EP1034852A2 - Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegsbares Walzgerüst - Google Patents
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- EP1034852A2 EP1034852A2 EP00250074A EP00250074A EP1034852A2 EP 1034852 A2 EP1034852 A2 EP 1034852A2 EP 00250074 A EP00250074 A EP 00250074A EP 00250074 A EP00250074 A EP 00250074A EP 1034852 A2 EP1034852 A2 EP 1034852A2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
- B21B21/005—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills with reciprocating stand, e.g. driving the stand
Definitions
- the invention relates to a drive for a movable in the rolling direction Roll stand with tapered calibrated, rotatably mounted, positively driven Rolls that are used for cold rolling a tube with an alternating direction of rotation over the Unroll tubular rolling stock.
- Cold rolling mills of the type described usually cold pilger rolling mills currently mainly driven by elaborate crank mechanisms, one on the Eccentric crankshaft drive shaft with the rolling mill directly connected is.
- circumferential counterweights are provided, which the Keep drives as torque-free as possible.
- the drive motors work with quasi constant speeds;
- the rollers are driven by gears that move back and forth Roll the rolling stand on racks and roll it off Cause the rollers to move in alternating directions.
- the known drives of the generic rolling mills are not only complex but also expensive, but they also allow high stroke rates. Because of the constant speed revolving drive motors there is no rest in the Scaffold dead spots, the known solutions are often not durable and they occur Heat problems.
- the object of the present invention is based on those described Disadvantages of the prior art, a drive for a back and forth in the rolling direction Movable roll stand with tapered calibrated rollers to create the characterized by high reliability and low investment costs and special suitable for a small simple rolling mill with low output and high availability is.
- the invention proposes that the Power transmission for the back and forth movement of the roll stand immediately above at least one linear drive acting on the roll stand takes place.
- the direct drive enables the acceleration process to be minimized involved masses and significantly reduces the effort that would otherwise be required.
- the linear drive is at least one parallel to the Direction of movement of the roll stand hydraulic cylinder, which is directly on Roll stand is articulated.
- Such a drive can be easily controlled and allows in at least one of the scaffold dead spots has a rest to turn and / or advance the Rolled goods as required by the cold pilger rolling process.
- the linear drive is at least one parallel to the Direction of movement of the roll stand is an electric linear motor. Also with Such a drive can be used to drive the roll stand directly without much accomplish masses to be moved, so that the advantages of the invention with low investment costs, high reliability is achieved.
- the linear drive at least one parallel to Direction of movement of the roll stand aligned rack in this engaging driven pinion. Similar to the gear wheel for turning the Rolls engages in the rack fixed to the foundation, engages according to the invention a drive pinion in a rack connected to the roll stand and moved back and forth parallel to the rolling direction.
- the Linear drive at least one parallel to the direction of movement of the roll stand aligned planetary roller or threaded spindle with engaging in it driven mother.
- each linear drive from a servo motor with over its angle of rotation is fed cyclically variable angular velocity.
- the servo motor can be easily controlled with reversible direction of rotation and is able to to apply the necessary drive torques for moving the roll stand.
- Another advantageous embodiment of the invention provides that the servo motor or motors are so controllable that a rest for at least one scaffold dead center Turning and / or advancing the rolling stock occurs.
- Movable roll stand especially a cold pilger roll stand
- Movable roll stand is a for Certain tasks created optimal drive, which is characterized by high reliability and low investment costs for small simple rolling mills high availability.
- Masses are minimized in terms of design and thus allow optimal use of the Motor torque of the drive motors.
- the drive for the oscillatory movement of the roll stand 3 between the Dead spots ET and AT take place directly via the two electrically synchronized Electric servo motors 6 that rotate the two threaded spindles 4 drive. Since the rolling stock is rotated in at least one stand dead center ET or AT and / or is advanced, the speed curve of the servo motors is like this regulated that a rest is generated in at least one dead center. With this you can required stroke length and the maximum scaffolding speed can be minimized.
- the Screws 4 drive over the nuts 5, which are attached to the roll stand 3, the Roll stand immediately and move this by reversing the direction of rotation of the electric servo motors back and forth between dead centers ET and AT.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegbares Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten drehbar gelagerten zwangsangetriebenen Walzen, die zum Kaltwalzen eines Rohres mit wechselndem Drehsinn über dem rohrförmigen Walzgut abrollen. Hierbei erfolgt die Kraftübertragung zur Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes (3) unmittelbar über mindestens einen am Walzgerüst (3) angreifenden Linearantrieb (4,5,6). <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegbares
Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten drehbar gelagerten zwangsangetriebenen
Walzen, die zum Kaltwalzen eines Rohres mit wechselndem Drehsinn über dem
rohrförmigen Walzgut abrollen.
