EP0755731B1 - Walzgerüst zum Kaliber- und Masswalzen - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/08—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process
- B21B13/10—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane
- B21B13/103—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane for rolling bars, rods or wire
Definitions
- the invention relates to a roll stand, in particular for caliber and sizing of rod-shaped or tubular rolling stock, with three forming a common caliber opening driven rollers, the gears of which mesh with one another via meshing gears connected drive shafts in a common transverse to the rolling direction Level are arranged.
- Rolling stands of this type are, for example, in the German published application 37 03 756. You receive the three rollers arranged in a star shape Drive torque via spur gear teeth, the distribution of the Driving torque from one driven roller shaft to the other Roller shafts are carried out via bevel gear pairs, the bevel gears on each of the Roller shafts are arranged.
- the object and aim of the present invention is to provide the gear train on one Roll stand with three rolls of the generic type to improve so that the input and and forwarding the drive torque is simplified without rolling accuracy deteriorate and on the exact setting of the meshing with each other Abandon gears.
- the elaborate assembly and disassembly processes should simplified and maintenance should be improved.
- the gearbox sub Maintaining the technical function - much cheaper to create be.
- the invention proposes that the two intermeshing gears of two adjacent drive shafts Form angular gear with crown gear teeth.
- Angular gears with crown gear teeth are very old, their application goes back to antiquity.
- the hallmark of such gears is Use of at least one cylindrical arranged coaxially to the drive shaft Ritzels, which meshes with a crown gear toothed on the face, with the axes of the pinion from the parallels are inclined by an angle up to 90 ° can.
- a cylindrical pinion with involute teeth of a drive shaft with a matching toothed crown gear of the neighboring one at 60 ° to the first Drive shaft combs inclined drive shaft arise as a result of the cylindrical Pinion no more axial forces in the drive shafts toothed with these pinions, see above that these drive shafts only need to be mounted radially.
- the means a very simple construction of the roller bearing and thus a considerable one simplified assembly and disassembly of these gear parts. Elaborate setting and Fitting work that required high accuracy with bevel gear teeth and very were time-consuming, because the axial infeed of the cylindrical pinion was too the beveled crown gears do not require high accuracy. Leave the sprockets form separately from the associated roller mounts, whereby the Have component costs reduced further.
- a sizing mill for pipes according to the prior art is rough shown schematically, in its roll stand 4 on the same level arranged three drive shafts 1, 2, 3 the rollers 5a, 5b, 5c to each other drive shafts inclined by 60 ° are arranged.
- the rollers 5 a to 5 c are of this type calibrated so that, as can be seen at 6, they form a closed caliber.
- the pin 1 a is connected to the drive, not shown, are the bevel gears 7 a shrunk, which in turn with the bevel gears 8 Combine drive shafts 2 and 3 and thereby at 1 a into drive shaft 1 initiated drive torque, on the drive shafts 2 and 3 of the rollers 5 b and 5 c to distribute.
- the drive shaft 1 is on both sides of the bevel gears 7 a in radial bearings 9 supported; due to the symmetrical arrangement of the bevel gears 7 a Drive shaft 1 largely free of axial forces. Not so the drive shafts 2 and 3. These waves are due to the toothing of the bevel gears 8 through in the axial direction acting thrust loads significantly, in additional thrust bearings 10th must be included.
- the entire gear of the mill stand builds easier and lighter, is cheaper to manufacture and easier to build waiting.
- the setting of the pinion 14 on the crown gears 13 is easy with simple means possible because no high accuracy in setting and Assembly work is required.
- the pinion 14 are designed as separate components that support the rollers 5 b, 5 c Hollow shafts 15 can be screwed on the end face at 16. In the state of the art 2, however, the hollow shafts 15 were in one piece with the bevel gears 8 executed and correspondingly complicated and expensive.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst, insbesondere zum Kaliber- und Maßwalzen von
stab- oder rohrförmigem Walzgut, mit drei eine gemeinsame Kaliberöffnung bildenden
angetriebenen Walzen, deren über miteinander kämmende Zahnräder getrieblich
verbundene Antriebswellen in einer gemeinsamen quer zur Walzrichtung verlaufenden
Ebene angeordnet sind.
