EP3525945A1 - Schrägwalzwerk - Google Patents

Schrägwalzwerk

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EP3525945A1
EP3525945A1 EP17781472.0A EP17781472A EP3525945A1 EP 3525945 A1 EP3525945 A1 EP 3525945A1 EP 17781472 A EP17781472 A EP 17781472A EP 3525945 A1 EP3525945 A1 EP 3525945A1
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roller
mill
roll
axis
slanting
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    • B21B1/20—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a non-continuous process,(e.g. skew rolling, i.e. planetary cross rolling)
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    • B21B31/14—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts by pivotally displacing

Definitions

  • the invention relates to a cross rolling mill according to the preamble of claim 1.
  • This object is achieved according to the invention for an initially mentioned skew rolling mill with the characterizing features of claim 1. Due to the pivotability of the stapes a simple and low-friction position compensation between the roller shaft and the actuator is possible, which can be done in particular in several directions.
  • the number of roll shafts may preferably be two, three or even four.
  • the cross rolling mill can proceed according to the Assel or at least operate similarly to the Assel method.
  • An orientation of the roll axis about the adjusting axes is meant geometrically according to the invention, so that the adjusting axes no physical waves or To include something similar.
  • the adjusting axes can preferably be aligned perpendicular to the roll axis, in particular also perpendicular to one another.
  • An actuator may be within the meaning of the invention, each actuator by means of which the roller axis is adjusted.
  • hydraulic cylinders or electromechanical actuators may be provided.
  • the actuator may be configured to apply the rolling force to the workpiece.
  • the roller shaft has at each of two opposite ends at least one pivot bearing and a pivotable compression stilt. In this way, a complete and particularly friction adjustable support can be made via the pivotable compression stilts.
  • roller shaft In the interest of a simple and effective construction, it is generally advantageous for the roller shaft to be accommodated on a roller mill, wherein the roller frame is movably mounted about the adjusting axles and the pressure stilts are supported relative to the roller mill.
  • the roller mill can be designed as a rigid frame, but movable relative to a frame frame.
  • roller mill In an advantageous detailed design of the roller mill is thereby acted upon by means of a preferably hydraulic tension member against the direction of the rolling force. Together with the forces of the actuators as a total of a play-free mounting of the roller is achieved in their respective employment.
  • the wedge on at least one end has a bearing dome pivotable with respect to the wedge. This allows a simple lateral offset of a Point of support of the stapes or the bearing dome.
  • the bearing dome can be easily replaced as a wearing part.
  • the stapes is pivotable from a neutral position in each spatial direction by an angle about a pivot point.
  • At least two roll shafts preferably at least three roll shafts, particularly preferably all of the roll shafts of the cross rolling mill, are adjustably mounted according to one of the features described above.
  • FIG. 1 shows a partial sectional view of a skew rolling mill according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a pivotable compression stilt along the section line A-A from FIG. 3.
  • Fig. 3 shows a plan view of the wedge in Fig. 2 in four extreme pivotal positions.
  • the skew rolling mill according to the invention shown in FIG. 1 comprises three roll shafts 1 of identical design, of which only one can be seen in the illustration.
  • the roller shaft 1 has a roller body 2, which acts radially on a roller axis W or in the direction of a rolling force on a workpiece.
  • the roller shaft 1 is rotated about a gimbal-hinged drive shaft 3 about the roll axis W.
  • a rolling bearing 4, 5 supporting the rolling forces is arranged in each case.
  • the pivot bearings 4, 5 are in turn received and supported on a roller mill 6, wherein the roller mill 6 is held by means of a bearing 7 movable relative to a frame 8 of the cross rolling mill.
  • the roller mill is adjustable pivotable both about a first adjusting axis S1 and about a second adjusting axis S2.
  • the second adjusting axis S2 extends in the illustration of FIG. 1 perpendicular to the plane of the drawing.
  • the adjusting axes S1, S2 and the roll axis are perpendicular to each other, but need not intersect.
  • the roller mill 6 is formed as a rigid, in cross-section substantially yoke-shaped component. Two support areas 6a of the roll mill, on the one hand, hold the pivot bearings 4, 5 and, on the other hand, are supported on an intermediate member 9, 10 on the other hand.
