EP0122550B1 - Antriebsvorrichtung für Giesswalzen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a drive device for a continuous casting device with a pair of liquid-cooled casting rolls, between which metal melt is introduced by means of a nozzle and the cooling liquid connection and drive are arranged on different sides of the roll supporting frame.
- Continuous casting devices of the type mentioned at the outset are equipped, via cardan shafts, with a synchronous drive which has either a distribution gear or two single gears synchronized by angular gears.
- a synchronous drive which has either a distribution gear or two single gears synchronized by angular gears.
- toothed spindles are often used as cardan shafts, which are relatively expensive. Since the synchronous drive, which also requires a considerable amount of space, can only be dismantled with a considerable amount of work and time, the known continuous casting devices with casting rolls are designed in such a way that a casting roll change can only be carried out from the side of the coolant connection.
- US-A-3 552 172 describes a straightening roller drive for sheet metal straightening machines, in which each straightening roller has an individual drive in the form of an electric motor with a reduction gear, in particular in the form of a planetary gear.
- the individual drives and the reduction gears - like the associated straightening rollers - are supported on a tiltable bearing housing, the reduction gear being received in its bearing bore.
- This is also formed in two parts in that it is on the one hand non-releasably attached to the straightening roller in question via a sleeve-shaped wheel 13 and on the other hand is attached to the bearing housing via part of its internal toothing and the associated cover.
- the invention has for its object to improve the manageability of continuous casting devices with casting rolls of the type mentioned at a reasonable technical effort.
- the work and time required to change the casting roll should be reduced and the economy of the continuous casting device should be increased by improved adaptability to different operating conditions.
- a drive device for a continuous casting device which has the characterizing features of claim 1.
- the basic idea of the invention is then to equip each casting roll with a direct roll drive in the form of a gear motor assigned only to the casting roll in question, which is detachably attached to the respective roll neck as a freely projecting drive unit.
- the use of such compact and mutually independent geared motors not only has the advantage that any differences in diameter of the casting rolls can be compensated for via the drive unit and the torque distribution between the casting rolls, in particular also for influencing the strand surface, can be set freely.
- Any casting roll change that may be required can be carried out as quickly as possible by loosening the complete drive units — which also have a relatively small longitudinal extent — without the liquid cooling having to be laboriously dismantled as before.
- the housing of the geared motor in particular the geared motor below, is held in a rotationally fixed manner on the roller support frame and is connected in an articulated manner to the housing of the other geared motor via a torque support.
- the torque arm can preferably be realized in that the housings of both geared motors are equipped with a support arm and are movably connected to one another via a respective articulated link.
- each geared motor has a flanged planetary gear, the output shaft of which forms a torque connection that can be produced by an axial displacement with the roll neck of the associated casting roll (claim 2); the geared motors can thus be detached from the casting rolls by a simple pull-off movement when the casting rolls are changed and placed at a suitable point.
- a particularly simple and quickly producible axial connection between the output shafts of the geared motors and the roller journals consists in each case of a clamping ring which overlaps the respective connecting sections (claim 3) and consists in particular of two ring halves which are held together in an articulated manner and which have a clamping screw penetrating them as a closing element (claim 5).
- the axial connection can be eliminated by loosening a single clamping screw and by unfolding the clamping ring.
- the adjacent connection sections The roll neck on the one hand and the associated geared motor on the other hand preferably form a trapezoidal profile in cross section, which rests in the adapted recess of the clamping ring (claim 4).
- the subject of the invention can also be designed such that the clamping ring consists of several partial rings which are clamped together in the axial direction to produce the axial connection between the geared motors and the roll neck; the adjoining connection sections can also form a different profile, for example a rectangular profile, in cross section.
- the axial connection between the geared motors and the roller journal is further developed in that the output shaft of the geared motor is supported on a peripheral surface of the roller journal (claim 6); the output shaft thus overlaps part of the roll neck.
- the continuous casting apparatus with casting rolls has a roll support frame with stands 1 and 2, in which two liquid-cooled casting rolls 3 and 4, one above the other, can be adjusted and removed.
- Each casting roller is equipped (in Fig. 1 on the left side of the roller trestle) with a coolant connection 5, through which a suitable line system 6 coolant is introduced into the relevant casting roll or discharged to the outside for re-cooling.
