen. Zudem, wie in der 5 dargestellt ist, kann durch Hinzufügen einer zusätzlichen Vorgelegewelle 46 mit Zwischenzahnrädern G₇, G₈ und der Kupplung 48 und durch Ausführen der Zwischenzahnräder G₃, G₆ frei drehbar auf der Vorgelegewelle 24 mit einer zusätzlichen Kupplung 50, welche dort zwischen wirkt, eine Gesamtsumme von sechs unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen erreicht werden. Das Konzept kann sogar durch Hinzufügen von zusätzlichen Vorgelegewellen, Zwischenrädern und Kupplungen weiter expandiert werden. Andere expandierte Anwendungen sind möglich, durch wiederholtes Vennrenden jeder der Ausführungen, welche hierin offenbart sind, oder von modifizierten Ausführungen, welche durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abgedeckt werden. Zum Beispiel, wie in der 6 gezeigt ist, können drei Getriebesysteme A, B und C des oben beschriebenen Typs zusammengekuppelt werden, wobei eine Eingangswelle 48 Leistung für vier Ausgangswellen 50_a , 50_b , 50_c und 50_d , welche vier aufeinanderabfolgende Walzgerüste (nicht gezeigt) antreiben, zur Verfügung stellt. Bei dieser Anordnung sind vier Verhältnisse zwischen den Wellen 50_a und 50_b , zwischen den Wellen 50_b und 50_c und zwischen den Wellen 50_c und 50_d verfügbar, für eine Gesamtzahl von 64 unterschiedlichen Geschwindigkeitskombinationen für die Abfolge von vier Gerüsten.

Claims

Walzwerk mit mindestens zwei Walzgerüsten (10, 12), die hintereinander in einer Walzbahn (P) angeordnet sind, wobei jedes Walzgerüst über eine Eingangswelle (18) mit einer Vorrichtung zum Antreiben der Walzgerüste mit selektiv unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen verbunden ist, welche Vorrichtung umfasst: ein Paar Antriebswellen (22), Mittel zum Ankoppeln jeder Antriebswelle an eine der Eingangswellen; Mittel (30, 32) zum Antreiben einer der Antriebswellen; und gekennzeichnet durch mindestens eine Vorgelegewelle (24); Mittel zur Lagerung der besagten Antriebswellen (22) und der besagten Vorgelegewelle (24) für die Rotation um parallele Achsen; ein erstes Antriebszahnrad (G₁, G₂), das auf jeder der Antriebswellen frei rotierbar ist, und ein erstes auf der Vorgelegewelle und relativ zu dieser befestigtes Zwischenrad (G₃), wobei die ersten Antriebszahnräder und das erste Zwischenrad so miteinander verzahnt sind, dass sie ein erstes Zahnradgetriebe bilden; ein zweites, auf jeder Antriebswelle frei rotierbares Antriebszahnrad (G₄, G₅) und ein zweites auf der Vorgelegewelle und relativ zu dieser befestigtes Zwischenrad (G₆), wobei die zweiten Antriebszahnräder und das zweite Zwischenrad so miteinander verzahnt sind, dass sie ein zweites Zahnradgetriebe bilden; Kupplungsmittel (34) zur selektiven Koppelung der Antriebszahnräder des ersten und zweiten Getriebes an ihre jeweiligen Antriebswellen.
Walzwerk nach Anspruch 1, wobei das Kupplungsmittel so wirksam wird, dass es entweder das erste oder das zweite Antriebszahnrad mit der entsprechenden Antriebswelle koppelt.
Walzwerk nach Anspruch 1, wobei die Antriebszahnräder jedes Getriebes miteinander verzahnt sind und das Zwischenrad jedes Getriebes nur mit einem der Antriebszahnräder verzahnt ist.
Walzwerk nach Anspruch 1, wobei das Zwischenrad jedes Getriebes zwischen den Antriebszahnrädern angeordnet ist.
Vorrichtung zum Antreiben zweier Eingangswellen (18) mit selektiv unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen mit einer einzelnen Ausgangswelle (32), wobei die Vorrichtung umfasst: Ein Paar Antriebswellen (22); Mittel (28) zum Ankoppeln jeder Antriebswelle an eine der Eingangswellen; Mittel (30) zum Ankoppeln einer der Antriebswellen an die Ausgangswelle; und gekennzeichnet durch mindestens eine Vorgelegewelle (24), wobei die Antriebswellen und die Vorgelegewelle für die Rotation um parallele Achsen drehbar gelagert sind; ein erstes Antriebszahnrad (G₁, G₂), das auf jeder der Antriebswellen frei rotierbar ist, und ein erstes auf der Vorgelegewelle und relativ zu dieser befestigtes Zwischenrad (G₃), wobei die ersten Antriebszahnräder und das erste Zwischenrad so miteinander verzahnt sind, dass sie ein erstes Zahnradgetriebe bilden; ein zweites, auf jeder Antriebswelle frei rotierbares Antriebszahnrad (G₄, G₅), und ein zweites auf der Vorgelegewelle und relativ zu dieser befestigtes Zwischenrad (G₆), wobei die zweiten Antriebszahnräder und das zweite Zwischenrad so miteinander verzahnt sind, dass sie ein zweites Zahnradgetriebe bilden; Kupplungsmittel (34) zur selektiven Koppelung der Antriebszahnräder des ersten und zweiten Getriebes an ihre jeweiligen Antriebswellen.