  • the intermediate links are disposed between the roller mill 6 and the rotary bearings 4, 5 on the one hand and one of two actuators 1 1, 12 on the other hand.
  • the actuators 1 1, 12 can also transmit the force exerted on the workpiece rolling force.
  • the roller mill 6 is also pulled by a designed as a hydraulic cylinder tension member 13 against the rolling force, so that the roller mill 6 is always pressed firmly against the actuators.
  • the force of the tension member is smaller than the force of the actuators and ensures a play-free positioning of the roller shaft 1 or enables a release of the workpiece.
  • the intermediate members 9, 10 are each executed in the same design and are used to compensate for tilting and offset movements occurring between the actuators 1 1, 12 on the one hand and the roller mill 6 and the roller shaft 1 on the other hand.
  • the intermediate members 9, 10 each comprise a compression stilt 14, 15.
  • the compression stilts 14, 15 are each pivotable in several directions. This is achieved by dome-shaped bearings of the pressure stilts 14, 15.
  • the pressure stilts are each provided on the actuator side with a concave spherical surface 14a, 15a, wherein a corresponding convex spherical surface is provided on the actuator.
  • the pressure stilts are also provided with a concave dome surface 14b, 15b.
  • a substantially hemispherical bearing dome 16, 17 is inserted into the end of the stapes 14, 15. This is pivotable over the dome-shaped surface 14b, 15b with respect to the pressure wedge and rests against the roller mill 6 with a flat counter surface. In this way, if necessary, a lateral offset of the counter surface relative to the roll mill can be made possible. It is understood that in other embodiments, inversely curved dome surfaces may be provided, so for example, convex Kalotten vom on the pressure stilts 14, 15 and correspondingly concave Kalottenvid on the actuators 14, 15 and / or the bearing cups 16, 17th
  • the pressure stilts 14, 15 are pivotable from a neutral position in each spatial direction by a minimum angle about a pivot point.
  • the fulcrum lies in each case in the geometric center of the actuator-side spherical surface.
  • FIG. 3 In which a compression stilt 14, 15 is shown, which is pivoted in four different exemplary spatial directions at an angle up to a stop. In each case, a maximum lateral offset d of the mating surfaces of the bearing cups 16, 17 is made possible by the pivoting.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schrägwalzwerk, umfassend eine Mehrzahl von Walzenwellen(1), die jeweils eine im Wesentlichen radial gerichtete Walzkraft auf ein Werkstück ausüben, wobei die Ausrichtung einer Walzenachse (W) zumindest einer der Walzenwellen(1) um eine erste Stellachse (S1) und um eine zweite Stellachse (S2) einstellbar veränderbar ist, wobei zwischen einem Drehlager (4, 5) der Walzenwelle(1) und einem Stellglied (11, 12) ein Zwischenglied (9, 10) angeordnet ist, wobei das Zwischenglied (9, 10) eine die Walzkraft übertragende Druckstelze (14, 15) umfasst, die mittels einer kalottenförmigen Lagerfläche (14a, 14b, 15a, 15b) in mehrere Richtungen verschwenkbar ist.

Description

Schrägwalzwerk
Die Erfindung betrifft ein Schrägwalzwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
DE 34 06 841 A1 beschreibt ein Dreiwalzen-Kegelschrägwalzwerk, bei dem zur Anstellung der Walzenwellen jeweils eine Verschwenkung um eine Achse erfolgen kann. Bei weiteren bekannten Schrägwalzanordnungen, zum Beispiel nach dem Asselverfahren, kann die Anstellung einer Walzenwelle auch um zwei verschiedene Achsen erfolgen. Zur Entkoppelung der bei der Verstellung auftretenden Querkräfte zwischen den Kontaktflächen sind dabei Zwischenelemente erforderlich, die die Bauhöhe der Anstellung vergrößern.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Schrägwalzwerk anzugeben, bei dem eine reibungsarme Verstellung der Walzenwellen ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Schrägwalzwerk erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verschwenkbarkeit der Druckstelze ist ein einfacher und reibungsarmer Positionsausgleich zwischen der Walzenwelle und dem Stellglied ermöglicht, der insbesondere in mehrere Richtungen erfolgen kann. Die Anzahl der Walzenwellen kann bevorzugt zwei, drei oder auch vier betragen. Insbesondere kann das Schrägwalzwerk nach dem Assel verfahren oder zumindest dem Asselverfahren ähnlich arbeiten.