- roller journals 3 "and 4" are each detachably connected with their own direct drive in the form of a gear motor 8 - each consisting of a hydraulic motor 9 with a flanged planetary gear 10.
- the roller support frame In the working position shown in FIG. 2, the roller support frame assumes a position inclined by 30 ° with respect to the vertical, in which it is supported on the stop surface 11 'of a bracket 11 1.
- the pivoting into or out of the working position is effected after loosening a locking bolt 12 by means of a pivot drive 13 with at least one hydraulic cylinder.
- the housings of the superimposed geared motors 8 are in the vicinity of the roller trestle, i.e. in the vicinity of the stand 2, each equipped with a support arm 14 and 15 and articulated to each other by means of a handlebar 16.
- the lower support arm 14 is rotatably held by a bolt 17 fastened to the stand 2.
- the support arms 14 and 15 and the link 16 connected to them form a torque support which allows the casting roll position to be changed without further structural intervention.
- the parts 4 ′′ and 10 ′ to be connected to one another are the connection sections 4 ′′ and 10 respectively "equipped, which form a trapezoidal profile with the outer flanks 4a and 10a in cross section in the connection position indicated in FIG. 3; the associated contact surfaces, by means of which the parts 4 ′′ and 10 ′ are supported against one another in the axial direction, are designated 4b and 10b, respectively.
- the trapezoidal profile engages via its inclined outer flanks 4a and 10a in the adapted recess 18 of a clamping ring 19, which holds the contact surfaces 4b and 10b against one another via a clamping screw 20.
- the torque connection between the roll neck 4 "and the output shaft 10 ' consists of an intermeshing spline 4" or 10 "in the area of the respective connecting section 4" or 10 ".
- the spline 4" of the roll neck 4 " also serves as a peripheral surface on which the output shaft 10 'of the associated Gear motor 8 supports.
- the clamping ring 19 consists of two ring halves 19 'and 19 ", which are movably connected to one another on the side opposite the clamping screw 20 via a hinge pin 21 (FIG. 4).
- the outer flanks 4a and 10a become at the correspondingly inclined Recess surfaces 18 'and 18 "brought into abutment, so that the contact surfaces 4b and 10b of the parts 4" and 10' are immovably supported against one another in the axial direction 19 ".
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Stranggießvorrichtung mit einem Paar flüssigkeitsgekühlter Gießwalzen, zwischen die mittels einer Düse Metallschmelze eingebracht wird und deren Kühlflüssigkeitsanschluß sowie Antrieb auf unterschiedlichen Seiten des Walzentraggerüstes angeordnet sind.
- Stranggießvorrichtungen der eingangs genannten Gattung (bekannt beispielsweise aus der AT-B-209 510) sind über Gelenkwellen mit einem Synchronantrieb ausgestattet, der entweder ein Verteilgetriebe oder zwei durch Winkelgetriebe synchronisierte Einzelgetriebe aufweist. Zur Vermeidung kinematischer Ungleichförmigkeiten werden häufig Zahnspindeln als Gelenkwellen eingesetzt, welche verhältnismäßig kostspielig sind. Da der Synchronantrieb, der im übrigen einen beträchtlichen Platzbedarf aufweist, nur mit einem erheblichen Arbeitsund Zeitaufwand abbaubar ist, sind die bekannten Stranggießvorrichtungen mit Gießwalzen so ausgebildet, daß ein Gießwalzenwechsel nur von der Seite des Kühlflüssigkeitsanschlusses her vorgenommen werden kann. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten Stranggießvorrichtungen ist darin zu sehen, daß - bedingt durch die Verwendung des Synchronantriebs - die Gießwalzendurchmesser zur Vermeidung von Abrollunterschieden allenfalls geringfügig voneinander abweichen dürfen. Dies hat zur Folge, daß ggf. noch einsatzfähige Gießwalzen nachgeschliffen werden müssen, wodurch sich ihre an sich erzielbare Einsatzdauer unnötigerweise verkürzt.