Kaltwalzwerke der beschriebenen Art, in der Regel Kaltpilgerwalzwerke, werden
derzeit überwiegend über aufwendige Kurbeltriebe angetrieben, wobei eine auf der
Antriebswelle exzentrisch gelagerte Kurbelwelle mit dem Walzgerüst unmittelbar
verbunden ist. Zusätzlich sind umlaufende Ausgleichsgewichte vorgesehen, die die
Antriebe möglichst momentenfrei halten sollen. Die Antriebsmotoren arbeiten mit quasi
konstanten Drehzahlen; der Antrieb der Walzen erfolgt über Zahnräder, die beim Hin- und
Herbewegen des Walzgerüstes auf Zahnstangen abrollen und somit die
Bewegung der Walzen mit wechselndem Drehsinn bewirken.
Die bekannten Antriebe der gattungsgemäßen Walzwerke sind nicht nur aufwendig
sondern auch teuer, allerdings gestatten sie auch hohe Hubzahlen. Wegen der mit
konstanter Drehzahl umlaufenden Antriebsmotoren gibt es keine Rast in den
Gerüsttotpunkten, die bekannten Lösungen sind häufig nicht dauerfest und es treten
Wärmeprobleme auf.
Es sind Anwendungsfälle von gattungsgemäßen Walzgerüsten denkbar, bei denen an
das Walzwerk nur geringe Leistungsansprüche gestellt werden. Dies ist insbesondere
dann der Fall, wenn sehr kleine nahtlose Rohre, vorzugsweise aus hochfesten
metallischen Werkstoffen kaltreduziert werden und sich die aufwendigen bekannten
Antriebe als unwirtschaftlich darstellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von den beschriebenen
Nachteilen des Standes der Technik, einen Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und
herbewegbares Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten Walzen zu schaffen, der sich
durch hohe Zuverlässigkeit und geringe Investitionskosten auszeichnet und besonders
für ein kleines einfaches Walzwerk geringer Leistung und hoher Verfügbarkeit geeignet
ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die
Kraftübertragung zur Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes unmittelbar über
mindestens einen am Walzgerüst angreifenden Linearantrieb erfolgt.
Der direkte Antrieb ermöglicht eine Minimierung der an dem Beschleunigungsvorgang
beteiligten Massen und reduziert den ansonsten zu treibenden Aufwand erheblich.
Im einfachsten Fall ist der Linearantrieb mindestens ein parallel zur
Bewegungsrichtung des Walzgerüstes wirkender Hydraulikzylinder, der unmittelbar am
Walzgerüst angelenkt ist. Ein solcher Antrieb läßt sich einfach regeln und erlaubt in
mindestens einem der Gerüsttotpunkte eine Rast zu Drehen und/oder Vorschieben des
Walzgutes, wie es der Kaltpilgerwalzprozeß verlangt.
In einer Variante ist denkbar, daß der Linearantrieb mindestens ein parallel zur
Bewegungsrichtung des Walzgerüstes wirkender elektrischer Linearmotor ist. Auch mit
einem solchen Antrieb läßt sich der unmittelbare Antrieb des Walzgerüstes ohne große
zu bewegende Massen bewerkstelligen, so daß die Vorteile der Erfindung, mit
geringen Investitionskosten eine hohe Zuverlässigkeit zu erhalten, erreicht wird.
Es ist auch denkbar, daß der Linearantrieb mindestens eine parallel zur
Bewegungsrichtung des Walzgerüstes ausgerichtete Zahnstange mit in diese
eingreifendem angetriebenen Zahnritzel ist. Ähnlich wie das Zahnrad zum Drehen der
Walzen in die am Fundament festgelegte Zahnstange eingreift, greift erfindungsgemäß
ein Antriebszahnritzel in eine mit dem Walzgerüst verbundene Zahnstange und bewegt
diese parallel zur Walzrichtung hin und her.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Linearantrieb mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes
ausgerichtete Planetenrollen- oder Gewindespindel mit in diese eingreifender
angetriebener Mutter ist.
Diese Lösung gestattet am günstigsten eine weitere Ausgestaltung der Erfindung,
gemäß der jeder Linearantrieb von einem Servo-Motor mit über dessen Drehwinkel
regelbar zyklisch veränderlicher Winkelgeschwindigkeit gespeist ist. Der Servo-Motor
läßt sich einfach mit umkehrbarem Drehsinn steuern und ist in der Lage, die
notwendigen Antriebsdrehmomente zur Bewegung des Walzgerüstes aufzubringen.
Um das nutzbare Antriebsmoment zusätzlich zu erhöhen, ist es auch denkbar, zwei
Servo-Motoren für jeden Linearantrieb einzusetzen, die hinsichtlich ihrer Drehzahl und
Drehrichtung synchronisiert sind.
