EP4565381A1 - Walzwerksanordnung zur übertragung hoher drehmomente - Google Patents

Walzwerksanordnung zur übertragung hoher drehmomente

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Publication number
EP4565381A1
EP4565381A1 EP23751262.9A EP23751262A EP4565381A1 EP 4565381 A1 EP4565381 A1 EP 4565381A1 EP 23751262 A EP23751262 A EP 23751262A EP 4565381 A1 EP4565381 A1 EP 4565381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling mill
roller
length
changing
side joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23751262.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Grawenhof
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4565381A1 publication Critical patent/EP4565381A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B35/00—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B35/14—Couplings, driving spindles, or spindle carriers specially adapted for, or specially arranged in, metal-rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2275/00—Mill drive parameters
    • B21B2275/10—Motor power; motor current
    • B21B2275/12—Roll torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B35/14—Couplings, driving spindles, or spindle carriers specially adapted for, or specially arranged in, metal-rolling mills
    • B21B35/142—Yielding spindle couplings; Universal joints for spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B35/14—Couplings, driving spindles, or spindle carriers specially adapted for, or specially arranged in, metal-rolling mills
    • B21B35/142—Yielding spindle couplings; Universal joints for spindles
    • B21B35/143—Yielding spindle couplings; Universal joints for spindles having slidably-interengaging teeth, e.g. gear-type couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B35/00—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B35/14—Couplings, driving spindles, or spindle carriers specially adapted for, or specially arranged in, metal-rolling mills
    • B21B35/142—Yielding spindle couplings; Universal joints for spindles
    • B21B35/145—Hooke's joints or the like with each coupling part pivoted with respect to an intermediate member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B35/00—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B35/14—Couplings, driving spindles, or spindle carriers specially adapted for, or specially arranged in, metal-rolling mills
    • B21B35/148—Spindle carriers or balancers

Definitions

  • EP 3227578 B1 is known from the prior art, which describes a cardan shaft that can change its length telescopically. Use in a roll stand with two cardan shafts and corresponding precautions for operating cardan shafts arranged next to one another is not described.
  • JP 2013 136070 is known from the prior art, which describes two parallel-arranged cardan shafts, each of which includes a device for changing the length, the devices for changing the length also being arranged parallel to one another.
  • DE 10316261 is known from the prior art, which also shows two cardan shafts with shaft journals for changing the length.
  • the devices for changing the length are arranged parallel to one another.
  • the roller-side joints can have a maximum of the same diameter as the work rolls, since the upper and lower rollers only have a minimal diameter when rolling thin sheets and when calibrating or have no roll gap at all. Due to this limitation, roller-side joints have the greatest risk of failure.
  • corresponding shaft pieces so-called “spacers”, are used in the prior art to create space for the joints, with the roller arrangement becoming longer overall.
  • the object of the invention is to provide a particularly compact rolling mill arrangement with improved torque capacity of the cardan shafts in order to be able to transmit large torques from the drive to the work rolls.
  • the cardan shafts usually have the greatest risk of failure at the joints on the roller side, so it is also the object of the invention to provide a rolling mill arrangement that allows the installation of roller-side joints with a larger torque capacity.
  • the task is carried out with a rolling mill arrangement, wherein the first roll-side joint has a first distance from the first work roll and the second roll-side joint has a second distance from the second work roll, the first and second distances being different by 0.5 m to 4 m are, and wherein in at least one cardan shaft a device for changing the length is arranged between the roller-side joint and the work roll. and on the other cardan shaft a further device for changing the length is arranged between the roller-side joint and the drive-side joint.
  • the different distance advantageously enables the joints to be arranged next to one another.
  • the joints of the propeller shaft require a larger design compared to shafts and/or devices for changing length in order to transmit the same torque without exceeding their own load limit.
  • the joints are arranged parallel, so the joint diameter cannot be larger than the roller diameter, otherwise the two roller-side joints would collide.
  • a shaft or length changing device with a smaller diameter compared to the work roll diameter, space is created to accommodate a larger roll side joint.
  • the use of a device for changing the length is important for the cardan shaft in order to compensate for changes in the roller position without these being passed on to the drive as constraining forces.
