EP2116312A1 - Walzvorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut - Google Patents
Walzvorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut Download PDFInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
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- B21B13/008—Skew rolling stands, e.g. for rolling rounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21B35/00—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
- B21B35/12—Toothed-wheel gearings specially adapted for metal-rolling mills; Housings or mountings therefor
Definitions
- the invention relates to a rolling device for the rough rolling of tubular or rod-shaped rolling stock having at least two driven and rotating about the longitudinal axis of the rolling rolls, wherein the roll axes are arranged inclined to the longitudinal axis of the rolling stock, each roll axis is inclined in a plane which in Viewed in the direction of the longitudinal axis of the rolling stock at a predetermined radial distance parallel to the longitudinal axis of the rolling stock, and wherein each roller is in its orbit about the longitudinal axis of the rolling stock via a rotatably connected to the roller gear with external teeth with a sun gear in meshing, whose axis coaxial with the longitudinal axis of the rolling stock.
- a rolling device of this kind is from the DE 195 10 715 C1 known and used for so-called. Planetary inclined rolls (PSW) of pipes and other round profiles.
- PSW Planetary inclined rolls
- With such a device it is possible to achieve a Walzgutvorschub - which is mandatory for rolling a tubular or rod-shaped rolling - waiving an arrangement of the rollers at a pivot angle to the rolling stock longitudinal axis, if instead each roll axis extends within a plane, which is arranged at a radial distance parallel to the rolling stock longitudinal axis, viewed in the direction of the longitudinal axis of the rolling stock.
- axial spacing means the axial spacing in the case of intersecting axes of the bevel gears of the bevel gearbox.
- the invention is therefore an object of the invention to provide a rolling device of the type mentioned, with the procedural advantages can be fully utilized, although the structure is simpler and thus cheaper.
- a simpler design of the rolling device is sought, in which conventional parts - in particular gearing parts - can be used. It should be possible to dispense with the use of an off-axis bevel gear in particular in the drive scheme.
- each rotatably connected to the roller gear is arranged so that its axis and the longitudinal axis of the rolling lie in a common plane, said gear still has an internal toothing in addition to the external teeth, which meshes with an on the roller directly or indirectly arranged gear with external teeth.
- Between the axis of the gear and the roller axis is preferably the above-mentioned radial distance.
- the roll axis and the axis of the gear preferably run parallel to each other.
- the gear preferably has a bevel gear.
- the gear wheel advantageously forms with its bevel gear teeth and the sun gear a non-offset bevel gear.
- the internal toothing of the gear is preferably formed as a ring gear.
- the internal teeth can be formed as a spur gear, in particular as helical spur gear teeth.
- rollers In most cases, three or four rollers are arranged, which rotate planetary around the rolling stock.
- the gear may be rotatably mounted on a shaft portion, wherein the roller is rotatably connected to an axial end portion of the shaft portion.
- the eccentric arrangement of the roller shaft can be adjusted by an eccentric bushing according to a preferred embodiment of the invention, so that the resulting axial offset and thus the rolling feed is adjustable.
- the invention thus makes it possible to realize a rolling device known per se with inclined and laterally offset rollers, without requiring the previously required axial offset bevel gear.
- the directly driven planetary inclined rolling mill (PWS) therefore requires no complicated constructed and off-axis bevel gears. Rather, a conical toothing without axial offset is used, in which the planet gear (ie, the bevel gear) sits eccentrically on the roller shaft.
- the eccentric is placed so that the roller shaft is arranged with the procedure typical axis offset to the tube axis.
- the frictional connection of the bevel gear on the roller shaft is effected by a ring gear, in which the pinion is arranged on the roller shaft.
- FIG. 1 shows the basic structure of a rolling device 1 according to the present type.
- FIGS. 2 to 6 is then an embodiment of the invention in different views to see.
- the rolling stock 2 in the form of a solid rod is rolled by three rollers 4, 5, 6, of which in Fig. 1 only one roller 4 is shown.
- the rolling stock 2 has a longitudinal axis 3.
- the roller 4, 5, 6 has a roller shaft 7, 8, 9.
- the roller 4, 5, 6 is connected via a shaft member 19 in a rotationally fixed connection with a gear 10, 11, 12 in the form of a bevel gear having an external toothing 13.
- the bevel gear 10, 11, 12 is in meshing engagement with a sun gear 14, which has a corresponding outer bevel toothing.
- the arrangement is arranged in a stationary housing 20.
- the sun gear 14 is mounted concentrically to the longitudinal axis 3 of the rolling stock 2 and driven by a pinion, not shown, via a toothing 21.
