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Die Erfindung betrifft eine Walzstrasse zum Walzen von metallischen Rohren, Stäben oder Drähten mit mehreren, in gerader Linie hintereinander angeordneten Walzgerüsten, von denen jedes mindestens drei, eine Walzachse sternförmig umgebende Walzen besitzt.
Eine Walzstrasse dieser Art ist bereits durch die WO 98/06515 bekannt. Sie besitzt jedoch Walzgerüste, die sich nicht komplett auswechseln lassen. Nur ein Bauteil von ihnen kann ausge- wechselt werden, nämlich jeweils ein Walzenträger, in dem die Walzen radial verschieblich gela- gert sind. Befindet sich der Walzenträger ausserhalb des Walzgerüstes können die Walzen nicht mehr in ihren Walzpositionen gehalten und auch nicht eingestellt werden. Ausserdem haben nur wenige, und zwar nur die auslaufseitig letzten Walzgerüste Walzen, die jeweils von einer eigenen Antriebswelle aus angetrieben sind. Die übrigen Walzgerüste, eine weitaus grössere Anzahl, haben jeweils nur eine einzige Antriebswelle, welche dann die Walzenwelle jener Walze direkt antreibt, deren Drehachse sich horizontal erstreckt.
Auf die beiden anderen Walzenwellen wird das Dreh- moment der Antriebswelle mittels Kegelräder übertragen, die auf allen Walzenwellen angeordnet sind. Damit die Kegelräder miteinander im Eingriff bleiben, ist bei diesen Walzgerüsten ein nen- nenswertes radiales Verstellen der Walzenwellen und damit der Walzen nicht vorgesehen. Bei den wenigen auslaufseitig letzten Walzgerüsten lassen sich die Walzen jedoch in radialer Richtung verstellen, da sie einzeln angetrieben und radial beweglich gelagert sind.
Diese bekannte Walzstrasse hat den wesentlichen Nachteil, dass die weitaus meisten Walzge- rüste, nämlich die mit nur einer Antriebswelle, nicht ausreichend hoch belastet werden können. Der Grund dafür ist darin zu sehen, dass die Walzenlager zur Aufnahme der Kräfte und die Kegelräder zur Übertragung des Drehmomentes innerhalb eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet werden müssen, das von den Drehachsen der Walzen gebildet wird. Dadurch sind die Aussenabmessun- gen der Walzenlager und die der Kegelräder begrenzt und folglich auch die Grösse der aufnehmba- ren Walzkräfte und die des übertragbaren Drehmoments. Eine Vergrösserung des Dreiecks der Drehachsen würde zu grösseren Walzen führen.
Grössere Walzen aber vergrössern den Abstand zwischen den Walzgerüsten, was einen Anstieg des Anteils an unbrauchbaren, weil nicht masshal- tigen Endabschnitten des Walzgutes zur Folge hat. Ausserdem sind grössere Walzen teuerer bei der Beschaffung und Bearbeitung. Ferner ergeben sich bei grösseren Walzen höhere Investitionskosten für die gesamte Walzstrasse. Somit ist eine Vergrösserung des Dreiecks der Drehachsen keine Lösung des Problems.
Ausser ihrer unzureichenden Belastbarkeit haben die Walzgerüste mit nur einer Antriebswelle den Nachteil, dass bei ihnen die Ausbildung im Innern der Walzgerüstgehäuse besonders aufwen- dig ist, weil neben den Walzenlagern auch noch die Kegelräder innerhalb der Dreiecke der Dreh- achsen untergebracht werden müssen. Ein radiales Verstellen der Walzen ist zwar möglich, aber nur mit einem noch weitergehenden konstruktivem Aufwand zu erreichen. Der auch schon ohne Walzenverstellung hohe konstruktive Aufwand führt zu vielen Einzelteilen und damit zu hohen Herstellungs- und Betriebskosten.
Die aufwendige Ausbildung im Innern der Walzgerüstgehäuse hat den weiteren Nachteil, dass das Wechseln der Walzen kompliziert und zeitraubend ist. Zu diesem Zweck muss man nämlich die Walzgerüstgehäuse öffnen und die Walzenlager sowie die Kegelräder teilweise demontieren. Nach dem Walzenwechsel ist dann ein entsprechender Montageaufwand erforderlich. Um Montagearbeit und Zeit einzusparen, werden die Walzen in eingebautem Zustand nachgearbeitet, wozu dann jedoch zusätzliche Spezialmaschinen erforderlich sind.
Bei der bekannten Walzstrasse hat der weitaus grösste Teil der Walzgerüste nur jeweils eine An- triebswelle und damit weist die bekannte Walzstrasse auch sämtliche Nachteile dieser Walzgerüste auf. Die Walzstrasse ist also nur unzureichend belastbar, hat aufwendige und daher teuere Walzge- rüste und erfordert einen hohen Aufwand beim Wechseln und Nacharbeiten der Walzen.
Um nicht noch mehr Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, wird bei der bekannten Walzstrasse auf die radiale Verstellbarkeit der Walzen in den Walzgerüsten mit nur einer Antriebswelle und damit bei den weitaus meisten Walzgerüsten verzichtet.
Das führt also bei den meisten Walzgerüsten zu deutlich höheren Kosten, weil bei ihnen die Walzen schneller verbraucht sind. Bei Walzgerüsten ohne bzw. ohne ausreichende radiale Ver- stellbarkeit müssen nämlich verschlissene Walzen mit einer grösseren Materialabtragung nachge- arbeitet werden. Auch ungünstige Walzprogramme erfordern bei solchen Walzgerüsten umfangrei- chere Materialabtragungen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Walzstrasse zum Walzen von metallischen Rohren, Stäben oder Drähten zu schaffen, der die aufgeführten Nachteile nicht anhaften, sondern die höher belastet werden kann und die sich schneller sowie mit weniger Aufwand an Arbeit und Kosten an die sich ändernden Anforderungen des Betriebes anpassen lässt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Walzstrasse die Walzgerüste eng hintereinander angeordnet und schnell gemeinsam, zu mehreren oder einzeln auswechselbar sind, wobei die Walzen in allen Walzgerüsten jeweils von einem eigenen Motor nebst eigener Antriebswelle angetrieben, mittels mehrteiliger Walzenwellen gelagert und ohne Demontage von Walzgerüstgehäuse und Walzenlagern auszutauschen sind.