  • the changes in length in the work rolls of the rolling stand can be caused by thermal expansion.
  • active displacement of the work rolls along the axis of rotation is possible, in particular to compensate for inclinations and differences in thickness across the width of the rolling stock during the rolling process.
  • a device for changing the length can telescopically change the length along the axis under load or in the no-load state.
  • the device for changing the length is also known as a telescopic function, telescopic shaft or length compensation.
  • a rolling mill arrangement is also advantageous, wherein the device for changing the length is arranged on the lower joint shaft between the lower roller-side joint and the lower work roll.
  • This bend can be detrimental to the material stress on the connecting device between the roller-side joint and the work roll and/or the device for changing the length.
  • Another advantageous effect of the arrangement at the bottom Shaft is better accessibility and the ability to attach a support device for support.
  • a rolling mill arrangement is also advantageous in which the device for changing the length is supported by means of a support device.
  • a support device can advantageously counteract the bending described.
  • the support device advantageously comprises a roller which is pressed against the surface of the device for changing the length, the pressing force being selected such that a bend is at least largely compensated.
  • This support device can also contain a plurality of rollers, which together perform the support function and, if necessary, also guide the device for changing the length laterally or completely circumferentially on the axis of rotation. Furthermore, several support rollers can be arranged one behind the other in the axial direction in order to uniformly reinforce the support function.
  • the support device is advantageously designed as a support spindle and advantageously comprises at least one rolling bearing in order to absorb the supporting forces introduced.
  • the rolls of the support spindle are advantageously smaller than the press rolls of the rolling mill arrangement, and usually have a diameter of 10 - 40% of the press rolls.
  • a rolling mill arrangement is also advantageous, wherein the rolling mill arrangement comprises a further device for changing the length, the further device for changing the length being arranged between the two joints of that cardan shaft which does not have a device for changing the length between the roller-side joint and the work roll.
  • both cardan shafts in the rolling mill arrangement it is common for both cardan shafts in the rolling mill arrangement to have a device for length compensation. In contrast to the prior art, however, only one of these devices for changing the length is arranged between the joints of the cardan shaft.
  • a rolling mill arrangement is also advantageous, with at least one of the roller-side joints having a diameter that is 3% to 30% larger than the diameter of the connected work roll.
  • the diameter of the joint refers to the largest extent of the joint perpendicular to at least one axis of rotation, the enveloping circle.
  • the diameter can theoretically be increased by deflecting the cardan shaft, since the deflection causes part of the joint to follow a different axis of rotation and thus takes up more space in one direction, but this is usually achieved by appropriately shaping the joint forks by rounding them centrally Pivot point of the joint is avoided.
  • the roll gap is included in the extension as an imaginary line of the so-called pass line, which characterizes the contact surface of the area through which the rolling stock passes the rolling mill arrangement.
  • At least one roller-side joint, preferably the lower one, can protrude beyond the pass line in an advantageous embodiment of the invention.
  • a rolling mill arrangement is also advantageous, with the diameter (DG) of the roller-side joints being in the range of 40 cm to 150 cm, with the cardan shaft being suitable for transmitting a torque of 200 knm to 15,000 knm.
  • Providing a rolling mill arrangement with high torque capacity of the cardan shafts can be achieved by using larger joints.
  • the design effort and the larger joints only make economic sense if the rolling mill arrangement has to transmit large torques. This is particularly the case in rolling mills for metal processing and/or sheet metal production. It is therefore particularly advantageous to use it with torques of 400 - 15,000 knm and diameters in the range 50 - 130 cm.
  • a rolling mill arrangement is also advantageous, with both cardan shafts being supported by at least one support device.
  • the use of at least one support spindle can reduce bending or at least reduce the bending moment at the connecting hubs.
  • An arrangement of several support spindles on the cardan shafts can also be advantageous in order to relieve the connecting hub and the joint bearings of all cardan shafts from high weight forces and the resulting bending moments.
  • the design of the device for changing the length should enable a telescopic-like change in length that is as low-friction as possible, while at the same time ensuring efficient transmission of large torques.