- In der US-A-3 552 172 ist ein Richtwalzenantrieb für Blech-Richtmaschinen beschrieben, bei dem jede Richtwalze einen Einzelantrieb in Form eines Elektromotors mit einem Untersetzungsgetriebe, insbesondere in Form eines Planetengetriebes, aufweist. Die Einzelantriebe und die Untersetzungsgetriebe stützen sich - ebenso wie die zugehörigen Richtwalzen - an einem kippbaren Lagergehäuse ab, wobei das Untersetzungsgetriebe in dessen Lagerbohrung aufgenommen ist. Dieses ist außerdem insofern zweigeteilt ausgebildet, als es einerseits über ein hülsenförmiges Rad 13 nicht lösbar an der betreffenden Richtwalze und andererseits über einen Teil seiner Innenverzahnung und den zugehörigen Deckel an dem Lagergehäuse befestigt ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabbarkeit von Stranggießvorrichtungen mit Gießwalzen der eingangs genannten Gattung bei vertretbarem technischem Aufwand zu verbessern. Insbesondere soll der für den Gießwalzenwechsel zu treibende Arbeits- und Zeitaufwand herabgesetzt und die Wirtschaftlichkeit der Stranggießvorrichtung durch verbesserte Anpaßbarkeit an unterschiedliche Betriebsbedingungen erhöht werden.
- Die gestellte Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung für eine Stranggießvorrichtung gelöst, welche die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der Grundgedanke der Erfindung besteht danach darin, jede Gießwalze mit einem Walzendirektantrieb in Form eines nur der betreffenden Gießwalze zugeordneten Getriebemotors auszustatten, der als frei vorkragende Antriebseinheit lösbar an dem jeweiligen Walzenzapfen befestigt ist. Die Verwendung derartiger kompakter und voneinander unabhängiger Getriebemotore hat nicht nur den Vorteil, daß etwaige Durchmesserunterschiede der Gießwalzen über die Antriebseinheit ausgeglichen und auch die Drehmomentverteilung zwischen den Gießwalzen, insbesondere auch zur Beeinflussung der Strangoberfläche, frei eingestellt werden kann. Ein etwa erforderlicher Gießwalzenwechsel kann durch Lösen der kompletten Antriebseinheiten - die zudem eine verhältnismäßig geringe Längserstreckung aufweisen - schnellstens ausgeführt werden, ohne daß wie bisher die Flüssigkeitskühlung umständlich abgebaut werden muß.
- Damit die Gießwalzenanstellung ohne Eingriff in den Aufbau der Getriebemotore verändert werden kann, ist das Gehäuse des Getriebemotors, insbesondere des untenliegenden Getriebemotors, drehfest an dem Walzentraggerüst gehalten und steht über eine Drehmomentenstütze gelenkig mit dem Gehäuse des anderen Getriebemotors in Verbindung. Die Drehmomentenstütze läßt sich vorzugsweise dadurch verwirklichen, daß die Gehäuse beider Getriebemotore mit einem Stützarm ausgestattet sind und über einen jeweils gelenkig angeschlossenen Lenker beweglich miteinander in Verbindung stehen.
- Bei einer besonders kompakten Ausbildung des Erfindungsgegenstandes weist jeder Getriebemotor ein angeflanschtes Planetengetriebe auf, dessen Abtriebswelle mit dem Walzenzapfen der zugehörigen Gießwalze eine durch eine Axialverschiebung herstellbare Drehmomentverbindung bildet (Anspruch 2); die Getriebemotore können also beim Gießwalzenwechsel durch eine einfache Abziehbewegung von den Gießwalzen gelöst und an geeigneter Stelle abgelegt werden.
- Eine besonders einfache und schnell herstellbare Axialverbindung zwischen den Abtriebswellen der Getriebemotore und den Walzenzapfen besteht jeweils aus einem die jeweiligen Anschlußabschnitte gemeinsam übergreifenden Spannring (Anspruch 3), der insbesondere aus zwei gelenkig aneinander gehaltenen Ringhälften besteht, die als Schließelement eine sie durchdringende Spannschraube aufweisen (Anspruch 5). Die Axialverbindung kann in diesem Fall also durch Lösen einer einzigen Spannschraube und durch Auseinanderklappen des Spannrings beseitigt werden.