- the three rollers 4, 5, 6 (of which as I said only one in Fig. 1 is shown) and the shaft parts carrying these 19 are held by a rotor 22 which can also rotate concentrically to the longitudinal axis 3.
- the rotor 22 is driven by a pinion 23 via a toothing 24.
- rollers 4, 5, 6 planetary circle around the longitudinal axis 3 of the rolling stock 2 and roll this.
- the rollers 4, 5, 6 rotate about their roller axes 7, 8, 9 and roll on the outer circumference of the rolling stock 2 from.
- the roll axes are - as can be seen even better in the other figures - inclined at an inclination angle to the rolling stock longitudinal axis.
- this inclination angle (as is well known in the prior art) alone does not cause any axial feed, as is required for rolling, when the roll axis and the rolling stock longitudinal axis are in one plane.
- a feed is achieved in this case by the fact that the plane E W , in which the roll axes 7, 8, 9 lie, to the plane E 0 , in which the longitudinal axis 3 of the rolling stock is spaced by a defined radial distance R, as it is the other FIGS. 2 to 6 and in particular Fig. 3 and 6 evident.
- the roller 4 is removed with its roll axis 7 by the radial distance R from the longitudinal axis 3 of the rolling stock 2, ie the plane-E W , in which the roll axis 7 lies, and the plane E 0 , in which the longitudinal axis 3 of Walzguts 2 are spaced by the amount R.
- each bevel gear 10, 11 and 12 is arranged so that its axis 15 (see in particular Fig. 6 ) and the longitudinal axis 3 of the rolling stock 2 lie in a common plane E 0 .
- the bevel gear with the bevel gears 10, 11 and 12 and the sun gear 14 with its corresponding bevel gear is not off-axis Transmission, which significantly reduces the manufacturing cost of the device.
- the bevel gears 10, 11, 12 have, in addition to their outer toothing 13, an internal toothing 16 (see in particular FIG Fig. 6 ), which meshes with a directly or indirectly arranged on the roller 4, 5, 6 gear 17 with external teeth 18.
- the toothing consisting of the inner toothing 16 and the outer toothing 18, provides for the rotation of the roller 4, 5, 6 with rotating bevel gear 10, 11, 12th
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut, die mindestens zwei angetriebene und um die Längsachse des Walzguts umlaufende Walzen aufweist, wobei die Walzenachsen zur Längsachse des Walzguts geneigt angeordnet sind, wobei jede Walzenachse in einer Ebene geneigt verläuft, die in Richtung der Längsachse des Walzguts gesehen in einem vorgegebenem radialen Abstand parallel neben der Längsachse des Walzguts verläuft, und wobei jede Walze bei ihrem Umlauf um die Längsachse des Walzguts über ein mit der Walze drehfest verbundenes Zahnrad mit Außenverzahnung mit einem Sonnenrad in Zahneingriff steht, dessen Achse koaxial zur Längsachse des Walzguts verläuft.
- Eine Walzvorrichtung dieser Art ist aus der
DE 195 10 715 C1 bekannt und dient zum sog. Planetenschrägwalzen (PSW) von Rohren und anderen Rundprofilen. Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, einen Walzgutvorschub - der für ein Walzen eines rohr- oder stabförmigen Walzguts zwingend ist - unter Verzicht auf eine Anordnung der Walzen unter einem Schwenkwinkel zur Walzgutlängsachse zu erreichen, wenn statt dessen jede Walzenachse sich innerhalb einer Ebene erstreckt, die mit radialem Abstand parallel neben der Walzgutlängsachse angeordnet ist, betrachtet in Richtung der Längsachse des Walzguts. - Da also die Anordnung der Walzen unter einem Neigungswinkel ihrer Walzenachsen zur Walzgutlängsachse alleine keinen axialen Vorschub des Walzguts bewirken kann, sind hier die Ebenen, in der die Walzenachsen geneigt verlaufen, mit radialem Abstand parallel neben der Walzgutlängsachse vorgesehen. Dies macht bei der Lösung gemäß der
DE 195 10 715 C1 allerdings den Einsatz eines achsversetzen Kegelradgetriebes erforderlich. Bei dieser Art von Kegelradgetrieben ist unter Achsversetzung der Achsabstand bei sich kreuzenden Achsen der Kegelräder des Kegelradgetriebes zu verstehen. Das Sonnenrad und das Antriebsrad der miteinander kämmenden Kegelräder des Kegelradgetriebes sind also so positioniert, dass sich die Achsen von Sonnenrad und Antriebsrad mit einem Achsabstand kreuzen. - Der Einsatz eines solchen achsversetzten Kegelradgetriebes ist allerdings mit erheblichen Nachteilen verbunden. Hierbei ist die aufwändige und damit teure Fertigung der Getriebeanordnung zu nennen. Die Getriebeanordnung besteht aus Bauteilen, die teilweise komplexe Formen aufweisen und somit teuer sind. Die direktangetriebene Planetschrägwalzvorrichtung erfordert bislang also den Einsatz eines kompliziert aufgebauten achsversetzten Kegelradgetriebes.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die verfahrenstechnischen Vorteile in vollem Umfang genutzt werden können, wobei allerdings der Aufbau einfacher und damit preiswerter ist. Es wird ein einfacherer Aufbau der Walzvorrichtung angestrebt, bei der herkömmliche Teile - insbesondere Verzahnungsteile - verwendet werden können. Dabei soll im Antriebsschema insbesondere auf den Einsatz eines achsversetzten Kegelradgetriebes verzichtet werden können.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jedes mit der Walze drehfest verbundene Zahnrad so angeordnet ist, dass seine Achse und die Längsachse des Walzguts in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei dieses Zahnrad zusätzlich zur Außenverzahnung noch eine Innenverzahnung aufweist, die mit einem an der Walze direkt oder indirekt angeordneten Zahnrad mit Außenverzahnung kämmt.