  • the change in length may also advantageously allow only a small amount of play; toothing parallel to the axis of rotation has proven to be particularly advantageous.
  • the joints can advantageously be designed either as universal joints, as flat pin joints or as toothed coupling joints.
  • Other types of cardan shafts cannot withstand the stresses of a rolling mill arrangement for metal processing.
  • FIG. 1 shows a schematic representation, not to scale, of a rolling mill arrangement 1 from the prior art.
  • the rolling mill includes a first work roll 2 and a second work roll 3, which are suitable for rolling rolling stock, in particular metal workpieces, in a roll gap.
  • the nip is shown in the extension as a dashed line of the so-called pass line 21.
  • the work rolls 2, 3 are connected to the first drive device 13 and the second drive device 14 by means of a first cardan shaft 4 and a second cardan shaft 5.
  • the cardan shafts each include a roller-side joint 6.7, a device for changing the length 12 and a drive-side joint 8.9.
  • the device for changing the length 12 is arranged between the roller-side joint 6.7 and the drive-side joint 8.9. No part of the drive shaft 4.5 can protrude beyond the pass line, otherwise the drive shafts would collide. All joints have a smaller diameter compared to the diameter of the work rolls 2.3.
  • FIG. 2 shows a schematic representation, not to scale, of a rolling mill arrangement 1 with features of the invention.
  • the rolling mill includes a first work roll 2 and a second work roll 3, which are suitable for rolling rolling stock, in particular metal workpieces, in a roll gap.
  • the nip is shown in the extension as a dashed line of the so-called pass line 21.
  • the work rolls 2, 3 are connected to the first drive device 13 and the second drive device 14 by means of a first cardan shaft 4 and a second cardan shaft 5.
  • the cardan shafts each include a roller-side joint 6.7, a device for changing the length 12 and a drive-side joint 8.9.
  • the first roller-side joint 6 is connected to the first work roll 2 at a first distance 10.
  • the second work roll 3 is first with a device for changing the length 12 and then with the second roll-side joint 7.
  • the rolling mill arrangement 1 is as shown in relation to gravity g shown arranged, whereby the second cardan shaft 5 is then the lower cardan shaft 16.
  • the second roller-side joint 7 is then the lower roller-side joint 17 and the second work roll 3 is the lower work roll 18.
  • the device for changing the length which is arranged between the second work roll 3, 18 and the roller-side joint 7, 17, is shown in FIG a support device 15 supported.
  • the support device 15 is only shown as an active support roller, but can include at least one bearing, in particular by means of roller bearings, and a holder, in particular an adjustable holder.
  • the support device can also comprise a plurality of support rollers or support spindles, not shown in the picture, with the axes of rotation of the support device 15 running parallel to the axis of rotation of the work roll or the supported device for changing the length 12.
  • the second distance 11 is shown as the distance between the second or lower work roll 3.18 and the roll-side or lower joint 7.17.
  • the offset arrangement of the two roller-side joints 6,7 creates enough space for the roller-side joints 6,7 to protrude beyond the pass line 21 without colliding with the other cardan shaft.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzwerksanordnung (1) umfassend zwei Gelenkwelle (4, 5) die jeweils mit einer Antriebsvorrichtung (13, 14) verbunden sind, wobei das erste walzenseitige Gelenk (6) einen ersten Abstand (10) zur ersten Arbeitswalze (2) aufweist und das zweite walzenseitige Gelenk (7) einen zweiten Abstand (11) zur zweiten Arbeitswalze (3) aufweist, wobei der erste und der zweite Abstand (10, 11) um 0,5 m bis 4 m unterschiedlich sind, und bei zumindest einer Gelenkwelle (4, 5) eine Vorrichtung zur Längenänderung (12) zwischen walzenseitigem Gelenk (6,7) und Arbeitswalze (2, 3) angeordnet ist.

Description

Walzwerksanordnung zur Übertragung hoher Drehmomente
Die Erfindung betrifft eine Walzwerksanordnung umfassend eine erste Arbeitswalze und eine zweite Arbeitswalze, wobei die Arbeitswalzen jeweils mit einer Gelenkwelle verbunden sind, die wiederum jeweils mit einer Antriebsvorrichtung verbunden sind, wobei die beiden Gelenkwellen jeweils ein walzenseitiges Gelenk und ein antriebsseitiges Gelenk umfassen.