Eine Ausrichtung der Walzenachse um die Stellachsen ist im Sinne der Erfindung geometrisch gemeint, so dass die Stellachsen keine körperlichen Wellen oder Ähnliches umfassen müssen. Die Stellachsen können bevorzugt jeweils senkrecht zu der Walzenachse ausgerichtet sein, insbesondere auch senkrecht zueinander.
Ein Stellglied kann im Sinne der Erfindung jeder Aktuator sein, mittels dessen die Walzenachse verstellte wird. Insbesondere können hydraulische Zylinder oder auch elektromechanische Stellglieder vorgesehen sein. Das Stellglied kann allgemein bevorzugt dazu ausgelegt sein, die Walzkraft auf das Werkstück auszuüben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Walzenwelle an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils zumindest ein Drehlager und eine verschwenkbare Druckstelze aufweist. Hierdurch kann eine vollständige und besonders reibungsarm verstellbare Abstützung über die verschwenkbaren Druckstelzen erfolgen.
Allgemein vorteilhaft ist es im Interesse einer einfachen und effektiven Konstruktion vorgesehen, dass die Walzenwelle an einem Walzenstuhl aufgenommen ist, wobei der Walzenstuhl um die Stellachsen bewegbar gelagert ist und die Druckstelzen gegenüber dem Walzenstuhl abgestützt sind. Der Walzenstuhl kann dabei als in sich starrer, aber gegenüber einem Gerüst bewegbarer Rahmen ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Detailgestaltung ist der Walzenstuhl dabei mittels eines bevorzugt hydraulischen Zugglieds entgegen der Richtung der Walzkraft kraftbeaufschlagt. Gemeinsam mit den Kräften der Stellglieder wird so insgesamt eine spielfreie Halterung der Walze in ihrer jeweiligen Anstellung erzielt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Druckstelze an zumindest einem Ende eine gegenüber der Druckstelze schwenkbare Lagerkalotte. Dies erlaubt einen einfachen seitlichen Versatz eines Auflagepunktes der Druckstelze bzw. der Lagerkalotte. Zudem kann die Lagerkalotte auf einfache Weise als Verschleißteil ausgetauscht werden.
Im Interesse einer variablen Anstellung ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Druckstelze ausgehend von einer Neutralposition in jede Raumrichtung um einen Winkel um einen Drehpunkt verschwenkbar ist.
Allgemein vorteilhaft sind zumindest zwei Walzenwellen, bevorzugt zumindest drei Walzenwellen, besonders bevorzugt sämtliche der Walzenwellen des Schrägwalzwerks gemäß einem der vorhergehend beschriebenen Merkmale verstellbar gelagert.
Allgemein ergibt sich aus einer erfindungsgemäßen Lagerung der Walzenwelle oder der Walzenwellen, dass eine Kompensation radialer Bewegungen zur Stellachse vorliegt. Ebenso ist eine Kompensation von Winkeligkeitsabweichungen senkrecht zur Verstellachse ermöglicht. Zudem können Bauhöhe und damit Rahmengröße und Gewicht des Schrägwalzwerks durch die Erfindung reduziert werden. Durch die Erfindung werden Reibkräfte und Querkräfte der Anstellungskomponenten vermieden bzw. reduziert. Es ergibt sich zudem der Vorteil einer verbesserten Positioniergenauigkeit unter Last. Ferner ist das Schwingverhalten des Anstellungssystems verbessert und die Steifigkeit insgesamt erhöht.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine teilweise Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Schrägwalzwerks.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer verschwenkbaren Druckstelze entlang der Schnittlinie A-A aus Fig. 3.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Druckstelze in aus Fig. 2 in vier extremalen Schwenkpositionen.