- Die aneinanderliegenden Anschlußabschnitte des Walzenzapfens einerseits und des zugehörigen Getriebemotors andererseits bilden im Querschnitt vorzugsweise ein Trapezprofil, das in der angepaßten Ausnehmung des Spannrings ruht (Anspruch 4). Der Erfindungsgegenstand kann jedoch auch so ausgestaltet sein, daß der Spannring aus mehreren Teilringen besteht, die zur Herstellung der Axialverbindung zwischen den Getriebemotoren und den Walzenzapfen miteinander in Axialrichtung verspannt werden; die aneinanderliegenden Anschlußabschnitte können dabei auch im Querschnitt ein anderes Profil, beispielsweise ein Rechteckprofil, bilden.
- Die Axialverbindung zwischen den Getriebemotoren und den Walzenzapfen ist dadurch weiter ausgestaltet, daß die Abtriebswelle des Getriebemotors sich auf einer Umfangsfläche des Walzenzapfens abstützt (Anspruch 6); die Abtriebswelle übergreift also einen Teil des Walzenzapfens.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung stark schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 eine Stirnansicht einer Stranggießvorrichtung mit Gießwalzen mit zwei voneinander unabhängigen, frei vorkragenden Antriebeinheiten für die beiden zusammenwirkenden Gießwalzen,
- Fig. 2 eine Seitenansicht des in der geneigten Betriebsstellung befindlichen Walzentraggerüstes, dessen Antriebseinheiten über eine Drehmomentenstütze miteinander in Verbindung stehen,
- Fig. 3 einen Teilschnitt im Bereich des Anschlußabschnittes eines Walzenzapfens und der Abtriebswelle einer Antriebseinheit und
- Fig. 4 in gegenüber Fig. 3 verkleinertem Maßstab eine Ansicht eines Spannrings, über den die Axialverbindung zwischen dem Walzenzapfen und der Abtriebswelle hergestellt wird.
- Die Stranggießvorrichtung mit Gießwalzen weist ein Walzentraggerüst mit Ständern 1 und 2 auf, in denen zwei übereinanderliegende, flüssigkeitsgekühlte Gießwalzen 3 und 4 anstellbar und ausbaubar gehalten sind. Jede Gießwalze ist (in Fig. 1 auf der linken Seite des Walzentraggerüstes) mit einem Kühlflüssigkeitsanschluß 5 ausgestattet, über welchen durch ein geeignetes Leitungssystem 6 Kühlflüssigkeit in die betreffende Gießwalze eingeleitet bzw. zur Rückkühlung nach außen abgeführt wird.
- Durch eine ausreichend ausgelegte Kühlung der Gießwalzen 3 und 4 wird sichergestellt, daß die mittels einer nicht dargestellten Düse zugeführte Metallschmelze erstarrt ist, bevor die Stelle des geringsten Abstandes zwischen den beiden Gießwalzen 3 und 4 (d.h. die Verbindungslinie zwischen deren Drehachsen 3' und 4') durchlaufen wird. Das im Bereich des geringsten Abstandes zwischen den beiden Gießwalzen vollständig durcherstarrte Gießerzeugnis ist mit 7 bezeichnet.
- Auf der dem Kühlflüssigkeitsanschluß 5 gegenüberliegenden Seite des Walzentraggerüstes stehen die Walzenzapfen 3" und 4" jeweils mit einem eigenen Direktantrieb in Form eines Getriebmotors 8 - bestehend jeweils aus einem Hydraulikmotor 9 mit einem angeflanschten Planetengetriebe 10 - lösbar in Verbindung.
- Die durch Verwendung des Planetengetriebes kompakt ausgebildeten und frei über den Ständer 2 vorkragenden Getriebemotore 8 sind ohne besonderen Aufwand von den zugehörigen Walzenzapfen 3" bzw.4" abziehbar, so daß ein etwa erforderlich werdender Gießwalzenwechsel von der Seite des Ständers 2 her, also ohne Abbau der Wasserkühlung, vorgenommen werden kann.
- In der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsstellung nimmt das Walzentraggerüst eine gegenüber der Lotrechten um 30° geneigte Lage ein, in der es sich an der Anschlagfläche 11' einer Konsole 11 1 abstützt. Die Schwenkung in die bzw. aus der Arbeitsstellung wird nach Lösen eines Feststellbolzens 12 mittels eines Schwenkantriebs 13 mit mindestens einem Hydraulikzylinder bewirkt.