Aus dem Stand der Technik ist die EP 3227578 B1 bekannt, die eine Gelenkwelle beschreibt, die in ihrer Länge teleskopartig ändern kann. Eine Nutzung in einer Walzengerüst mit zwei Gelenkwellen und entsprechenden Vorkehrungen zum Betrieb von nebeneinander angeordneten Gelenkwellen ist nicht beschrieben.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die JP 2013 136070 bekannt, die zwei parallel angeordneten Gelenkwellen beschreibt, die jeweils eine Vorrichtung zur Längenänderung umfassen, wobei die Vorrichtungen zur Längenänderung ebenfalls parallel zueinander angeordnet sind.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die DE 10316261 bekannt, die ebenfalls zwei Gelenkwellen mit Wellenzapfen zur Längenänderung zeigt. Auch hier sind die Vorrichtungen zur Längenänderung parallel zueinander angeordnet.
Die walzenseitigen Gelenke können bei einer Anordnung, wie im Stand der Technik bekannt, bei der die walzenseitigen Gelenke unmittelbar übereinander angeordnet sind, maximal den gleichen Durchmesser wie die Arbeitswalzen aufweisen, da die Ober- und Unterwalze beim Walzen dünner Bleche und beim Kalibrieren nur einen minimalen oder gar keinen Walzspalt aufweisen. Aufgrund dieser Limitierung haben walzenseitigen Gelenke das größte Ausfallrisiko. Bei einer versetzten Anordnung der Gelenke werden im Stand der Technik entsprechende Wellenstücke verwendet, sogenannte „Spacer“ um Platz für die Gelenke zu schaffen, wobei die Walzenanordnung insgesamt länger wird. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders kompakte Walzwerksanordnung mit verbesserter Drehmomentkapazität der Gelenkwellen bereitzustellen, um große Drehmomente von dem Antrieb an die Arbeitswalzen übertragen zu können. Die Gelenkwellen haben meist an den walzenseitigen Gelenken das größte Ausfallrisiko, es ist daher auch die Aufgabe der Erfindung eine Walzwerksanordnung bereitzustellen, die einen Einbau von walzenseitigen Gelenken mit einer größeren Drehmomentkapazität erlauben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Walzwerksanordnung ausgeführt, wobei das erste walzenseitige Gelenk einen ersten Abstand zur ersten Arbeitswalze aufweist und das zweite walzenseitige Gelenk einen zweiten Abstand zur zweiten Arbeitswalze aufweist, wobei der erste und der zweite Abstand um 0,5 m bis 4 m unterschiedlich sind, und wobei bei zumindest einer Gelenkwelle eine Vorrichtung zur Längenänderung zwischen walzenseitigem Gelenk und Arbeitswalze angeordnet ist. und bei der anderen Gelenkwelle eine weitere Vorrichtung zur Längenänderung zwischen walzenseitigem Gelenk und antriebsseitigem Gelenk angeordnet ist.
Der unterschiedliche Abstand ermöglicht vorteilhaft, dass die Gelenke nebeneinander angeordnet werden können. Die Gelenke der Gelenkwelle benötigen eine größere Bauform im Vergleich zu Wellen und/oder Vorrichtungen zur Längenänderung, um das gleiche Drehmoment zu übertragen, ohne die eigene Belastungsgrenze zu überschreiten. Im Stand der Technik werden die Gelenke parallel angeordnet, so kann der Gelenk-Durchmesser nicht größer als der Walzendurchmesser werden, da die beiden walzenseitigen Gelenke sonst kollidieren. Durch Verwendung einer Welle oder Vorrichtung zur Längenänderung mit einem geringeren Durchmesser, verglichen mit dem Arbeitswalzen-Durchmesser, entsteht so Platz, um ein größeres walzenseitiges Gelenk anzuordnen. Die Verwendung einer Vorrichtung zur Längenänderung ist bei der Gelenkwelle wichtig, um Veränderungen der Walzenposition zu kompensieren, ohne dass diese als Zwangskräfte an den Antrieb weitergegeben werden. Die Längenänderungen in den Arbeitswalzen des Walzgerüstes können durch thermische Ausdehnungen entstehen. Zudem ist ein aktives Verschieben der Arbeitswalzen entlang der Drehachse möglich, insbesondere um Schrägstellungen und Dickenunterschiede über die Breite des Walzgutes während des Walzprozesses auszugleichen.