Hierdurch wird eine Walzstrasse geschaffen, die bei gleichen Abmessungen ihrer Walzen und Walzgerüste deutlich höher zu belasten ist, weil alle Walzen aller Walzgerüste der Walzstrasse eine eigene Antriebswelle besitzen, direkt von einem eigenen Motor angetrieben werden und so die Kegelräder zum Übertragen der Drehmomente auf die einzelnen Walzenwellen entfallen. Damit werden innerhalb der von den Drehachsen der Walzen gebildeten gleichseitigen Dreiecke jene Räume frei, die sonst die Kegelräder benötigten. Diese nun freien Räume können ganz oder teil- weise für die Walzenlager genutzt werden, so dass sie sich grösser und damit tragfähiger auslegen lassen, ohne die aus den Drehachsen der Walzen gebildeten Dreiecke und damit die Walzen selbst vergrössern zu müssen.
Die grösseren Walzenlager erlauben also höhere Walzkräfte bei gleichgrossen Walzen und gleichbleibend kleinem Abstand der eng hintereinander angeordneten Walzgerüste. Ausserdem sind die an den Walzen wirksamen Drehmomente nun von der Übertra- gungsfähigkeit der Kegelräder unabhängig und können ebenfalls grösser werden. Folglich lässt sich Walzgut mit höherer Festigkeit bzw. mit niedrigerer Walztemperatur walzen. Auch lassen sich die Walzgerüste mit weniger Aufwand herstellen und einfacher montieren, wobei die Kegelräder und andere Einzelteile eingespart werden.
Die mehrteilige Ausbildung der Walzenwellen erlaubt ein axiales Einspannen der Walzen je- weils zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von zwei Teilwellen. Damit vermeidet man festigkeitsmindernde Verbindungen zwischen Walzen und Walzenwellen mit Passfedern und ähnli- chen Elementen, wie sie sonst oft benutzt werden. Vor allem jedoch ermöglicht die mehrteilige Ausbildung der Walzenwellen einen schnellen Walzenwechsel. Dazu wird die axiale Spannkraft zwischen den beiden Teilwellen aufgehoben, diese nur wenig auseinanderbewegt und die Walzen können in radialer Richtung aus dem Walzgerüst entnommen werden. Danach lässt sich eine andere Walze in radialer Richtung in das Walzgerüst zwischen die beiden Teilwellen einsetzen und dort festspannen. Eine Demontage des Walzgerüstgehäuses und/oder der Walzenlager erfolgt dabei nicht.
Ein solcher schneller Walzenwechsel ermöglicht wiederum, dass man mit insgesamt weniger Walzgerüsten auskommt, weil die Vorbereitungszeit auf einen neuen Einsatz bei den nicht in der Walzstrasse befindlichen Walzgerüsten dadurch so kurz wird, dass sie schon wieder zur Verfügung stehen, wenn die im Einsatz befindlichen Walzgerüste ausgetauscht werden müssen.
Es werden deshalb bei der neuen Walzstrasse kaum mehr als zwei Sätze an Walzgerüsten erfor- derlich sein. Darüberhinaus macht der schnelle und einfache Walzenwechsel auch ein Nacharbei- ten der Walzen in eingebautem Zustand und die dazu benötigte Spezialmaschine überflüssig, weil die Walzen zum Nacharbeiten auf Standardwerkzeugmaschinen schnell aus- und eingebaut wer- den können. Da ausserdem alle Walzgerüste der Walzstrasse schnell gemeinsam oder zu mehreren oder auch einzeln ausgewechselt werden können, bleibt es bei wenigen und nur kurzen Still- standszeiten der Walzstrasse.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen die Walzgerüste ein einteiliges Walzgerüstgehäuse. Das ist bei dem erfindungsgemässen Einzelantrieb der Walzen und dem dadurch bedingten Fehlen der Kegelräder möglich. Folglich lassen sich die Walzgerüstgehäuse mit erheblich weniger Aufwand herstellen, weil die sorgfältig und in mehreren Schritten zu bearbeiten- den und nach innen sowie aussen hin abzudichtenden Teilflächen ebenso entfallen, wie die zahlrei- chen Bohrungen für Passstifte und Verbindungsschrauben, welche sonst die beiden Teile des Walzgerüstgehäuses passgenau zusammenhalten müssen.
Bei der erfindungsgemässen Walzstrasse können die Walzen von allen Walzgerüsten, von nur einigen oder von keinem der Walzgerüste radial verstellbar sein. Welche dieser Möglichkeiten gewählt wird, richtet sich nach dem Walzprogramm und den jeweiligen Betriebsbedingungen, für welche die Walzstrasse geeignet sein soll. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn bei allen Walzge-
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rüsten die Walzenlager in Exzenterbuchsen angeordnet und diese zum radialen Verstellen der Walzen stufenweise zu verdrehen sowie in mehreren Drehpositionen zu arretieren sind. Auf diese Weise stehen in allen Walzgerüsten mehrere Abstände zwischen der Walzachse und den Dreh- achsen der Walzen zur Verfügung.
Walzen mit verschlissener Arbeitsfläche können bei einer solchen Walzstrasse sogar auf dieselbe Form und Grösse der Kaliberöffnung wie die ursprüngliche nachgearbeitet und wieder eingesetzt werden. Auf die beim Nacharbeiten zwangsläufig entstehen- den kleineren ideellen Walzendurchmesser und damit anderen Abstände zwischen Walzachse und Walzendrehachsen lassen sich die Walzgerüste durch Verdrehen der Exzenterbuchsen einstellen.