Walzgerüste dieser Art sind beispielsweise in der Deutschen Offenlegungsschrift
37 03 756 beschrieben. Die sternförmig angeordneten drei Walzen erhalten ihr
Antriebsmoment über Stirnradverzahnungen, wobei die Verteilung des
Antriebsmomentes von der einen angetriebenen Walzenwelle auf die anderen
Walzenwellen über Kegelradpaare erfolgt, deren Kegelräder auf jeder der
Walzenwellen angeordnet sind.
Die Antriebstechnik derartiger Walzwerke erfordert eine stabile Lagerung der
Antriebswellen, auch in Axialrichtung, weil durch die Verwendung der miteinander
kämmenden Kegelradpaare und verursacht durch die Winkel zueinander
angeordneten Zähne hohe axiale Schubkräfte in die Antriebswellen eingeleitet werden,
die nur durch aufwendige Axiallager auf den beiden Wellen aufgefangen werden
können. Diese zusätzlich zu den Radiallagern vorzusehenden Axiallager benötigen
Platz in den ohnehin sehr eng bauenden Getrieben. Die Montage und Demontage der
Axiallager und des gesamten Getriebes wird durch diese Lager negativ beeinträchtigt;
abgesehen davon sind die erforderlichen Axiallager teuer.
Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Getriebeausbildung an einem
Walzgerüst mit drei Walzen der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Ein-und
und Weiterleitung des Antriebsmomentes vereinfacht wird, ohne Walzgenauigkeit zu
verschlechtern und auf die exakte Einstellmöglichkeit der miteinander kämmenden
Zahnräder zu verzichten. Die aufwendigen Montage- und Demontagevorgänge sollen
vereinfacht und die Wartung soll verbessert werden. Insgesamt soll das Getriebeunter
Beibehaltung der technischen Funktion- wesentlich kostengünstiger zu erstellen
sein.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jeweils die zwei
miteinander kämmenden Zahnräder zweier benachbarter Antriebswellen ein
Winkelgetriebe mit Kronenradverzahnung bilden.
Winkelgetriebe mit Kronenradverzahnungen an sich sind sehr alt, ihre Anwendung
reicht bis ins Altertum zurück. Das Kennzeichen derartiger Getriebe ist die
Verwendung mindestens eines zylindrischen koaxial zur Antriebswelle angeordneten
Ritzels, welches mit einem stirnseitig verzahnten Kronenrad kämmt, wobei die Achsen
des Ritzels aus der Parallelen um einen Winkelbetrag bis zu 90 ° schräg gestellt seien
können.
Erst in der jüngeren Vergangenheit ist es durch umfangreiche Untersuchungen und
mathematische Beschreibungen mit Hilfe des Computers gelungen, die
Eingriffsverhältnisse zwischen dem zylindrischen Ritzel und dem Kronenrad so zu
optimieren, daß die technische Anwendbarkeit der Kronenradverzahnung auch für
komplizierte Antriebe anwendbar wurde. Dabei hat sich gezeigt, daß Winkelgetriebe
mit Kronenradverzahnung gegenüber den bisher verwendeten Kegelradgetrieben neue
Konstruktionsmöglichkeiten bieten, wie große Übersetzungen, axiale Freiheit des
Ritzels und beliebige Achsenwinkel der miteinander kämmenden Antriebswellen.
Es wurde herausgefunden, daß Winkelgetriebe mit Kronenradverzahnung
hervorragend geeignet sind, die bestehenden Probleme zu lösen, die an Walzgerüsten
mit drei angetriebenen Walzen bei Verwendung von Kegelradgetrieben bisher
auftraten. Ohne die technische Funktion des Walzenantriebes zu beeinträchtigen,
können mit einem Winkelgetriebe mit Kronenradverzahnung erhebliche
Verbesserungen und Kosteneinsparungen vor allem dadurch erzielt werden, daß
infolge der geometrischen Ausbildung der Kronenradverzahnung die Axiallagerung
zweier Antriebswellen entfallen kann.