Eine Vorrichtung zur Längenänderung kann dabei entlang der Achse teleskopartig die Länge unter Last oder im lastfreien Zustand verändern. Die Vorrichtung zu Längenänderung ist auch als Teleskopfunktion, Teleskopwelle oder Längenausgleich bekannt.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei die Vorrichtung zur Längenänderung an der unteren Gelenkwelle zwischen unterem walzenseitigem Gelenk und unterer Arbeitswalze angeordnet ist.
Durch die Länge der Vorrichtung zur Längenänderung, ihr Eigengewicht, das Gewicht von Gelenkwelle und/oder das Gewicht des walzenseitigen Gelenkes, kommt es zu einem Biegemoment, und daraus folgenden Matenalbelastungen, insbesondere an der Anschlussnabe, wo die Vorrichtung zur Längenänderung außerhalb der beiden Gelenke zwischen Arbeitswalze und walzenseitigem Gelenk angeordnet ist. Die Biegung erfolgt dabei in Richtung der Schwerkraft.
Diese Biegung kann nachteilig für die Matenalbeanspruchung Anschlussvorrichtung zwischen walzenseitigem Gelenk und Arbeitswalze und/oder der Vorrichtung zur Längenänderung sein. Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Anordnung an der unteren Welle ist eine bessere Zugänglichkeit und die Möglichkeit zur Unterstützung eine Stützvorrichtung anbringen zu können.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung wobei die Vorrichtung zur Längenänderung mittels einer Stützvorrichtung gestützt wird.
Eine Stützvorrichtung kann dabei vorteilhaft der Beschriebenen Biegung entgegenwirken. Die Stützvorrichtung umfasst dabei vorteilhaft eine Walze, die gegen die Oberfläche der Vorrichtung zur Längenänderung gepresst wird, wobei die Press- Kraft derart gewählt wird, dass eine Biegung zumindest weitgehend kompensiert wird. Dies Stützvorrichtung kann dabei auch eine Mehrzahl von Walzen enthalten, welche gemeinsam die Stützfunktion ausüben und die Vorrichtung zur Längenänderung ggf. auch seitlich oder komplett umfänglich auf er Drehachse führen. Weiterhin können auch mehrere Stützwalzen in Achsrichtung hintereinander angeordnet werden, um die Stützfunktion gleichmäßig zu verstärken. Die Stützvorrichtung ist vorteilhaft als Stützspindel ausgeführt, und umfasst vorteilhaft zumindest ein Wälzlager, um die eingeleiteten Stützkräfte aufzunehmen. Die Walzen der Stützspindel sind dabei vorteilhaft kleiner als die Presswalzen der Walzwerksanordnung, und haben üblicherweise einen Durchmesser von 10 - 40 % der Presswalzen.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei die Walzwerksanordnung eine weitere Vorrichtung zum Längenänderung umfasst, wobei die weitere Vorrichtung zum Längenänderung zwischen den beiden Gelenken derjenigen Gelenkwelle angeordnet ist, die über keine Vorrichtung zur Längenänderung zwischen walzenseitigem Gelenk und Arbeitswalze verfügt.
Wie im Stand der Technik bekannt ist es üblich, dass in den der Walzwerksanordnung beide Gelenkwellen über eine Vorrichtung zum Längenausgleich verfügen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird hier jedoch nur eine dieser Vorrichtungen zur Längenänderung zwischen den Gelenken der Gelenkwelle angeordnet. Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei zumindest eines der walzenseitigen Gelenke einen um 3 % bis 30 % größeren Durchmesser aufweist, im Vergleich zu dem Durchmesser der verbundenen Arbeitswalze.