Die Walzen können so nicht nur irgendwo erneut verwendet werden, sondern auch am selben Gerüstplatz und mit derselben Kaliberöffnung. Die relativ teueren Walzen lassen sich so sehr viel häufiger benutzen und besser ausnutzen, was die Walzenkosten erheblich senkt. Das radiale Verstellen der Walzen lässt sich bei der erfindungsgemässen Walzstrasse ohne Kegelräder mit geringem Aufwand erreichen. Es wird vorzugsweise ausserhalb der Walzstrasse, beispielsweise in einer Gerüstwerkstatt durchgeführt.
Ferner empfiehlt es sich, mindestens bei den beiden auslaufseitig letzten Walzgerüsten die Walzenlager in Exzenterbuchsen anzuordnen und diese zum stufenlosen radialen Verstellen der Walzen auch bei betriebsbereit eingebauten Walzgerüsten stufenlos radial verstellbar auszubilden, und zwar unabhängig davon, ob bei den übrigen Walzgerüsten die Walzen stufenweise radial verstellbar sind oder nicht. Das hat den Vorteil, dass innerhalb des Fertigungsbereiches der Walz- strasse sämtliche denkbaren Fertigabmessungen des Walzgutes erzeugt werden können und das auch in beliebiger Reihenfolge. Es ist sogar in begrenztem Masse eine Änderung der Fertigabmes- sungen ohne Wechsel von Walzen oder Walzgerüsten möglich.
Aber auch bei dieser Ausführung- form ist es sinnvoll, bei allen oder einigen Walzgerüsten, deren Walzen bei betriebsbereit einge- bautem Walzgerüst nicht stufenlos radial verstellbar sind, eine stufenweise, radiale Verstellung ausserhalb der Walzstrasse vorzusehen.
In aller Regel ist die Anzahl von Walzgerüsten, deren Walzen bei betriebsbereit eingebautem Walzgerüst nicht stufenlos radial verstellbar sind, grösser als die Anzahl von Walzgerüsten mit stufenlos radial verstellbaren Walzen. Damit verringert man den Aufwand und die Kosten bei der Herstellung der Walzstrasse, indem möglichst wenige aufwendigere Walzgerüste mit stufenlos radial verstellbaren Walzen verwendet werden.
Es ist auch zweckmässig, wenn die Walzgerüste, deren Walzen bei betriebsbereit eingebautem Walzgerüst nicht stufenlos radial verstellbar sind und die, deren Walzen stufenlos radial verstellbar sind, unterschiedliche ideelle Walzendurchmesser besitzen. Das verbessert die Möglichkeiten einer erneuten Verwendung von nachgearbeiteten Walzen und spart ebenfalls Walzenkosten.
Sinnvoll ist es, wenn alle Gerüstplätze für Walzgerüste mit stufenlos radial verstellbaren und für Walzgerüste mit nicht stufenlos radial verstellbaren Walzen geeignet sind. Es lassen sich dann alle Walzgerüste auf allen Gerüstplätzen einsetzen und die Walzstrasse den jeweiligen Erfordernissen bestens anpassen.
Bei einer empfehlenswerten Ausführungsform erstrecken sich die Antriebswellen der Walzen und die Wellen ihrer Motoren koaxial zur jeweiligen Walzendrehachse. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Motoren, deren Wellen einen Winkel zur Horizontalen bilden und untereinander dieselbe Winkelposition einnehmen, an, auf oder in einem gemeinsamen Rahmen angeordnet sind. Das vereinfacht die Einrichtungen zum Kuppeln und Entkuppeln der Walzgerüste mit dem Antrieb ihrer Walzen beim Wechseln der Walzgerüste. Auch der Wechsel der Walzgerüste selbst wird damit beschleunigt und die unwirtschaftlichen Stillstandszeiten der Walzstrasse werden verkürzt. Zweck- mässigerweise sind an, auf oder in dem gemeinsamen Rahmen jeweils zwischen den Motoren und den Antriebswellen der Walzen Untersetzungsgetriebe angeordnet.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Untersetzungsgetriebe als Planetengetriebe auszubilden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Untersetzungsgetriebe mehrerer oder aller Motoren mit gleicher Winkelposition in einem Gehäuse zusammengefasst, das als gemeinsamer Rahmen ausgebildet ist. Hierbei lassen sich auch mehrere oder alle Motoren mit gleicher Winkel- position an dem als gemeinsamer Rahmen ausgebildeten Gehäuse der Untersetzungsgetriebe anflanschen. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Motoren und Untersetzungsgetriebe von einer oder mehreren Walzen, deren Walzendrehachsen einen Winkel zur Horizontalen bilden, jeweils zu einer Antriebseinheit zusammengefasst.
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Besonders günstig ist es, wenn der oder die gemeinsamen Rahmen oder Antriebseinheiten in Richtung der ihnen zugeordneten Walzendrehachsen linear zu verschieben sind. Es ist aber auch möglich, den oder die gemeinsamen Rahmen oder Antriebseinheiten um eine sich parallel zur Walzachse erstreckende Schwenkachse zu schwenken. Dabei kann zum Schwenken des oder der gemeinsamen Rahmen oder Antriebseinheiten Gelenkgetriebe vorgesehen sein.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der oder die oberhalb der Walzachse angeordneten gemeinsamen Rahmen oder Antriebseinheiten von einer Tragbrücke aus Beton gehalten sind. Eine solche Tragbrücke bietet alle Möglichkeiten zur Befestigung der Rahmen oder Antriebseinheiten und wirkt sich dämpfend auf eventuell auftretende Schwingungen aus.
Damit die Walzgerüste einfach und schnell sowohl gemeinsam als auch zu mehreren oder ein- zeln aus der Walzlinie der Walzstrasse herausgenommen und soweit erforderlich gegen andere Walzgerüste ausgewechselt werden können, ist eine Gerüstwechselvorrichtung vorgesehen. Bei einer empfehlenswerten Ausbildung stehen ein oder mehrere Walzgerüste auf einem oder mehre- ren Gerüstwechselwagen, von dem bzw. denen aus sie sich in die Walzlinie hineinbewegen und auf den bzw. die sie sich aus der Walzlinie herausbewegen lassen. Die Gerüstwechselwagen übernehmen dabei das Versetzen der Walzgerüste in oder gegen die Walzrichtung entlang der Walzstrasse. Sie lassen sich aber auch zum Transport der Walzgerüste von der Walzstrasse zu einer Gerüstwerkstatt und von dieser zurück verwenden.