Wenn in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß zwei
Linearantriebe so symmetrisch zum Walzgerüst angeordnet sind, daß sie einen
Momentenausgleich zur Angriffsebene des Walzmomentes und des
Gerüstschwerpunktes bilden, so ergibt sich eine besonders günstige Antriebskinematik
des Systems.
Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der oder die Servo-Motoren
so regelbar sind, daß in mindestens einem Gerüsttotpunkt eine Rast zum
Drehen und/oder Vorschieben des Walzgutes entsteht.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung für den Antrieb eines in Walzrichtung hin- und
herbewegbaren Walzgerüstes, insbesondere eines Kaltpilgerwalzgerüstes, wird ein für
bestimmte Aufgaben optimaler Antrieb geschaffen, der sich durch hohe Zuverlässigkeit
und geringe Investitionskosten für kleine einfache Walzwerke eignet und sich durch
eine hohe Verfügbarkeit auszeichnet. Die am Beschleunigungsvorgang beteiligten
Massen sind konstruktiv minimiert und erlauben somit eine optimale Ausnutzung des
Motordrehmomentes der Antriebsmotoren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
nachfolgend beschrieben. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in einer prinzipiell
vereinfachten Darstellung einen erfindungsgemäßen Antrieb eines
Kaltpilgerwalzwerkes am Beispiel einer Gewindespindel mit in diese eingreifender
angetriebener Mutter. Das Walzgerüst 3 bewegt sich zwischen den Totpunkten ET und
AT hin und her, wobei die Walzen sich auf dem Walzgut 1 rotatorisch
zwangsangetrieben abwälzen. Die Walzen 2 weisen ein gemäß dem Stand der
Technik sich verjüngendes Walzkaliber (Pilgerwalzkaliber) auf, das eine abschnittweise
Reduzierung des Außendurchmessers des Walzgutes 1 ermöglicht, wobei durch
Verwendung eines sich ebenfalls verjüngenden Walzdornes gleichzeitig eine
Wandreduktion erzielen läßt.
Der Antrieb für die oszillatorische Bewegung des Walzgerüstes 3 zwischen den
Totpunkten ET und AT erfolgt direkt über die beiden elektrisch synchronisierten
Elektro-Servo-Motoren 6, die mit wechselndem Drehsinn die beiden Gewindespindeln
4 antreiben. Da das Walzgut in mindestens einem Gerüsttotpunkt ET oder AT gedreht
und/oder vorgeschoben wird, ist der Geschwindigkeitsverlauf der Servo-Motoren so
geregelt, daß eine Rast in mindestens einem Totpunkt erzeugt wird. Hiermit können die
erforderliche Hublänge und die maximale Gerüstgeschwindigkeit minimiert werden. Die
Gewindespindeln 4 treiben über die Muttern 5, die am Walzgerüst 3 befestigt sind, das
Walzgerüst unmittelbar an und bewegen dies durch Drehrichtungsumkehr der Elektro-Servo-Motoren
zwischen den Totpunkten ET und AT hin und her.
Claims (9)
- Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegbares Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten drehbar gelagerten zwangsangetriebenen Walzen, die zum Kaltwalzen eines Rohres mit wechselndem Drehsinn über dem rohrförmigen Walzgut abrollen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftübertragung zur Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes (3) unmittelbar über mindestens einen am Walzgerüst (3) angreifenden Linearantrieb (4,5,6) erfolgt. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Linearantrieb (4,5,6) mindestens ein parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes (3) wirkender Hydraulikzylinder ist. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß daß der Linearantrieb (4,5,6) mindestens ein parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes (3) wirkender elektrischer Linearmotor ist. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Linearantrieb (4,5,6) mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes (3) ausgerichtete Zahnstange mit in diese eingreifendem angetriebenen Zahnritzel ist. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Linearantrieb (4,5,6) mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes (3) ausgerichtete Planetenrollen- oder Gewindespindel (4) mit in diese eingreifender angetriebenen Mutter (5) ist. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1, 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Linearantrieb von einem Servo-Motor (6) mit über dessen Drehwinkel regelbar zyklisch veränderlicher Winkelgeschwindigkeit gespeist ist. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1, 4, 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Linearantrieb (4,5,6) von zwei synchronisierten Servo-Motoren (6) gespeist ist. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Linearantriebe (4,5,6) so symmetrisch zum Walzgerüst (3) angeordnet sind, daß sie einen Momentenausgleich zur Angriffsebene des Walzmomentes und des Gerüstschwerpunktes bilden. - Antrieb für ein Walzgerüst nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Servo-Motoren (6) so regelbar sind, daß in mindestens einem Gerüsttotpunkt (ET oder AT) eine Rast zum Drehen und/oder Vorschieben des Walzgutes (1) entsteht.
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