Der Durchmesser der Gelenke bezeichnet dabei das größte Ausmaß des Gelenkes senkrecht zu zumindest einer Drehachse, den Hüllkreis. Bei Gelenkwellen kann der Durchmesser durch ein Auslenken der Gelenkwelle theoretisch vergrößert werden, da durch die Auslenkung ein Teil des Gelenkes einer anderen Rotationsachse folgt und so in einer Richtung einen größeren Raum in Anspruch nimmt, was aber üblicherweise durch entsprechende Formgebung der Gelenkgabeln durch Abrunden zentrisch zum Drehpunkt des Gelenkes vermieden wird.
Der Walzenspalt umfasst ist in der Verlängerung als gedachte Linie der sogenannten Pass-Line, die die Auflagefläche des Bereiches kennzeichnet, durch den das Walzgut die Walzwerksanordnung passiert. Zumindest ein Walzenseitiges Gelenk, vorzugsweise das untere, kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung über die Pass-Line hinausragen.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei der Durchmesser (DG) der walzenseitigen Gelenke im Bereich 40 cm bis 150 cm ausgeführt ist, wobei die Gelenkwelle geeignet ist ein Drehmoment von 200 knm bis 15.000 knm zu übertragen.
Eine Walzwerksanordnung mit hoher Drehmomentkapazität der Gelenkwellen bereitzustellen, kann durch größere Gelenke erreicht werden. Der konstruktive Aufwand und die größeren Gelenke sind dabei allerdings wirtschaftlich nur sinnvoll, wenn die Walzwerksanordnung große Drehmomente übertragen muss. Dies ist insbesondere bei Walzwerken für die Metallbearbeitung und/oder Blechherstellung der Fall. Besonders vorteilhaft ist daher der Einsatz bei Drehmomenten von 400 - 15.000 knm, und Durchmessern im Bereich 50 - 130 cm. Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei beide Gelenkwellen jeweils mittels zumindest einer Stützvorrichtung gestützt werden.
Der Einsatz von zumindest einer Stützspindel kann Biegung reduzieren oder zumindest das Biegemoment an den Anschlussnaben reduzieren. Eine Anordnung von mehreren Stützspindeln an den Gelenkwellen kann zudem voreilhaft sein, um auch die Anschlussnabe und die Gelenklager aller Gelenkwellen von hohen Gewichtskräften, und den daraus resultierenden Biegemomenten zu entlasten.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei die Vorrichtung zur Längenänderung einen inneren Wellenkörper und eine äußere Nabe umfasst, wobei der Wellenkörper eine Verzahnung aufweist und die Nabe eine Gegenverzahnung.
Der Aufbau der Vorrichtung zur Längenänderung soll eine möglichst reibungsarme teleskopartige Längenänderung ermöglichen, wobei gleichzeitig eine effiziente und Übertragung großer Drehmomente gewährleistet werden muss. Die Längenänderung darf zusätzlich vorteilhaft nur wenig Spiel erlauben, dabei hat sich eine Verzahnung parallel zur Drehachse als besonders vorteilhaft erwiesen.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei die Gelenkwellen Kreuz- Gelenke umfassen. Weiterhin vorteilhaft ist eine Walzwerksanordnung, wobei die Gelenkwellen Flachzapfen-Gelenke oder Zahnkupplungsgelenke umfassen.