Bei dieser Ausführungsform der Walzstrasse kann der Antrieb zum Bewegen der Walzgerüste unterhalb der Motoren und gegebenenfalls der Untersetzungsgetriebe für die Walzen mit sich horizontal erstreckenden Drehachsen angeordnet sein, wobei der Antrieb eine Anzahl sich horizon- tal erstreckender Arbeitszylinder besitzt, die wahlweise an ihnen zugeordnete Walzgerüste auf einem Gerüstwechselwagen oder in einer Gerüstaufnahme der Walzstrasse ankoppelbar sind.
Als Alternative hierzu kann man dem Antrieb zum Bewegen der Walzgerüste zwei sich horizontal erstreckende Arbeitszylinder geben, die im Bereich der ein- und auslaufseitigen Stirnflächen der Walzstrasse angeordnet sind und einen auf der Bedienungseite der Walzgerüste angeordneten, sich parallel zur Walzachse erstreckenden, quer zu dieser verschieblichen Transportbalken erfas- sen, an dem jedes Walzgerüst wahlweise ankuppelbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Walzstrasse stehen ein oder mehrere Walzgerüste auf einem oder mehreren Gerüstwechselwagen, mit dem bzw. denen die Walzgerüste in die Walzlinie hinein- und herausfahrbar sind. Hierbei dienen die Gerüstwechselwagen auch zum Halten der Walzgerüste während des Walzens.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt :
Figur 1 eine erfindungsgemässe Walzstrasse in der Draufsicht;
Figur 2 einen Schnitt nach der Linie 1111 der Figur 1;
Figur 3 eine Walzstrasse entsprechend Figur 2, jedoch mit einem schwenkbaren oberen
Walzenantrieb;
Figur 4 eine Walzstrasse entsprechend Figur 3, jedoch mit einer anderen Walzenwechsel- vorrichtung und in der Seitenansicht;
Figur 5 eine Walzstrasse entsprechend Figur 3, jedoch mit einem Gelenkgetriebe zum
Schwenken des oberen Walzenantriebs.
In Figur 1 besitzt eine Walzstrasse 1 eine grössere Anzahl von Walzgerüsten 2, von denen in der dargestellten Situation einige auf einem Gerüstwechselwagen 3 eng hintereinander angeordnet sind. Die Walzgerüste 2 auf dem Gerüstwechselwagen 3 kommen aus einer Gerüstwerkstatt, wo die Walzgerüste 2 auf ihren Einsatz in der Walzstrasse 1 vorbereitet und von wo aus sie in der erforderlichen Reihenfolge auf dem Gerüstwechselwagen 3 abgestellt worden sind. Gleise 4 führen zur Walzstrasse 1. Vor dieser steht ein zweiter Gerüstwechselwagen 5 mit leeren Gerüstaufnahmen 6, weil sich dessen Walzgerüste 2 in der Walzstrasse 1 befinden und daher in der Draufsicht von Figur 1 nicht zu erkennen sind.
Diese Walzgerüste 2 werden je nach Bedarf alle, zu mehreren oder einzeln nach ihrem Einsatz aus der Walzstrasse 1 heraus auf den Gerüstwechselwagen 5 bewegt, dieser dann zur Seite gefahren, so dass der Gerüstwechselwagen 3 mit seinen anderen Walzgerüs- ten 2 vor die Walzstrasse 1 fahren kann. Dann lassen sich die auf dem Gerüstwechselwagen 3 befindlichen und in der Walzstrasse 1 benötigten Walzgerüste 2 auf ihre Gerüstplätze in die Walz- strasse 1 bringen.
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In Figur 2 ist der Gerüstwechselwagen 5 im Querschnitt erkennbar und mit strichpunktierten Li- nien ist die Position eines Walzgerüstes 2 auf dem Gerüstwechselwagen 5 dargestellt, nachden es aus der Walzstrasse 1 entfernt worden ist. Tatsächlich befinden sich die Walzgerüste 2 in Figur 2 noch in ihrer Betriebsposition. Sternförmig sind in den Walzgerüsten 2 jeweils drei Walzen 7 ange- ordnet, die dabei eine gerade horizontale Walzachse 8 umgeben, die in Figur 2 aber nur als Schnittpunkt darstellbar ist.
Alle Walzen 7 sind gesondert angetrieben. Der Antrieb erfolgt über jeweils eine Antriebswelle 9 von jeweils einem Motor 10 aus. Zwischen den Antriebswellen 9 und den Motoren 10 sind Unter- setzungsgetriebe 11vorgesehen, die hier als Planetengetriebe ausgebildet sind. Die ohne Bezugs- zahlen dargestellten Antriebswellen 9, Motoren 10 und Untersetzungsgetriebe 11 sind einem benachbarten Walzgerüst 2 zugeordnet.
An jedem Gerüstplatz ist unterhalb der Motoren 10, der Untersetzungsgetriebe 11 und der An- triebswellen 9 für die Walzen 7 mit sich horizontal erstreckender Drehachsen ein sich ebenfalls horizontal erstreckender Arbeitszylinder 12 angeordnet, der wahlweise an dem ihm zugeordneten Walzgerüst 2 ankoppelbar ist, so dass dieses aus der Walzstrasse 1 heraus auf einen Gerüstwech- selwagen 3,5 geschoben oder von einem solchen Gerüstwechselwagen 3,5 in die Walzstrasse 1 hinein gezogen werden kann.