Insbesondere, wenn nach einem ausgestalteten Merkmal der Erfindung vorgesehen
ist, daß jeweils ein zylindrisches Ritzel mit Evolventenverzahnung einer Antriebswelle
mit einem passend verzahnten Kronenrad der benachbarten unter 60 ° zur ersten
Antriebswelle geneigten Antriebswelle kämmt, entstehen infolge der zylindrischen
Ritzel keine Axialkräfte in den mit diesen Ritzeln verzahnten Antriebswellen mehr, so
daß diese Antriebswellen ausschließlich radial gelagert zu werden brauchen. Das
bedeutet einen sehr einfachen Aufbau der Walzenlagerung und damit eine erheblich
vereinfachte Montage und Demontage dieser Getriebeteile. Aufwendige Einstell-und
Paßarbeiten, die bei Kegelradverzahnungen hohe Genauigkeit erforderten und sehr
zeitaufwendig waren, entfallen, weil die axiale Zustellung der zylindrischen Ritzel zu
den abgeschrägten Kronenrädern keine hohe Genauigkeit erfordert. Die Ritzel lassen
sich von den zugehörigen Walzenaufnahmen separat ausbilden, wodurch sich die
Bauteilkosten weiter reduzieren lassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
nachfolgend beschrieben.
Es zeigt:
- Figur 1
- ein erfindungsgemäßes Walzwerk mit der Kronenradverzahnung der Antriebswellen und
- Figur 2
- ein herkömmliches, mit Kegelrädern verzahntes Walzwerk nach dem Stand der Technik.
In Figur 2 ist ein Maßwalzwerk für Rohre nach dem Stand der Technik grob
schematisch dargestellt, in dessen Walzgerüst 4 auf den in gleicher Ebene
angeordneten drei Antriebswellen 1, 2, 3 die Walzen 5a,5b,5c auf zueinander jeweils
um 60 °geneigten Antriebswellen angeordnet sind. Die Walzen 5 a bis 5 c sind derart
kalibriert, daß sie, wie bei 6 erkennbar, ein geschlossenes Kaliber bilden. Auf der
Antriebswelle 1, deren Zapfen 1 a mit dem nicht dargestellten Antrieb verbunden ist,
sind die Kegelräder 7 a aufgeschrumpft, die ihrerseits mit den Kegelrädern 8 der
Antriebswellen 2 und 3 kämmen und dadurch das bei 1 a in die Antriebswelle 1
eingeleitete Antriebsmomemt, auf die Antriebswellen 2 und 3 der Walzen 5 b und 5 c
verteilen. Die Antriebswelle 1 ist beidseitig der Kegelräder 7 a in Radiallagern 9
abgestützt; infolge der symmetrischen Anordnung der Kegelräder 7 a ist die
Antriebswelle 1 weitgehend frei von Axialkräften. Nicht so die Antriebswellen 2 und 3.
Diese Wellen sind infolge der Verzahnung der Kegelräder 8 durch in Achsrichtung
wirkende Schubkräfte erheblich belastet, die in zusätzlichen Axiallagern 10
aufgenommen werden müssen. Dazu sind die Antriebswellen 2 und 3 mit Bunden 11
versehen, an denen sich die Axiallager 10 abstützen, und zwar nach beiden Seiten,
weil je nach Drehrichtung des Getriebes die Schubkräfte in unterschiedlichen
Richtungen wirken können. Neben den Axiallagern 10 sind kräftig dimensionierte
Radiallager 12 vorzusehen, so daß, wie deutlich an der Zeichnungsfigur erkennbar ist,
aufgrund der beengten Platzverhältnisse eine komplizierte Getriebeausbildung
notwendig wird. Die Demontage und Montage der Antriebswellen 2 und 3 mit ihren
Lagern und die Einstellung der Kegelräder 8 zu den mit ihnen gepaarten Kegelrädern
7a gestaltet sich äußerst schwierig. Die Fertigungskosten für die Antriebswellen 2 und
3 und deren Lagerung verteuern das gesamte Walzgerüst.