- Zwischen der Achse des Zahnrads und der Walzenachse liegt dabei vorzugsweise der oben genannte radiale Abstand vor.
- Die Walzenachse und die Achse des Zahnrads verlaufen dabei vorzugsweise parallel zueinander.
- Das Zahnrad hat bevorzugt eine Kegelradverzahnung. Das Zahnrad bildet mit Vorteil mit seiner Kegelradverzahnung und dem Sonnenrad ein nicht achsversetztes Kegelradgetriebe.
- Die Innenverzahnung des Zahnrads ist bevorzugt als Hohlradverzahnung ausgebildet. Die Innenverzahnung kann dabei als Stirnradverzahnung ausgebildet sein, insbesondere als schrägverzahnte Stirnradverzahnung.
- Zumeist sind drei oder vier Walzen angeordnet, die um das Walzgut planetenartig umlaufen.
- Das Zahnrad kann drehfest auf einem Wellenteil angeordnet sein, wobei die Walze mit einem axialen Endbereich des Wellenteils drehfest verbunden ist.
- Die exzentrische Anordnung der Walzenwelle kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch eine Exzenterbüchse einstellbar sein, so dass der resultierende Achsversatz und damit der Walzvorschub einstellbar ist.
- Die Erfindung erlaubt es somit, eine die an sich bekannte Walzvorrichtung mit geneigten und seitlich versetzten Walzen zu realisieren, ohne die bislang hierfür nötigen achsversetzen Kegelradgetriebe zu benötigen. Das direkt angetriebene Planeten-Schräg-Walzwerk (PWS) erfordert daher keine kompliziert aufgebaute und achsversetzten Kegelradverzahnungen. Vielmehr kommt eine Kegelverzahnung ohne Achsversatz zur Anwendung, bei der das Planetenrad (d. h. das Kegelrad) exzentrisch auf der Walzenwelle sitzt.
- Dabei ist der Exzenter so platziert, dass die Walzenwelle mit dem verfahrenstypischen Achsversatz zur Rohrachse angeordnet wird. Der Kraftschluss vom Kegelrad auf die Walzenwelle erfolgt durch eine Hohlradverzahnung, bei der das Ritzel auf der Walzenwelle angeordnet ist.
- Es ergibt sich ein einfacher Aufbau des Walzwerkes bei Verwendung herkömmlicher Verzahnungsteile. Denn beim erfindungsgemäßen Vorschlag wird ein radialer Abstand zwischen der Walzgutlängsachse und der die Walzenachse aufweisenden Ebene erreicht, ohne daß hierfür allerdings ein aufwändiges und teures Kegelradgetriebe mit Achsversatz erforderlich ist. Das vorgeschlagene Antriebskonzept stellt statt dessen beim Einsatz eines nicht achsversetzten Kegelradgetriebes auf einen Zahneingriff zwischen Kegelrad und Walzenwelle mittels einer Hohlradverzahnung mit einer in horizontaler Richtung exzentrisch ausgebildeten Anordnung bzw. Lage ab.