Je nach Ausführungsgröße der Erfindung sind die Gelenke vorteilhaft entweder als Kreuzgelenke, als Flachzapfengelenke oder als Zahnkupplungsgelenke auszuführen. Andere Arten der Kardanwellen halten den Belastungen einer Walzwerksanordnung zur Metallbearbeitung nicht stand.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen: Fig.1 Eine schematische Darstellung des Stands der Technik
Fig.2 Eine schematische Darstellung mit Aspekten der Erfindung
Figur 1 zeigt eine nicht maßstäbliche schematische Darstellung eine Walzwerksanordnung 1 aus dem Stand der Technik. Das Walzwerk umfasst eine erste Arbeitswalze 2 und eine zweite Arbeitswalze 3 die geeignet sind Walzgut, insbesondere Metallwerkstücke in einem Walzenspalt zu walzen. Der Walzenspalt ist in der Verlängerung als gestrichelte Linie der sogenannten Pass-Line 21 dargestellt. Die Arbeitswalzen 2,3 sind mittels erster Gelenkwelle 4 und zweiter Gelenkwelle 5 mit der ersten Antriebsvorrichtung 13 und der zweiten Antriebsvorrichtung 14 verbunden. Die Gelenkwellen umfassen dabei jeweils ein Walzenseitiges Gelenk 6,7, eine Vorrichtung zur Längenänderung 12 und ein antriebsseitiges Gelenk 8,9. Dabei ist bei beiden Gelenkwellen 4,5 die Vorrichtung zur Längenänderung 12 zwischen walzenseitigem Gelenk 6,7 und an Antriebsseitigem Gelenk 8,9 angeordnet. Kein Teil der Gelenkwelle 4,5 kann dabei über die Pass-Line hinausragen, da es sonst zu einer Kollision der Gelenkwellen kommen würde. Alle Gelenke haben einen kleineren Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser der Arbeitswalzen 2,3.
Figur 2 zeigt eine nicht maßstäbliche schematische Darstellung eine Walzwerksanordnung 1 mit Merkmalen der Erfindung. Das Walzwerk umfasst eine erste Arbeitswalze 2 und eine zweite Arbeitswalze 3 die geeignet sind Walzgut, insbesondere Metallwerkstücke in einem Walzenspalt zu walzen. Der Walzenspalt ist in der Verlängerung als gestrichelte Linie der sogenannten Pass-Line 21 dargestellt. Die Arbeitswalzen 2,3 sind mittels erster Gelenkwelle 4 und zweiter Gelenkwelle 5 mit der ersten Antriebsvorrichtung 13 und der zweiten Antriebsvorrichtung 14 verbunden. Die Gelenkwellen umfassen dabei jeweils ein Walzenseitiges Gelenk 6,7, eine Vorrichtung zur Längenänderung 12 und ein antriebsseitiges Gelenk 8,9. Bei der ersten Gelenkwelle 4 ist das erste walzenseitige Gelenk 6 in einem ersten Abstand 10 mit der ersten Arbeitswalze 2 verbunden. Die zweite Arbeitswalze 3 ist zunächst mit einer Vorrichtung zur Längenänderung 12 und dann mit dem zweiten Walzenseitigen Gelenk 7. Optional ist die Walzwerksanordnung 1 in Bezug zur Schwerkraft g wie bildlich dargestellt angeordnet, wobei die zweite Gelenkwelle 5 dann die unteren Gelenkwelle 16 ist. Analog ist das zweite walzenseitige Gelenk 7 dann das untere walzenseitige Gelenk 17 und die zweite Arbeitswalze 3 die untere Arbeitswalze 18. Die Vorrichtung zur Längenänderung, die zwischen zweiter Arbeitswalze 3, 18 und walzenseitigem Gelenk 7,17 angeordnet ist, wird in der Figur 2 mittels einer Stützvorrichtung 15 gestützt. Die Stützvorrichtung 15 ist dabei lediglich als aktive Stützwalze dargestellt, kann aber zumindest eine Lagerung, insbesondere mittels Wälzlager und eine Halterung, insbesondere eine verstellbare Halterung umfassen. Die Stützvorrichtung kann auch nicht bildlich dargestellt mehrere Stützwalzen oder Stützspindeln umfassen, wobei die Drehachsen der Stützvorrichtung 15 parallel zu der Drehachse der Arbeitswalze bzw. der gestützten Vorrichtung zur Längenänderung 12 verläuft. Der zweite Abstand 11 ist dargestellt als Abstand zwischen zweiter bzw. unterer Arbeitswalze 3,18 und dem walzenseitigen bzw. unteren Gelenk 7,17. Durch die versetzte Anordnung der beiden walzenseitigen Gelenke 6,7 entsteht ausreichend Platz, dass die walzenseitigen Gelenke 6,7 über die Pass-Line 21 hinausragen können, ohne mit der jeweils anderen Gelenkwelle in Kollision zu geraten.