In Figur 1 sind zunächst gleiche Teile gleich bezeichnet. Die Antriebswelle 1 bleibt im
wesentlichen unverändert. Lediglich die Kegelräder 7 a sind durch die Kronenräder 13
ersetzt worden, deren Verzahnung entsprechend der mit ihnen kämmenden Ritzeln 14
der Kronenradverzahnung ausgebildet sind. Die Verzahnung der Ritzel 14 ist als
Evolventenverzahnung ausgeführt, wobei die Ritzel zylindrisch gefertigt sind und somit
keine Schubkräfte in Längsachsrichtung der Antriebswellen 2 und 3 übertragen.
Dadurch können die sehr aufwendigen Axiallager 10 an den Antriebswellen 2 und 3
ebenso entfallen, wie die dazu notwendigen Bunde 11 an den Antriebswellen 2 und 3,
die nicht nur einen zusätzlichen Fertigungsaufwand darstellten, sondern auch den Ein-und
und Ausbau der Radiallager erschwerten. Das gesamte Getriebe des Walzgerüstes
baut dadurch einfacher und leichter, ist kostengünstiger herzustellen und leichter zu
warten. Die Einstellung der Ritzel 14 auf die Kronenräder 13 ist problemlos mit
einfachen Mitteln möglich, weil keine hohe Genauigkeit bei den Einstell-und
Montagearbeiten gefordert ist. Wie in der Zeichnung erkennbar, können die Ritzel 14
als separate Bauteile ausgeführt werden, die an die die Walzen 5 b, 5 c tragenden
Hohlwellen 15 stirnseitig bei 16 angeschraubt werden können. Beim Stand der Technik
gemäß Figur 2 hingegen waren die Hohlwellen 15 mit den Kegelrädern 8 einstückig
ausgeführt und entsprechend kompliziert und teuer.
Faßt man die Vorteile der Verwendung der bekannten Kronenradverzahnung
gegenüber dem Stand der Technik zusammen, so sind zu nennen:
- Die Axiallagerung zweier Wellen kann durch den Wegfall axialer Schubkräfte entfallen
- Einfacher Aufbau der Walzenlagerung durch Verwendung vornehmlich von Radiallagern
- Aufwendige Einstell- und Paßarbeiten können weitgehend entfallen
- Die gesamte Montage und Demontage wird vereinfacht
- Das Walzgerüst und dessen Antrieb werden kostengünstiger.
- Trennung von Ritzel und Walzenaufnahme
Claims (3)
- Walzgerüst, insbesondere zum Kaliber- und Maßwalzen von stab- oder rohrförmigem Walzgut, mit drei eine gemeinsame Kaliberöffnung (6) bildenden angetriebenen Walzen (5a,5b,5c), deren über miteinander kämmende Zahnräder (13,14) getrieblich verbundene Antriebswellen (1,2,3) in einer gemeinsamen quer zur Walzrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die zwei miteinander kammende Zahnräder (13,14) zweier benachbarter Antriebswellen (1,2,3) ein Winkelgetriebe mit Kronenradverzahnung bilden. - Walzgerüst, insbesondere zum Kaliber- und Maßwalzen von stab- oder rohrförmigem Walzgut nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils ein zylindrisches Ritzel (14) mit Evolventenverzahnung einer Antriebswelle (2,3) mit einem passend verzahnten Kronenrad (13) der benachbarten unter 60° zur ersten Antriebswelle (1) geneigten Antriebswelle (2) kämmt. - Walzgerüst, insbesondere zum Kaliber- und Maßwalzen von stab- oder rohrförmigem Walzgut nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ritzel (14) lösbar mit der Antriebswelle (2,3) verbunden sind
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