Das in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Schrägwalzwerk umfasst drei baugleich gelagerte Walzenwellen 1 , von denen in der Darstellung nur eine erkennbar ist. Die Walzenwelle 1 hat einen Walzenkörper 2, der radial zu einer Walzenachse W bzw. in Richtung einer Walzkraft auf ein Werkstück einwirkt. Die Walzenwelle 1 wird über eine kardanisch angelenkte Antriebswelle 3 um die Walzenachse W gedreht. Vor und hinter dem Walzenkörper 2 ist jeweils ein die Walzkräfte abstützendes Drehlager 4, 5 angeordnet. Die Drehlager 4, 5 sind ihrerseits an einem Walzenstuhl 6 aufgenommen und abgestützt, wobei der Walzenstuhl 6 mittels einer Lagerung 7 bewegbar gegenüber einem Rahmen 8 des Schrägwalzwerks gehalten ist. Dabei ist der Walzenstuhl sowohl um eine erste Stellachse S1 als auch um eine zweite Stellachse S2 einstellbar verschwenkbar. Die zweite Stellachse S2 verläuft in der Darstellung nach Fig. 1 senkrecht zu der Zeichenebene. Die Stellachsen S1 , S2 und die Walzenachse stehen jeweils senkrecht aufeinander, müssen sich aber nicht schneiden. Der Walzenstuhl 6 ist als starres, im Querschnitt im Wesentlichen jochförmiges Bauteil ausgeformt. Zwei Stützbereiche 6a des Walzenstuhls halten einerseits die Drehlager 4, 5 und sind andererseits an jeweils einem Zwischenglied 9, 10 abgestützt. Die Zwischenglieder sind zwischen dem Walzenstuhl 6 bzw. den Drehlagern 4, 5 einerseits und jeweils einem von zwei Stellgliedern 1 1 , 12 andererseits angeordnet. Über die Ausrichtung des Walzenstuhls 6 und somit der Drehlager 4, 5 erfolgt die Anstellung der Walze 1 . Hierzu werden die Stellglieder 1 1 , 12, die vorliegend als hydraulische Zylinder ausgebildet sind, jeweils positioniert. Die Stellglieder 1 1 , 12 können zudem die auf das Werkstück ausgeübte Walzkraft übertragen.
Der Walzenstuhl 6 wird zudem durch ein als hydraulischer Zylinder ausgebildetes Zugglied 13 entgegen der Walzkraft gezogen, so dass der Walzenstuhl 6 jederzeit fest gegen die Stellglieder gedrückt wird. Die Kraft des Zugglieds ist kleiner als die Kraft der Stellglieder und stellt eine spielfreie Positionierung der Walzenwelle 1 sicher bzw. ermöglicht eine Freigabe des Werkstücks.
Die Zwischenglieder 9, 10 sind jeweils in gleicher Bauart ausgeführt und dienen der Kompensation von bei der Verstellung auftretenden Kipp- und Versatzbewegungen zwischen den Stellgliedern 1 1 , 12 einerseits und dem Walzenstuhl 6 bzw. der Walzenwelle 1 andererseits. Vorliegend umfassen die Zwischenglieder 9, 10 jeweils eine Druckstelze 14, 15. Die Druckstelzen 14, 15 sind jeweils in mehrere Richtungen verschwenkbar. Dies wird durch kalottenförmige Lagerungen der Druckstelzen 14, 15 erzielt. Vorliegend sind die Druckstelzen jeweils stellgliedseitig mit einer konkaven Kalottenfläche 14a, 15a versehen, wobei an dem Stellglied eine entsprechende konvexe Kalottenfläche vorgesehen ist. Auf der Seite der Walzenwelle sind die die Druckstelzen ebenfalls mit einer konkaven Kalottenfläche 14b, 15b versehen. Dabei ist eine im Wesentlichen halbkugelförmige Lagerkalotte 16, 17 in das Ende der Druckstelze 14, 15 eingesetzt. Diese ist über die kalottenförmige Fläche 14b, 15b gegenüber der Druckstelze verschwenkbar und liegt mit einer planen Gegenfläche an dem Walzenstuhl 6 an. Hierdurch kann bei Bedarf auch ein seitlicher Versatz der Gegenfläche gegenüber dem Walzenstuhl ermöglicht werden. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen auch umgekehrt gewölbte Kalottenflächen vorgesehen sein können, also zum Beispiel konvexe Kalottenflächen an den Druckstelzen 14, 15 und entsprechend konkave Kalottenflächen an den Stellgliedern 14, 15 und/oder den Lagerkalotten 16, 17.