Die Motoren 10 und Untersetzungsgetriebe 11, deren Wellen einen Winkel zur Horizontalen bilden und die untereinander dieselbe Winkelposition einnehmen, sind an oder auf einem gemein- samen Rahmen 13 angeordnet. Mittels weiterer Arbeitszylinder 14 sind die Rahmen 13 in Richtung der ihnen zugeordneten Drehachsen der Walzen 7 linear zu verschieben. Kupplungen 15 erlauben ein Trennen und Kuppeln der Antriebswellen 9 von Walzenwellen 16, die sich fast vollständig in den Walzgerüsten 2 befinden und daher in Figur 2 kaum erkennbar sind. Bei entsprechender Beaufschlagung der Arbeitszylinder 14 mit Druckmittel werden die gemeinsamen Rahmen 13 und mit ihnen die Motoren 10, die Untersetzungsgetriebe 11 und die Antriebswellen 9 soweit von den Walzgerüsten 2 weg bewegt, dass die Teile der Kupplungen 15 getrennt und die Walzgerüste 2 horizontal, z.
B. auf den Gerüstwechselwagen 5 verschoben werden können. Dabei lösen sich auch die Kupplungen 15 der horizontal sich erstreckenden Antriebswellen 9. In entsprechender Weise lassen sich die Walzenwellen 16 der Walzgerüste 2 wieder mit den Antriebswellen 9 kup- peln, nachdem sich die Walzgerüste 2 in ihrer Betriebsposition befinden. Die Rahmen 13 werden dann von den Arbeitszylindern 14 zu den Walzgerüsten 2 hin bewegt, bis die Teile der Kupplungen 15 wieder ineinandergreifen.
Der in Figur 2 oberhalb der Walzachse 8 angeordnete gemeinsame Rahmen 13 wird von einer Tragbrücke 17 aus Beton gehalten. Beim dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist dies nicht der Fall. Dort ist der oberhalb der Walzachse 8 angeordnete gemeinsame Rahmen 13 von mindestens einem Schwenkarm 18 gehalten, der um eine sich parallel zur Walzachse 8 erstreckende Schwenkachse 19 zu schwenken ist, wobei die Schwenkbewegung sowohl von Arbeitszylindern als auch von Motoren durchgeführt werden kann, die in Figur 3 aber nicht dargestellt sind. Die Schwenkbewegung des oberen Rahmens 13 löst nicht nur die Kupplungen 15, sondern sie kann so weitgehend sein, dass der Bereich oberhalb der Walzgerüste 2 frei wird und die Walzgerüste 2 von oben mit einem Hallenkran erfasst und so ausgewechselt werden können. Es besteht dann die Möglichkeit ohne einen Gerüstwechselwagen 3,5 auszukommen.
Im übrigen entspricht die Aus- führung nach Figur 3 der von Figur 2.
Die Figur 4 zeigt die Walzstrasse von Figur 3, jedoch mit einer anderen Einrichtung zum schnel- len Wechseln der Walzgerüste 2. Auf der Bedienungsseite der Walzgerüste 2 ist ein Transportbal- ken 20 angeordnet, der sich parallel zur Walzachse 8 erstreckt und quer zu dieser verschieblich ist.
Angetrieben wird der Transportbalken 20 von zwei mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitszylin- dern 21, von denen jeweils einer im Bereich der ein- und auslaufseitigen Stirnflächen der Walz- strasse 1 angeordnet ist, so dass man in Figur 4 nur einen der beiden erkennen kann. Mit einer an jedem Gerüstplatz angeordneten Klinke 22, schwenkbar um ein Gelenk 23, lässt sich wahlweise jedes Walzgerüst 2 mit dem Transportbalken 20 kuppeln. Dazu greift die von Hand schwenkbare Klinke 22 in eine Ausnehmung 24 des betreffenden Walzgerüstes 2 ein. Beim Wechseln von Walzgerüsten 2 wird der Transportbalken 20 zusammen mit den angekuppelten Walzgerüsten 2 auf den Gerüstwechselwagen 5 verschoben. Dann wird der Transportbalken 20 von seinen Ar- beitszylindern 21 abgekuppelt und diese werden in ihre Ausgangsposition zurückgefahren.
Der
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Gerüstwechselwagen 5 kann dann zusammen mit dem Transportbalken 20 zur Gerüstwerkstatt gefahren werden. Der andere Gerüstwechselwagen 3 mit vorbereiteten Walzgerüsten 2 bringt auch einen Transportbalken 20 mit, an den die Arbeitszylinder 21 angekuppelt werden, sobald sich der Gerüstwechselwagen 3 in korrekter Position vor der Walzstrasse 1 befindet. Die vorbereiteten Walzgerüste 2 lassen sich dann mit Hilfe des Transportbalkens 20 in die Walzstrasse 1 hinein bewegen.
Die Ausführungsform der Walzstrasse von Figur 5 unterscheidet sich von der nach Figur 3 nur durch ein Gelenkgetriebe 25 zum Halten und Bewegen des oberen Rahmens 13 anstatt des oder der Schwenkarme 18.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Walzstrasse zum Walzen von metallischen Rohren, Stäben oder Drähten mit mehreren, in gerader Linie hintereinander angeordneten Walzgerüsten, von denen jedes mindestens drei, eine Walzachse sternförmig umgebende Walzen besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzgerüste (2) eng hintereinander angeordnet und schnell gemeinsam, zu meh- reren oder einzeln auswechselbar sind, wobei die Walzen (7) in allen Walzgerüsten (2) je- weils von einem eigenen Motor (10) nebst eigener Antriebswelle (9) angetrieben, mittels mehrteiliger Walzenwellen (16) gelagert und ohne Demontage von Walzgerüstgehäuse und Walzenlagern auszutauschen sind.
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The invention relates to a rolling train for rolling metallic tubes, rods or wires with a plurality of rolling stands arranged in a straight line one behind the other, each of which has at least three rollers which surround a rolling axis in a star shape.
