BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum synchronisierten Einzelantrieb von Walzen, insbesondere einer Bandgiessanlage, wobei jede Walze wenigstens ein Direktantrieb, bestehend aus einem regulierbaren Motor und einem Reduktionsgetriebe, zugeordnet ist, und eine Antriebswelle mit dem betreffenden Walzenzapfen eine formund/oder kraftschlüssige Drehmomentübertragung bildet, sowie auf ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.
Während langer Zeit wurden die Walzen, beispielsweise von Walzenstrassen und Giessmaschinen, über einen einzigen Motor angetrieben. Die Synchronisation zwischen den einzelnen Walzen übernahm in der Regel ein zwischen Antrieb und Walz- bzw. Giessvorrichtung eingeschaltetes Kammwalzengetriebe. Je nach Drehzahlverhältnis zwischen dem Antrieb und den einzelnen Walzen waren entsprechende Untersetzungsgetriebe notwendig.
Im Hinblick auf die hohen Anschaffungs- und Unterhaltskosten der erwähnten Kammwalzengetriebe und die Notwendigkeit, die Aussendurchmesser von synchron laufenden Walzen in engen Toleranzbereichen aufeinander abstimmen zu müssen, beschreibt die DE-OS 3 230 363 ein neues Konzept zum Antreiben und Synchronisieren von Walzen, insbesondere einer Bandgiessanlage. Jede einzelne Walze wird durch wenigstens einen Motor über ein Getriebe angetrieben und die Drehzahl des Motors gesteuert. Dadurch werden die Systemen mit einem einzigen Antriebsmotor innewohnenden Nachteile in erheblichem Masse vermindert. Insbesondere brauchen die Walzen nicht mehr exakt übereinstimmende Aussendurchmesser zu haben, was nur durch Abtrag von gesundem Walzenmaterial erreicht werden kann.
Diese können in der Regel bis etwa 4% voneinander abweichen, d. h. bei Walzendurchmessern von 600 mm kann noch mit Durchmesserdifferenzen von bis zu 25 mm gearbeitet werden. Die aus dieser Differenz hervorgehenden Drehmomentvariationen sind gering und haben keinen Einfluss auf das Antriebssystem.
Das in der DE-OS 3 230 363 beschriebene Konzept erlaubt weiter, dass beim Ausfall eines Einzelantriebs der Walzvorgang nicht abgebrochen werden muss, sondern mit dem andern Einzelantrieb zu Ende geführt werden kann.
Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, das Antriebssystem der eingangs genannten Gattung technisch und wirtschaftlich weiter zu verbessern, indem die Anwendungsmöglichkeiten von kostengünstigeren Normelementen vermehrt, der Platzbedarf des Antriebs weiter verkleinert und die Beeinflussung der Walze auf Biegung durch die Schräglage des Direktantriebs vermindert wird.
In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Direktantrieb am Lagergehäuse für den betreffenden Walzenzapfen angeflanscht und das von ihm ausgeübte Drehmoment an diesem Gehäuse abgestützt ist.
Vorzugsweise greift zur Drehmomentübertragung ein mit der Längsachse der Walze koaxiales Aufsteckgetriebe in je eine entsprechend geformte, stirnseitige Aussparung der Welle des Reduktionsgetriebes und des Walzenzapfens ein.
In der Praxis ist das Aufsteckgetriebe zur Drehmomentübertragung meist als Zahnwelle ausgebildet, wobei auch die erwähnten Aussparungen entsprechend geformt sind. Motor und Getriebe sind also nicht, wie beispielsweise gemäss der EP-B 1 0 122 550, auf der Welle befestigt, sondern am Lagergehäuse. Damit wird nicht nur das Drehmoment auf das massiv ausgestaltete Lagergehäuse für den Walzenzapfen übertragen, sondern ungünstige Einflüsse auf die Walze werden erheblich vermindert. Durch den bevorzugten Einsatz eines Aufsteckgetriebes wird die Beeinflussung der Walze auf Biegung durch die Schräglage des Direktantriebs praktisch ausgeschaltet.
Selbstverständlich kann das Aufsteckgetriebe auch bei Systemen mit einer Antriebsspindel verwendet werden und seinen vorteilhaften Einfluss in bezug auf die Biegung der Walze ausüben.
Der regulierbare Motor des Direktantriebs ist bevorzugt ein Elektro- oder ein Hydraulikmotor, das Reduktionsgetriebe, wenigstens teilweise, insbesondere aus Platzgründen, ein Planetengetriebe.
Werden die Direktantriebe beidseits der Walze an das jeweilige Lagergehäuse angeflanscht, werden aus praktischen Gründen ausnahmslos Planetengetriebe eingesetzt, weil dann die Versorgung mit dem Kühlmedium und allenfalls mit Schmiermitteln durchgehend im axialen Bereich erfolgen kann.