-
- Fig. 1
- einen Radialschnitt durch eine Walze einer Walzvorrichtung zum Schrägwalzen von zylindrischem Walzgut gemäß der vorliegenden gattungsgemäßen Bauart;
- Fig. 2
- in perspektivischer Darstellung drei Walzen einer Walzvorrichtung zum Schrägwalzen, die das zylindrische Walzgut walzen;
- Fig. 3
- die drei Walzen der Walzvorrichtung gemäß
Fig. 2 , wobei die Ansicht in Richtung der Längsachse des Walzguts dargestellt ist; - Fig. 4
- die drei Walzen der Walzvorrichtung gemäß Ansicht "X" nach
Fig. 3 ; - Fig. 5
- die drei Walzen der Walzvorrichtung gemäß Ansicht "Y" nach
Fig. 4 ; und - Fig. 6
- die Walzen der Walzvorrichtung gemäß Ansicht "Z" nach
Fig. 4 , d. h. in Richtung der Längsachse des Walzguts gesehen, wobei das Walzgut nicht dargestellt ist. - In
Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Walzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Art dargestellt. In denFiguren 2 bis 6 ist dann eine erfindungsgemäße Ausgestaltung in verschiedenen Ansichten zu sehen. - Das Walzgut 2 in Form eines massiven Stabes wird von drei Walzen 4, 5, 6 gewalzt, von denen in
Fig. 1 nur eine Walze 4 dargestellt ist. Das Walzgut 2 weist eine Längsachse 3 auf. Die Walze 4, 5, 6 hat eine Walzenachse 7, 8, 9. Die Walze 4, 5, 6 steht über ein Wellenteil 19 in drehfester Verbindung mit einem Zahnrad 10, 11, 12 in Form eines Kegelrades, das eine Außenverzahnung 13 aufweist. Das Kegelrad 10, 11, 12 steht im Zahneingriff mit einem Sonnenrad 14, das eine korrespondierende Außen-Kegelverzahnung aufweist. Die Anordnung ist in einem ortsfesten Gehäuse 20 angeordnet. Hierin ist das Sonnenrad 14 konzentrisch zur Längsachse 3 des Walzguts 2 gelagert und von einem nicht dargestellten Ritzel über eine Verzahnung 21 angetrieben. Die drei Walzen 4, 5, 6 (von denen wie gesagt nur eine inFig. 1 dargestellt ist) und die diese tragenden Wellenteile 19 werden von einem Rotor 22 gehalten, der ebenfalls konzentrisch zur Längsachse 3 rotieren kann. Der Rotor 22 wird dabei von einem Ritzel 23 über eine Verzahnung 24 angetrieben. - Damit wird erreicht, dass die Walzen 4, 5, 6 planetenartig um die Längsachse 3 des Walzguts 2 kreisen und dieses walzen. Dabei drehen die Walzen 4, 5, 6 um ihre Walzenachsen 7, 8, 9 und rollen auf dem Außenumfang des Walzguts 2 ab. Die Walzenachsen sind dabei - wie in den weiteren Figuren noch besser gesehen werden kann - unter einem Neigungswinkel zur Walzgutlängsachse geneigt. Allerdings bewirkt dieser Neigungswinkel (wie es im Stand der Technik hinlänglich bekannt ist) alleine noch keinen axialen Vorschub, wie er für das Walzen benötigt wird, wenn die Walzenachse und die Walzgutlängsachse sich in einer Ebene befinden.
- Ein Vorschub wird vorliegend dadurch erreicht, dass die Ebene EW, in der die Walzenachsen 7, 8, 9 liegen, zur Ebene E0, in der die Längsachse 3 des Walzguts liegt, um einen definierten radialen Abstand R beabstandet ist, wie es aus den weiteren
Figuren 2 bis 6 und insbesondere ausFig. 3 und6 hervorgeht. - In diesen Figuren sind verschiedene Ansichten derselben Anordnung dargestellt, die drei Walzen 4, 5, 6 mit jeweiligen Walzenachsen 7, 8, 9 aufweist, die in der erläuterten Weise um das Walzgut 2 planetenartig kreisen und dieses walzen.