A rolling mill of this type is already known from WO 98/06515. However, it has roll stands that cannot be completely replaced. Only one component of them can be replaced, namely one roller carrier in which the rollers are radially displaceable. If the roll carrier is outside the roll stand, the rolls can no longer be held in their rolling positions and cannot be adjusted. In addition, only a few, and only the last roll stands on the outlet side, have rollers, each of which is driven by its own drive shaft. The remaining roll stands, a much larger number, each have only a single drive shaft, which then directly drives the roll shaft of the roll whose axis of rotation extends horizontally.
The torque of the drive shaft is transmitted to the other two roller shafts by means of bevel gears, which are arranged on all roller shafts. In order for the bevel gears to remain in engagement with one another, no significant radial adjustment of the roller shafts and thus of the rollers is provided in these roll stands. With the few last roll stands on the outlet side, however, the rolls can be adjusted in the radial direction, since they are individually driven and are mounted so as to be radially movable.
This known rolling mill has the major disadvantage that the vast majority of rolling stands, namely those with only one drive shaft, cannot be subjected to high loads. The reason for this can be seen in the fact that the roller bearings for absorbing the forces and the bevel gears for transmitting the torque must be arranged within an equilateral triangle which is formed by the axes of rotation of the rollers. This limits the outer dimensions of the roller bearings and those of the bevel gears, and consequently also the size of the rolling forces that can be absorbed and that of the torque that can be transmitted. An enlargement of the triangle of the axes of rotation would lead to larger rollers.
Larger rolls, however, increase the distance between the roll stands, which results in an increase in the proportion of end sections of the rolling stock that are unusable because they are not dimensionally correct. In addition, larger rollers are more expensive to procure and process. Larger rolls also result in higher investment costs for the entire rolling mill. So enlarging the triangle of the axes of rotation is not a solution to the problem.
In addition to their inadequate load-bearing capacity, the roll stands with only one drive shaft have the disadvantage that they are particularly expensive to form inside the roll stand housings because, in addition to the roller bearings, the bevel gears must also be accommodated within the triangles of the rotary axes. A radial adjustment of the rollers is possible, but can only be achieved with a further design effort. The high design effort even without roller adjustment leads to many individual parts and thus to high manufacturing and operating costs.
The complex design inside the roll stand housing has the further disadvantage that changing the rolls is complicated and time-consuming. For this purpose you have to open the roll stand housing and partially dismantle the roller bearings and the bevel gears. After the roll change, a corresponding assembly effort is then required. In order to save assembly work and time, the rollers are reworked in the installed state, which, however, requires additional special machines.
In the known rolling mill, the vast majority of the rolling stands only have one drive shaft each, and thus the known rolling mill also has all the disadvantages of these rolling stands. The rolling mill is therefore not sufficiently resilient, has complex and therefore expensive roll stands and requires a great deal of effort when changing and reworking the rolls.
In order not to have to accept even more disadvantages, the known rolling mill dispenses with the radial adjustability of the rolls in the roll stands with only one drive shaft and thus with the vast majority of roll stands.
For most roll stands, this leads to significantly higher costs because the rolls are used up faster. In the case of roll stands without or without sufficient radial adjustability, worn rolls with a larger material removal have to be reworked. Even unfavorable rolling programs require more extensive material removal with such rolling stands.
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The invention is based on the problem of creating a rolling train for rolling metallic pipes, rods or wires which does not adhere to the disadvantages listed, but which can be subjected to higher loads and which changes more quickly and with less effort and less effort Have the requirements of the company adjusted.
This problem is solved according to the invention in that the rolling stands are arranged closely one behind the other in the rolling mill and can be quickly replaced together, in groups or individually, the rolls in each of the rolling stands being driven by their own motor and their own drive shaft, supported by means of multi-part roller shafts and without dismantling of roll stand housings and roller bearings must be replaced.
This creates a rolling mill that can be subjected to significantly higher loads with the same dimensions of its rolls and roll stands, because all rolls of all roll stands on the rolling mill have their own drive shaft, are driven directly by their own motor and so the bevel gears for transmitting the torques to the individual Roller shafts are eliminated. Thus, within the equilateral triangles formed by the axes of rotation of the rollers, the spaces that would otherwise need the bevel gears are free. These free spaces can be used in whole or in part for the roller bearings, so that they can be made larger and thus more stable without having to enlarge the triangles formed by the axes of rotation of the rollers and thus the rollers themselves.
The larger roller bearings therefore allow higher rolling forces with the same size rollers and a constant small distance between the roll stands arranged closely one behind the other. In addition, the torques effective on the rollers are now independent of the transmission capacity of the bevel gears and can also become larger. As a result, rolling stock with higher strength or with a lower rolling temperature can be rolled. The roll stands can also be manufactured and assembled more easily with less effort, saving on the bevel gears and other individual parts.
The multi-part design of the roller shafts allows the rollers to be clamped axially between the facing end faces of two partial shafts. This avoids strength-reducing connections between rollers and roller shafts with feather keys and similar elements that are otherwise often used. Above all, however, the multi-part design of the roller shafts enables a quick roller change. For this purpose, the axial clamping force between the two partial shafts is released, these are only slightly moved apart and the rollers can be removed from the roll stand in the radial direction. Another roller can then be inserted in the radial direction into the roll stand between the two partial shafts and clamped there. The roll stand housing and / or the roller bearings are not disassembled.
Such a quick roll change in turn enables you to manage with fewer roll stands overall, because the preparation time for a new job on the roll stands not in the rolling train is so short that they are available again when the roll stands in use are replaced Need to become.
For this reason, the new rolling mill will hardly need more than two sets of rolling stands. In addition, the quick and easy roll change also makes reworking the rolls in the installed state and the special machine required for this superfluous, because the rolls can be quickly removed and installed for reworking on standard machine tools. In addition, since all of the rolling stands on the rolling mill can be quickly replaced together or with several or even individually, the rolling mill has few and only short downtimes.
In a preferred embodiment of the invention, the roll stands have a one-piece roll stand housing. This is possible with the individual drive of the rollers according to the invention and the consequent absence of the bevel gears. As a result, the roll stand housings can be manufactured with considerably less effort, because the partial surfaces that need to be machined in several steps and sealed inwards and outwards, as well as the numerous bores for dowel pins and connecting screws, which are otherwise the two parts of the Hold the roll stand housing together precisely.