In bezug auf das Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Synchronisation der Walzenumfangsgeschwindigkeit über den Kraftschluss der Walzen mit dem Walz- bzw. Giessgut erfolgt.
Die Synchronisation wird also nicht durch eine exakte Drehzahl-Steuerung der beiden Motoren auf der Primärseite oder durch eine mechanische Verbindung auf der Getriebeseite erreicht, sondern durch den erwähnten Kraftschluss. Im Falle eines hydraulischen Antriebs sind die Motoren druckgeregelt, indem sie von der gleichen Hauptleitung gespeist werden. Dies bedeutet. dass die Motoren das gleiche Drehmoment abgeben und die Synchronisation der Walzenumfangsgeschwindigkeit wie erwähnt über das Walz- bzw.
Giessgut erfolgt.
Bei der Verwendung von elektrischen Gleichstrommotoren erfolgt die Regelung über eine entsprechende Strombegrenzung, beiden Motoren wird die gleiche Menge elektrischen Stroms abgegeben. Die Synchronisation erfolgt, wie bei den hydraulischen Antriebsmotoren, über das Walzbzw. Giessgut.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten beiden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die teilweise aufgeschnittenen. schematischen Ansichten zeigen in
Fig. 1 einen Einzelwalzen-Direktantrieb mit einem Hydraulikmotor und
Fig. 2 einen Einzelwalzen-Direktantrieb mit einem Elektromotor und Medieneinführungen.
Ein Walzenzapfen 10 der Walze 12 lagert drehbar in der Basisplatte 14 mit einem Lagergehäuse 16. Zwischen der Basisplatte 14 und dem Walzenzapfen 10 ist ein Wälzlager 18 angeordnet, das auch bei sehr starker Belastung leichtgängig ist.
Der Direktantrieb der Walze 12 besteht aus einem Hydraulikmotor 20 und einem Reduktionsgetriebe 22. Über einen Befestigungsflansch 24 ist der Direktantrieb kraftschlüssig mit der vor der Walze wegweisenden Stirnseite des Lagergehäuses 16 verbunden. wobei die Walze 12 und der Direktantrieb eine gemeinsame Achse L haben.
Den Lagerdeckel 26 durchgreifend überträgt ein Aufsteckgetriebe 28 das vom Direktantrieb abgegebene Drehmoment auf die Walze 12. Das in Form einer Zahnwelle (nicht sichtbar) ausgebildete Aufsteckgetriebe greift in entsprechend geformte. stirnseitige Aussparungen 30, 32 im Walzenzapfen 10 und in der Welle des Reduktionsgetriebes 23
Die Basisplatte 14 des Lagergehäuses 16 ist im unten dargestellten Walzenständer 34 gehaltert.
Der in Fig. 2 dargestellte Einzelantrieb unterscheidet sich von Fig. 1 durch die Verwendung eines Elektromotors 36 mit Planetengetriebe 38.
Weiter ist die Zuleitung und/oder der Abfluss, was mit Pfeilen dargestellt ist, eines Schmiermittels und eines Kühlmediums angedeutet. Das Schmieröl wird über einen radialen Kanal 40 in eine axiale Bohrung 42 geleitet, welche in einen Verteilerring 44 mündet. Von dessen äusserem, in Fig. 2 angedeuteten Ringkanal 45 gelangt das Schmieröl durch mindestens einen radialen Stichkanal 46 zu den Wälzlagern 18.
Das Kühlmedium, in der Praxis Kühlwasser, gelangt durch einen radialen Kanal 48 in eine in der axialen Bohrung 42 verlaufende Rohrleitung 50 und von dort zur Walze 12, wo das Kühlwasser in bekannter Weise zur Walzenoberfläche 52 geleitet wird. Falls die Walze 12 eine Giesswalze ist; wird sie von einem mit punktierten Linien dargestellten, abnehmbaren Walzenmantel 54 umhüllt.
Die Anordnung von Fig. 2 ist insbesondere bei Antriebssystemen geeignet, die mit zwei Einzelantrieben pro Walze arbeiten.
DESCRIPTION
The invention relates to a device for the synchronized individual drive of rollers, in particular a belt caster, wherein each roller is assigned at least one direct drive, consisting of an adjustable motor and a reduction gear, and a drive shaft with the respective roller pin forms a positive and / or non-positive torque transmission , and a method for operating the device.
For a long time, the rolls, for example of roll trains and casting machines, were driven by a single motor. The synchronization between the individual rollers was generally carried out by a comb roller gear connected between the drive and the rolling or casting device. Depending on the speed ratio between the drive and the individual rollers, corresponding reduction gears were necessary.
In view of the high purchase and maintenance costs of the comb roller gears mentioned and the need to coordinate the outer diameters of synchronously running rollers in narrow tolerance ranges, DE-OS 3 230 363 describes a new concept for driving and synchronizing rollers, in particular one Belt caster. Each individual roller is driven by at least one motor via a gear and the speed of the motor is controlled. As a result, the systems with a single drive motor inherent disadvantages are significantly reduced. In particular, the rollers no longer need to have exactly matching outer diameters, which can only be achieved by removing healthy roller material.