- Wie es insbesondere aus
Fig. 6 hervorgeht, ist die Walze 4 mit ihrer Walzenachse 7 um den radialen Abstand R von der Längsachse 3 des Walzguts 2 entfernt, d. h. die Ebene-EW, in der die Walzenachse 7 liegt, und die Ebene E0, in der die Längsachse 3 des Walzguts 2 liegt, sind um den Betrag R beabstandet. - Wesentlich ist, dass jedes Kegelrad 10, 11 bzw. 12 so angeordnet ist, dass seine Achse 15 (s. insbesondere
Fig. 6 ) und die Längsachse 3 des Walzguts 2 in einer gemeinsamen Ebene E0 liegen. Mithin ist das Kegelradgetriebe mit den Kegelrädern 10, 11 bzw. 12 und das Sonnenrad 14 mit seiner korrespondierenden Kegelradverzahnung (mit der die Kegelräder 10, 11, 12 kämmen) ein nicht achsversetztes Getriebe, was die Herstellungskosten für die Vorrichtung wesentlich reduziert. Um dennoch den benötigten radialen Abstand R zu erzeugen, weisen die Kegelräder 10, 11, 12 neben ihrer Außenverzahnung 13 eine Innenverzahnung 16 auf (s. insbesondereFig. 6 ), die mit einem an der Walze 4, 5, 6 direkt oder indirekt angeordneten Zahnrad 17 mit Außenverzahnung 18 kämmt. - Die Verzahnung, bestehend aus der Innenverzahnung 16 und der Außenverzahnung 18, sorgt für die Drehung der Walze 4, 5, 6 bei sich drehendem Kegelrad 10, 11, 12.
-
- 1
- Walzvorrichtung
- 2
- Walzgut
- 3
- Längsachse des Walzguts
- 4
- Walze
- 5
- Walze
- 6
- Walze
- 7
- Walzenachse
- 8
- Walzenachse
- 9
- Walzenachse
- 10
- Zahnrad (Kegelrad)
- 11
- Zahnrad (Kegelrad)
- 12
- Zahnrad (Kegelrad)
- 13
- Außenverzahnung
- 14
- Sonnenrad
- 15
- Achse des Zahnrads
- 16
- Innenverzahnung
- 17
- Zahnrad
- 18
- Außenverzahnung
- 19
- Wellenteil
- 20
- Gehäuse
- 21
- Verzahnung
- 22
- Rotor
- 23
- Ritzel
- 24
- Verzahnung
- EW
- Ebene der Walze
- E0
- Ebene des Walzguts
- R
- radialer Abstand
Claims (10)
- Walzvorrichtung (1) zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut (2), die mindestens zwei angetriebene und um die Längsachse (3) des Walzguts (2) umlaufende Walzen (4, 5, 6) aufweist, wobei die Walzenachsen (7, 8, 9) zur Längsachse (3) des Walzguts (2) geneigt angeordnet sind, wobei jede Walzenachse (7, 8, 9) in einer Ebene (EW) geneigt verläuft, die in Richtung der Längsachse (3) des Walzguts (2) gesehen in einem vorgegebenem radialen Abstand (R) parallel neben der Längsachse (3) des Walzguts (2) verläuft, und wobei jede Walze (4, 5, 6) bei ihrem Umlauf um die Längsachse (3) des Walzguts (2) über ein mit der Walze (4, 5, 6) drehfest verbundenes Zahnrad (10, 11, 12) mit Außenverzahnung (13) mit einem Sonnenrad (14) in Zahneingriff steht, dessen Achse koaxial zur Längsachse (3) des Walzguts (2) verläuft,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Zahnrad (10, 11, 12) so angeordnet ist, dass seine Achse (15) und die Längsachse (3) des Walzguts (2) in einer gemeinsamen Ebene (E0) liegen, wobei das Zahnrad (10, 11, 12) neben der Außenverzahnung (13) weiterhin eine Innenverzahnung (16) aufweist, die mit einem an der Walze (4, 5, 6) direkt oder indirekt angeordneten Zahnrad (17) mit Außenverzahnung (18) kämmt. - Walzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Achse (15) des Zahnrads (10, 11, 12) und der Walzenachse (7, 8, 9) der radiale Abstand (R) vorliegt. - Walzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzenachse (7, 8, 9) und die Achse (15) des Zahnrads (10, 11, 12) parallel zueinander verlaufen. - Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zahnrad (10, 11, 12) eine Kegelradverzahnung aufweist. - Walzvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zahnrad (10, 11, 12) mit der Kegelradverzahnung und das Sonnenrad (14) ein nicht achsversetztes Kegelradgetriebe bilden. - Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenverzahnung (16) als Hohlradverzahnung ausgebildet ist. - Walzvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Innenverzahnung (16) als Stirnradverzahnung ausgebildet ist. - Walzvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stirnradverzahnung schräg ausgeführt ist. - Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass drei oder vier Walzen (4, 5, 6) angeordnet sind, die um das Walzgut (2) umlaufen. - Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zahnrad (10, 11, 12) drehfest auf einem Wellenteil (19) angeordnet ist, wobei die Walze (4, 5, 6) mit einem axialen Endbereich des Wellenteils (19) drehfest verbunden ist.
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