In the rolling train according to the invention, the rolls can be radially adjustable from all roll stands, from only some or from none of the roll stands. Which of these options is chosen depends on the rolling program and the respective operating conditions for which the rolling mill should be suitable. However, it is particularly advantageous if all rolling
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equip the roller bearings arranged in eccentric bushings and these are gradually rotated for radial adjustment of the rollers and locked in several rotational positions. In this way, several distances between the roll axis and the axes of rotation of the rolls are available in all roll stands.
With such a rolling mill, rollers with a worn working surface can even be reworked and reinserted to the same shape and size as the original opening. The roll stands can be adjusted to the inevitable smaller ideal roll diameters and thus other distances between the roll axis and roll axis of rotation by turning the eccentric bushings.
The rollers can not only be reused anywhere, but also at the same stand and with the same caliber opening. The relatively expensive rollers can thus be used and used much more frequently, which significantly reduces the roller costs. The radial adjustment of the rolls can be achieved with little effort in the rolling train according to the invention without bevel gears. It is preferably carried out outside the rolling mill, for example in a scaffolding workshop.
It is also advisable to arrange the roller bearings in eccentric bushes at least for the two last roll stands on the outlet side and to design them continuously and radially adjustable for stepless radial adjustment of the rolls even when the roll stands are ready for operation, regardless of whether the rolls are gradually radially adjustable in the other roll stands are or not. This has the advantage that all conceivable finished dimensions of the rolling stock can be produced within the production area of the rolling mill and in any order. It is even possible to change the finished dimensions to a limited extent without changing rolls or roll stands.
But even with this embodiment, it makes sense to provide a gradual, radial adjustment outside of the rolling train for all or some rolling stands, the rolls of which cannot be continuously adjusted radially when the rolling stand is ready for use.
As a rule, the number of roll stands, the rolls of which are not continuously radially adjustable when the roll stand is ready for operation, is greater than the number of roll stands with continuously radially adjustable rolls. This reduces the effort and costs involved in the manufacture of the rolling mill by using as few complex rolling stands as possible with continuously radially adjustable rollers.
It is also expedient if the roll stands, the rolls of which cannot be steplessly radially adjusted when the roll stand is ready for use, and those whose rolls are steplessly radially adjustable have different ideal roll diameters. This improves the possibilities of re-using reworked rollers and also saves roller costs.
It makes sense if all of the stand spaces are suitable for roll stands with continuously radially adjustable rollers and for roll stands with non-continuously radially adjustable rolls. All rolling stands can then be used on all stand locations and the rolling mill can be optimally adapted to the respective requirements.
In a recommended embodiment, the drive shafts of the rollers and the shafts of their motors extend coaxially with the respective axis of rotation of the rollers. It is particularly advantageous if the motors, whose shafts form an angle to the horizontal and assume the same angular position with one another, are arranged on, on or in a common frame. This simplifies the devices for coupling and uncoupling the roll stands by driving their rolls when changing the roll stands. This also speeds up the change of the rolling stands themselves and shortens the uneconomical downtimes of the rolling mill. Reduction gears are expediently arranged on, on or in the common frame between the motors and the drive shafts of the rollers.
It has proven to be advantageous to design the reduction gears as planetary gears.
In a further embodiment of the invention, the reduction gears of several or all motors with the same angular position are combined in a housing which is designed as a common frame. Several or all motors with the same angular position can also be flanged onto the housing of the reduction gears designed as a common frame. In another embodiment, the motors and reduction gears of one or more rollers, whose axis of rotation form an angle to the horizontal, are each combined to form a drive unit.
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It is particularly expedient if the common frame or drive units are linearly displaceable in the direction of the roller rotation axes assigned to them. However, it is also possible to pivot the common frame or drive units around a pivot axis extending parallel to the rolling axis. Articulated gears can be provided for pivoting the common frame or drive units.
In addition, it is advantageous if the common frame or drive units arranged above the rolling axis are held by a concrete support bridge. Such a support bridge offers all possibilities for fastening the frame or drive units and has a damping effect on any vibrations that may occur.
A stand change device is provided so that the roll stands can be removed easily and quickly from the rolling line of the rolling train both together and in groups or individually, and, if necessary, replaced with other roll stands. In the case of a recommended design, one or more rolling stands stand on one or more stand changing carriages, from which they move into the rolling line and on which they can be moved out of the rolling line. The stand change carriages take over the displacement of the rolling stands in or against the rolling direction along the rolling train. But they can also be used to transport the roll stands from the rolling mill to a stand and back.
In this embodiment of the rolling train, the drive for moving the roll stands can be arranged below the motors and, if appropriate, the reduction gear for the rolls with horizontally extending axes of rotation, the drive having a number of horizontally extending working cylinders which optionally have associated roll stands on them can be coupled to a scaffold changing carriage or in a scaffold holder on the rolling mill.
As an alternative to this, the drive for moving the roll stands can be given two horizontally extending working cylinders which are arranged in the area of the end faces of the rolling mill on the inlet and outlet sides and one which is arranged on the operating side of the roll stands and extends parallel to the roll axis and can be moved transversely to it Detect the transport bar on which each roll stand can be optionally coupled.
In another embodiment of the rolling train, one or more rolling stands are on one or more stand changing carriages, with which the rolling stands can be moved in and out of the rolling line. Here, the stand change carts also serve to hold the rolling stands during rolling.
The invention is illustrated in the drawings with the aid of a few exemplary embodiments. It shows :
Figure 1 shows a rolling mill according to the invention in plan view;
2 shows a section along the line 1111 of Figure 1;
Figure 3 shows a rolling mill corresponding to Figure 2, but with a pivotable top
Roll drive;
FIG. 4 shows a rolling train corresponding to FIG. 3, but with a different roll changing device and in a side view;
Figure 5 shows a rolling mill corresponding to Figure 3, but with an articulated gear
Swiveling the upper roller drive.