Bezugszeichenliste
1 Walzwerksanordnung
2 erste Arbeitswalze
3 zweite Arbeitswalze
4 erste Gelenkwelle
5 zweite Gelenkwelle
6 erstes walzenseitiges Gelenk
7 zweites walzenseitiges Gelenk
8 erstes antriebsseitiges Gelenk
9 zweites antriebsseitiges Gelenk
10 erster Abstand
11 zweiter Abstand
12 Vorrichtung zur Längenänderung
13 erste Antriebsvorrichtung
14 zweite Antriebsvorrichtung
15 Stützvorrichtung
16 untere Gelenkwelle
17 unteres walzenseitiges Gelenk
18 untere Arbeitswalze
19 Wellenkörper
20 Nabe
21 Pass-Line g Schwerkraft
DG Gelenk-Durchmesser
Dw Walzen-Durchmesser

Claims

Patentansprüche
1 . Walzwerksanordnung (1 ) umfassend eine erste Arbeitswalze (2) und eine zweite Arbeitswalze (3), wobei die Arbeitswalzen (2, 3) jeweils mit einer Gelenkwelle (4, 5) verbunden sind, die wiederum jeweils mit einer Antriebsvorrichtung (13, 14) verbunden sind, wobei die beiden Gelenkwellen (4, 5) jeweils ein walzenseitiges Gelenk (6, 7) und ein antriebsseitiges Gelenk (8, 9) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste walzenseitige Gelenk (6) einen ersten Abstand (10) zur ersten Arbeitswalze (2) aufweist und das zweite walzenseitige Gelenk (7) einen zweiten Abstand (11 ) zur zweiten Arbeitswalze (3) aufweist, wobei der erste und der zweite Abstand (10, 11 ) um 0,5 m bis 4 m unterschiedlich sind, und wobei bei zumindest einer Gelenkwelle (4, 5) eine Vorrichtung zur Längenänderung (12) zwischen walzenseitigem Gelenk (6, 7) und Arbeitswalze (2, 3) angeordnet ist und bei der anderen Gelenkwelle (4, 5) eine weitere Vorrichtung zur Längenänderung (12) zwischen walzenseitigem Gelenk (6, 7) und antriebsseitigem Gelenk (8, 9) angeordnet ist.
2. Walzwerksanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Längenänderung (12) an der unteren Gelenkwelle (16) zwischen unterem walzenseitigem Gelenk (17) und unterer Arbeitswalze (18) angeordnet ist.
3. Walzwerksanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorrichtung zur Längenänderung (12) mittels einer Stützvorrichtung (15) gestützt wird.
4. Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzwerksanordnung (1 ) eine weitere Vorrichtung zum Längenänderung (12) umfasst, wobei die weitere Vorrichtung zum Längenänderung (12) zwischen den beiden Gelenken (6, 8 oder 7, 9) derjenigen Gelenkwelle (4, 5) angeordnet ist, die über keine Vorrichtung zur Längenänderung (12) zwischen walzenseitigem Gelenk (6, 7) und Arbeitswalze (2, 3) verfügt. Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der walzenseitigen Gelenke (6, 7) einen um 3 % bis 30 % größeren Durchmesser (DG) aufweist, im Vergleich zu dem Durchmesser (Dw) der verbundenen Arbeitswalze (2, 3). Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (DG) der walzenseitigen Gelenke im Bereich 40 cm bis 150 cm ausgeführt ist, wobei die Gelenkwelle (4, 5) geeignet ist ein Drehmoment von 200 knm bis 15.000 knm zu übertragen. Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gelenkwellen (4, 5) jeweils mittels zumindest einer Stützvorrichtung (15) gestützt werden. Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Längenänderung (11 ) einen inneren Wellenkörper (19) und eine äußere Nabe (20) umfasst, wobei der Wellenkörper (19) eine Verzahnung aufweist und die Nabe (20) eine Gegenverzahnung. Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkwellen (4, 5) Kreuz-Gelenke umfassen. Walzwerksanordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkwellen (4, 5) Flachzapfen- Gelenke oder Zahnkupplungsgelenke umfassen.
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