As a rule, these can deviate from one another by up to approximately 4%. H. with roller diameters of 600 mm, it is still possible to work with diameter differences of up to 25 mm. The torque variations resulting from this difference are small and have no influence on the drive system.
The concept described in DE-OS 3 230 363 further allows that if one single drive fails, the rolling process does not have to be stopped, but can be completed with the other single drive.
The inventors have set themselves the task of further improving the drive system of the type mentioned at the outset in technical and economic terms by increasing the possible uses of more cost-effective standard elements, further reducing the space requirement of the drive and reducing the influence of the roller on bending due to the inclined position of the direct drive.
With regard to the device, the object is achieved according to the invention in that the direct drive is flanged onto the bearing housing for the roll neck in question and the torque exerted by it is supported on this housing.
For torque transmission, a slip-on gear coaxial with the longitudinal axis of the roller preferably engages in a correspondingly shaped, front-side recess in the shaft of the reduction gear and the roll neck.
In practice, the slip-on transmission for torque transmission is usually designed as a toothed shaft, the recesses mentioned also being shaped accordingly. The motor and transmission are therefore not fastened to the shaft, as is the case, for example, in EP-B 1 0 122 550, but to the bearing housing. Not only is the torque transmitted to the solid bearing housing for the roll neck, but unfavorable influences on the roll are considerably reduced. The preferred use of a slip-on gearbox practically eliminates the influence of the roller on bending due to the inclined position of the direct drive.
Of course, the slip-on gear can also be used in systems with a drive spindle and exert its advantageous influence on the bending of the roller.
The adjustable motor of the direct drive is preferably an electric or a hydraulic motor, the reduction gear, at least partially, in particular for reasons of space, is a planetary gear.
If the direct drives are flanged to the respective bearing housing on both sides of the roller, planetary gears are used without exception for practical reasons, because then the supply with the cooling medium and possibly with lubricants can take place continuously in the axial area.
With regard to the method for operating the device, the object is achieved according to the invention in that the synchronization of the roller circumferential speed takes place via the frictional engagement of the rollers with the rolled or cast material.
The synchronization is therefore not achieved by an exact speed control of the two motors on the primary side or by a mechanical connection on the transmission side, but by the aforementioned frictional connection. In the case of a hydraulic drive, the motors are pressure controlled by being fed from the same main line. This means. that the motors deliver the same torque and the synchronization of the roller circumferential speed as mentioned via the rolling or
Foundry is done.
When using electric direct current motors, the regulation takes place via a corresponding current limitation; both motors are supplied with the same amount of electric current. The synchronization takes place, as with the hydraulic drive motors, via the rolling or Foundry.
The invention is explained in more detail with reference to the two exemplary embodiments shown in the drawing. The partially cut open. schematic views show in
Fig. 1 shows a single-roller direct drive with a hydraulic motor and
Fig. 2 shows a single-roller direct drive with an electric motor and media entries.
A roller pin 10 of the roller 12 is rotatably supported in the base plate 14 with a bearing housing 16. Between the base plate 14 and the roller pin 10, a roller bearing 18 is arranged, which runs smoothly even under very heavy loads.
The direct drive of the roller 12 consists of a hydraulic motor 20 and a reduction gear 22. The direct drive is non-positively connected to the end face of the bearing housing 16 pointing in front of the roller via a fastening flange 24. wherein the roller 12 and the direct drive have a common axis L.
Through the bearing cover 26, a slip-on gear 28 transmits the torque emitted by the direct drive to the roller 12. The slip-on gear designed in the form of a toothed shaft (not visible) engages in correspondingly shaped ones. End-side recesses 30, 32 in the roll neck 10 and in the shaft of the reduction gear 23
The base plate 14 of the bearing housing 16 is held in the roller stand 34 shown below.
The individual drive shown in FIG. 2 differs from FIG. 1 by the use of an electric motor 36 with a planetary gear 38.
The supply line and / or the outflow, which is represented by arrows, of a lubricant and a cooling medium is also indicated. The lubricating oil is passed via a radial channel 40 into an axial bore 42 which opens into a distributor ring 44. From its outer ring channel 45, which is indicated in FIG. 2, the lubricating oil reaches the roller bearings 18 through at least one radial branch channel 46.
The cooling medium, in practice cooling water, passes through a radial channel 48 into a pipe 50 running in the axial bore 42 and from there to the roller 12, where the cooling water is conducted to the roller surface 52 in a known manner. If the roller 12 is a casting roller; it is encased by a removable roller jacket 54 shown with dotted lines.
The arrangement of FIG. 2 is particularly suitable for drive systems that work with two individual drives per roller.