In FIG. 1, a rolling train 1 has a larger number of rolling stands 2, some of which are arranged in close succession on a stand changing carriage 3 in the situation shown. The roll stands 2 on the stand change carriage 3 come from a stand workshop, where the roll stands 2 are prepared for their use in the rolling mill 1 and from where they have been placed on the stand change carriage 3 in the required sequence. Tracks 4 lead to the rolling mill 1. In front of this there is a second stand change carriage 5 with empty stand holders 6, because its rolling stands 2 are located in the rolling mill 1 and therefore cannot be seen in the plan view of FIG. 1.
These roll stands 2 are moved, depending on the need, all, several or individually after their use, out of the rolling train 1 onto the stand changing carriage 5, which is then moved to the side so that the stand changing carriage 3 with its other rolling stands 2 move in front of the rolling train 1 can. Then the roll stands 2 located on the stand changing carriage 3 and required in the rolling mill 1 can be brought to their stand positions in the rolling mill 1.
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In FIG. 2, the stand change carriage 5 can be seen in cross section and the position of a rolling stand 2 on the stand change carriage 5 is shown with dash-dotted lines after it has been removed from the rolling mill 1. In fact, the roll stands 2 in FIG. 2 are still in their operating position. Three rolls 7 are arranged in a star shape in the roll stands 2, which thereby surround a straight horizontal roll axis 8, which, however, can only be represented in FIG. 2 as an intersection.
All rollers 7 are driven separately. The drive takes place via a drive shaft 9 from a motor 10. Reduction gears 11 are provided between the drive shafts 9 and the motors 10 and are designed here as planetary gears. The drive shafts 9, motors 10 and reduction gears 11 shown without reference numbers are assigned to an adjacent roll stand 2.
At each stand below the motors 10, the reduction gear 11 and the drive shafts 9 for the rollers 7 with horizontally extending axes of rotation there is also a horizontally extending working cylinder 12, which can optionally be coupled to the associated roller stand 2, so that this can be pushed out of Walzstrasse 1 onto a scaffold changing carriage 3.5 or pulled into Walzstrasse 1 from such a scaffolding changing carriage 3.5.
The motors 10 and reduction gears 11, the shafts of which form an angle to the horizontal and which assume the same angular position with one another, are arranged on or on a common frame 13. The frames 13 can be displaced linearly in the direction of the axes of rotation of the rollers 7 assigned to them by means of further working cylinders 14. Couplings 15 allow the drive shafts 9 to be separated and coupled from roller shafts 16 which are located almost completely in the roll stands 2 and are therefore barely recognizable in FIG. 2. When the working cylinders 14 are pressurized accordingly, the common frame 13 and with them the motors 10, the reduction gear 11 and the drive shafts 9 are moved so far away from the roll stands 2 that the parts of the couplings 15 are separated and the roll stands 2 are horizontal, e.g.
B. can be moved to the scaffolding car 5. In this way, the couplings 15 of the horizontally extending drive shafts 9 are also released. In a corresponding manner, the roller shafts 16 of the roll stands 2 can be coupled again to the drive shafts 9 after the roll stands 2 are in their operating position. The frames 13 are then moved from the working cylinders 14 to the roll stands 2 until the parts of the couplings 15 engage again.
The common frame 13 arranged above the rolling axis 8 in FIG. 2 is held by a supporting bridge 17 made of concrete. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, this is not the case. There, the common frame 13 arranged above the rolling axis 8 is held by at least one swivel arm 18 which is to be swiveled about a swiveling axis 19 extending parallel to the rolling axis 8, the swiveling movement being able to be carried out both by working cylinders and by motors, as shown in FIG 3 but are not shown. The pivoting movement of the upper frame 13 not only releases the couplings 15, but it can also be so extensive that the area above the roll stands 2 is free and the roll stands 2 can be gripped from above with an indoor crane and can thus be replaced. It is then possible to do without a scaffolding change carriage 3.5.
Otherwise, the design according to FIG. 3 corresponds to that of FIG. 2.
FIG. 4 shows the rolling train of FIG. 3, but with another device for quickly changing the roll stands 2. On the operating side of the roll stands 2, a transport bar 20 is arranged, which extends parallel to the roll axis 8 and can be moved transversely to it is.
The transport bar 20 is driven by two working cylinders 21 which can be pressurized, one of which is arranged in the area of the end faces of the rolling mill 1 on the inlet and outlet side, so that only one of the two can be seen in FIG. With a pawl 22 arranged at each stand location, pivotable about a joint 23, each roll stand 2 can optionally be coupled to the transport bar 20. To this end, the pawl 22, which can be pivoted by hand, engages in a recess 24 in the relevant roll stand 2. When changing roll stands 2, the transport bar 20 is moved together with the coupled roll stands 2 onto the stand changing carriage 5. Then the transport bar 20 is uncoupled from its working cylinders 21 and these are returned to their starting position.
The
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Scaffold changing car 5 can then be moved to the scaffolding workshop together with the transport bar 20. The other scaffold changing carriage 3 with prepared rolling stands 2 also brings along a transport bar 20 to which the working cylinders 21 are coupled as soon as the scaffolding changing carriage 3 is in the correct position in front of the rolling mill 1. The prepared roll stands 2 can then be moved into the rolling mill 1 with the aid of the transport bar 20.
The embodiment of the rolling train of FIG. 5 differs from that of FIG. 3 only by an articulated gear 25 for holding and moving the upper frame 13 instead of the swivel arm or arms 18.
CLAIMS:
1. Rolling mill for rolling metallic tubes, rods or wires with several rolling stands arranged in a straight line one behind the other, each of which has at least three rolls that surround a rolling axis in a star shape, characterized in that the rolling stands (2) are arranged closely one behind the other and quickly together , several or individually replaceable, the rollers (7) in all roll stands (2) each being driven by their own motor (10) and their own drive shaft (9), mounted by means of multi-part roller shafts (16) and without dismantling of roll stand housings and roller bearings must be replaced.