- Die Gehäuse der übereinanderliegenden Getriebemotore 8 sind in der Nähe des Walzentraggerüstes, d.h. in der Nähe des Ständers 2, jeweils mit einem Stützarm 14 bzw. 15 ausgestattet und über diese mittels eines Lenkers 16 gelenkig miteinander verbunden. Im Gegensatz zu dem obenliegenden Stützarm 15 ist der untere Stützarm 14 über einen am Ständer 2 befestigten Bolzen 17 drehbar gehalten. Die Stützarme 14 und 15 sowie der mit ihnen verbundene Lenker 16 bilden eine Drehmomentenstütze, die ohne weiteren baulichen Eingriff eine Veränderung der Gießwalzenanstellung zuläßt.
- Damit die Getriebemotore 8 über die Abtriebswellen 10' der Planetengetriebe 10 ohne besonderen Aufwand mit dem zugehörigen Walzenzapfen (beispielsweise dem Walzenzapfen 4") verbunden werden können,sind die genannten miteinander zu verbindenden Teile 4" bzw. 10' mit Anschlußabschnitten 4" bzw. 10" ausgestattet, die in der in Fig. 3 angedeuteten Verbindungsstellung im Querschnitt ein Trapezprofil mit den Außenflanken 4a bzw. 10a bilden; die zugehörigen Berührungsflächen, über die sich die Teile 4" und 10' in axialer Richtung aneinander abstützen, sind mit 4b bzw. 10b bezeichnet.
- Das Trapezprofil greift über seine geneigten Außenflanken 4a und 10a in die angepaßte Ausnehmung 18 eines Spannrings 19 ein, der über eine Spannschraube 20 die Berührungsflächen 4b und 10b aneinander in Anlage hält.
- Die Drehmomentverbindung zwischen dem Walzenzapfen 4" und der Abtriebswelle 10' besteht aus einer ineinandergreifenden Keilverzahnung 4" bzw. 10" im Bereich des jeweiligen Anschlußabschnittes 4" bzw. 10". Die Keilverzahnung 4" des Walzenzapfens 4" dient gleichzeitig als Umfangsfläche, an welcher sich die Abtriebswelle 10' des zugehörigen Getriebemotors 8 abstützt.
- Der Spannring 19 besteht aus zwei Ringhälften 19' und 19", die auf der der Spannschraube 20 gegenüberliegenden Seite über einen Gelenkbolzen 21 beweglich miteinander verbunden sind (Fig. 4). Durch Anziehen der Spannschraube 20 werden die Außenflanken 4a und 10a an den entsprechend geneigten Ausnehmungsflächen 18' und 18" in Anlage gebracht, so daß sich die Berührungsflächen 4b und 10b der Teile 4" und 10' in axialer Richtung unbeweglich aneinander abstützen. Die unter Einwirkung der Spannschraube 20 gegeneinander bewegten Anschlagflächen der Ringhälften 19' und 19" sind mit 19" bezeichnet.
- Der Vorteil der in Fig. 3 (im Zusammenhang mit Fig. 4) dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß es nur der Betätigung einer einzigen Spannschraube bedarf, um die Abtriebswelle 10' - und damit den Getriebemotor 8 - vom Walzenzapfen 4" freizusetzen.
- Insgesamt gesehen läßt sich mit der Erfindung die Wirtschaftlichkeit von Stranggießvorrichtungen mit Gießwalzen beachtlich verbessern, da der Aufwand für den Gießwalzenwechsel erheblich verringert wird und, bedingt durch die Verwendung voneinander unabhängiger Direktantriebe, auch Gießwalzen mit unterschiedlichen Durchmessern zum Einsatz kommen können. Die Verwendung von Direktantrieben hat im übrigen nicht nur eine Herabsetzung des Platzbedarfs zur Folge, sondern macht auch den Einsatz besonderer, kostspieliger Gelenkwellen überflüssig.
- Anstelle des in Fig. 2 dargestellten Bolzens 17 kann auch eine andersartige drehfeste Verbindung zwischen dem Stützarm 14 und dem Ständer 2 zur Anwendung kommen; insbesondere kann der Stützarm 14 über Anschläge am Ständer 2 gehalten sein.
Claims (6)
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