Die Verstellung des Walzenstuhls um die in der Zeichnungsebene Fig. 1 senkrechte Stellachse S1 erfolgt über nicht dargestellte weitere Stellvorrichtungen die senkrecht zur Zeichnungsrichtung und somit nicht in Richtung der Walzkraft wirken. Insgesamt sind die Druckstelzen 14, 15 ausgehend von einer Neutralposition in jede Raumrichtung um einen Mindestwinkel um einen Drehpunkt verschwenkbar. Der Drehpunkt liegt dabei jeweils im geometrischen Mittelpunkt der stellgliedseitigen Kalottenfläche.
Dies ist insbesondere in Fig. 3 verdeutlicht, in der eine Druckstelze 14, 15 gezeigt ist, die in vier verschiedenen exemplarischen Raumrichtungen um einen Winkel bis zu einem Anschlag verschwenkt ist. Dabei wird durch die Verschwenkung jeweils ein maximaler seitlicher Versatz d der Gegenflächen der Lagerkalotten 16, 17 ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1 Walzenwelle
2 Walzenkörper
3 Antriebswelle, kardanisches Gelenk
4 erstes Drehlager
5 zweites Drehlager
6 Walzenstuhl
6a Stützbereiche des Walzenstuhls
7 Lagerung des Walzenstuhls
8 Rahmen
9 erstes Zwischenglied
10 zweites Zwischenglied
1 1 erstes Stellglied
12 zweites Stellglied
13 Zugglied
14 erste Druckstelze
14a konkave Kalottenfläche
14b konkave Kalottenfläche
15 zweite Druckstelze
15a konkave Kalottenfläche
15b konkave Kalottenfläche
16 erste Lagerkalotte
17 zweite Lagerkalotte
W Walzenachse
S1 erste Stellachse
S2 zweite Stellachse
d seitlicher Versatz

Claims

Patentansprüche
Schrägwalzwerk, umfassend
eine Mehrzahl von Walzenwellen (1 ), die jeweils eine im Wesentlichen radial gerichtete Walzkraft auf ein Werkstück ausüben,
wobei die Ausrichtung einer Walzenachse (W) zumindest einer der Walzenwellen (1 ) um eine erste Stellachse (S1 ) und um eine zweite Stellachse (S2) einstellbar veränderbar ist,
wobei zwischen einem Drehlager (4, 5) der Walzenwelle (1 ) und einem Stellglied (1 1 , 12) ein Zwischenglied (9, 10) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwischenglied (9, 10) eine die Walzkraft übertragende Druckstelze (14, 15) umfasst, die mittels einer kalottenförmigen Lagerfläche (14a, 14b, 15a, 15b) in mehrere Richtungen verschwenkbar ist.
Schrägwalzwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwelle (1 ) an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils zumindest ein Drehlager (4, 5) und eine verschwenkbare Druckstelze (14, 15) aufweist.
Schrägwalzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwelle (1 ) an einem Walzenstuhl (6) aufgenommen ist, wobei der Walzenstuhl (6) um die Stellachsen (S1 , S2) bewegbar gelagert ist und die Druckstelzen (14, 15) gegenüber dem Walzenstuhl (6) abgestützt sind.
Schrägwalzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenstuhl (6) mittels eines insbesondere hydraulischen Zugglieds (13) entgegen der Richtung der Walzkraft kraftbeaufschlagt ist. Schrägwalzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstelze (14, 15) an zumindest einem Ende eine gegenüber der Druckstelze schwenkbare Lagerkalotte (16) aufweist.
Schrägwalzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstelze (14, 15) ausgehend von einer Neutralposition in jede Raumrichtung um einen Winkel um einen Drehpunkt verschwenkbar ist.
Schrägwalzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Walzenwellen (1 ), insbesondere zumindest drei Walzenwellen, insbesondere sämtliche der Walzenwellen des Schrägwalzwerks gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche verstellbar gelagert sind.
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