DE19537521C2 - Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen in Quarto-Walzgerüsten mittels mehrerer über die Ballenlänge der zu schleifenden Walze verteilt nebeneinander angeordneter rotierender topfförmiger Schleifwerkzeuge, die zusammen mit dem sie aufnehmenden Werkzeugträger parallel zur Walzenachse oszillierend bewegbar und quer zu dieser unabhängig druckgeregelt anstellbar sind, wobei die Schleifspindel jedes Schleifwerkzeug separat geschwindigkeitsregelbar drehangetrieben und in einer quer zur Walze axialverschiebbar in dem Werkzeugträger angeordneten Pinole gelagert ist, die mit Antriebselementen für das topfförmige Schleifwerkzeug verbunden ist, wobei das Schleifwerkzeug an einem Ende der Schleifwelle angeordnet ist und die Schleifwelle an ihrem anderen Ende mit einem regelbaren Verschiebeantrieb für die Schleifwelle versehen ist.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der DE 44 09 060 A1 beschrieben. Sie dient dem Nachschleifen, insbesondere der Arbeitswalzen von Warmbandwalzgerüsten nach Erreichen eines bestimmten Verschleißzustandes u.z. im eingebauten Zustand im Walzgerüst, was eine Verbesserung gegenüber dem bislang überwiegend angewendeten Nachschleifen der Walzen im ausgebauten Zustand auf externen Walzenschleifmaschinen darstellt. Die bekannte Vorrichtung ermöglicht das Nacharbeiten der Walzenoberfläche im eingebauten Zustand mit großer Genauigkeit und erlaubt durch Veränderung des Druckes, mit dem die Schleifwerkzeuge angestellt werden, auch die Herstellung besonderer Walzenschliffprofile, selbst wenn das Verschleißbild der Walze nach dem Walzen stets gleicher Bandbreiten gegenüber der Walzenmitte ausgeprägte Randbereiche mit größerem Durchmesser aufweist.

Die vorbekannte Lösung schlägt zum Anstellen der Schleifwerkzeuge gegen die Walze vor, Pinolen (dort als Stößel bezeichnet), an denen die Werkzeuge befestigt sind, mit Hilfe von Kolben-Zylinder-Einheiten in Längsrichtung zu verschieben und dadurch das Werkzeug zu steuern. Die Kolben-Zylinder-Einheiten sind druck- und weggeregelt, so daß jede Schleifposition und jeder Schleifdruck gefahren werden kann. Außerdem können die Stößel beim Arbeitswalzenwechsel in eine Position zurückgefahren, in der die Schleifwerkzeuge den Walzenausbau nicht behindern. Die Antriebe für die Schleifwerkzeuge, vorzugsweise Elektromotoren, sind jeweils am dem Schleifwerkzeug entgegengesetzten Ende des Stößels angeordnet und zusammen mit diesem bewegbar.

Es hat sich gezeigt, daß bei der bekannten Konstruktion während des Schleifvorganges sehr große Massen zu bewegen sind, die insbesondere durch die Stößel mit den aufsitzenden Antriebsmotoren gegeben sind. Bei Reversier-Warmwalzgerüsten großer Breite und der geforderten Steifigkeit des Systems haben die meterlangen Stößel Gewichte von ungefähr einer Tonne, so daß bei der Axialbewegung der Schleifwerkzeuge große Beschleunigungs- und Bremskräfte aufgebracht werden müssen, die sicher von den Vorrichtungselementen aufgefangen werden müssen, wenn ein qualitativ hohes Schleifergebnis gefordert ist. Im Schleifbetrieb haben die Schleifwerkzeuge lediglich Axialbewegungen von wenigen mm (jedoch in kurzen Zeitintervallen) in beiden Richtungen auszuführen, während die Stößel für den Ausbau der Walzen oder für das Auswechseln der Schleifwerkzeuge um größere Wege verfahrbar sein müssen.

Ausgehend von der Überlegung, daß für den Regelvorgang der Schleifwerkzeuge im Arbeitseinsatz unverhältnismäßig hohe Massen über sehr kleine Wege in kurzen Zeitintervallen beschleunigt und abgebremst werden müssen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die axial zu bewegenden Massen wesentlich verringert werden und dadurch die Anstell- und Schleifgenauigkeit der Vorrichtung verbessert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die vorliegende Erfindung schlägt eine Trennung zwischen dem Drehantrieb für das Schleifwerkzeug und der das Schleifwerkzeug unmittelbar aufnehmenden Schleifwelle vor, indem die Pinole hohl ausgebildet ist und eine Schleifspindel umgreift, über die das Schleifwerkzeug angetrieben ist. Der eigentliche Axialverschiebemechanismus für das Schleifwerkzeug während des Schleifvorganges ist in Form einer verschiebbar in die Schleifspindel eingesetzten Trägerstange ausgebildet, so daß sich die dynamisch zu bewegenden Massen (Verschiebeweg ca. ±12,5 mm) im wesentlichen auf die Masse der Trägerstange und die des Schleifwerkzeuges reduzieren. Die um ein Vielfaches größeren Massen der Pinole und des Drehantriebes, die bewegt werden müssen, um das Schleifwerkzeug in eine den Walzenausbau ermöglichende Stellung zu verschieben, sind vom Regelantrieb der Schleifbewegung unabhängig und während des Schleifvorganges außer Betrieb.

Als besonders günstig hat sich eine Lösung erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß als Drehantrieb für Schleifspindel und Trägerstange ein Hohlwellenmotor vorgesehen ist, dessen mit der Schleifspindel achsgleich gekoppelte Hohlwelle von einer drehfest gelagerten Schub- und Zugstange durchdrungen ist, die mit der Trägerstange einerseits und mit dem auf der dem Schleifwerkzeug abgewandten Seite des Hohlwellenmotors angeordneten Verschiebeantrieb für die Trägerstange andererseits derartig verbunden ist, daß die freie Drehbarkeit der Trägerstange unbeeinträchtigt und gleichzeitig ein positionsgenaues Axialverschieben der Trägerstange durchführbar ist.

Anders als beim Stand der Technik werden die Antriebsmotoren für die Schleifwerkzeuge während des Schleifbetriebes nicht axial zusammen mit der Pinole bewegt, sondern stehen fest, während nur die Trägerstange hin- und herbewegt wird, die ihrerseits über die Schleifspindel von dem festgelegten Antriebsmotor in Drehung versetzt wird. Mit dem Hohlwellenmotor wurde eine besonders kompakte und die Einrichtung verkürzende Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefunden, die es erlaubt, einen genormten Druckluftzylinder zu verwenden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Verschiebeantrieb für die Trägerstange ein regelbarer Druckluftzylinder vorgesehen ist. Mit einem solchen Druckluftzylinder können wegen der Kompressibilität des Mediums Luft Stöße gut ausgeglichen werden. Außerdem läßt sich die Regelung der Trägerstangenbewegung fein und genau dosieren, weil durch die wechselweise Beaufschlagung der Kolbenflächen des Druckluftzylinders eine feinfühlige Anstellung der Schleifwelle und des Schleifwerkzeuges gesichert wird. Der Druckluftzylinder kann relativ leicht ausgebildet sein, weil die zu bewegenden Massen infolge des erfindungsgemäßen Vorschlages gering sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß während des Schleifbetriebes die Pinole im Werkzeugträger festklemmbar ist und nur beim Walzenwechsel oder zum Ausbau der Schleifwerkzeuge gemeinsam mit Schleifspindel Schleifwerkzeug und Antriebsmotor im Werkzeugträger axial (in der Größenordnung von ca. 200 mm) verschiebbar ist. Dieser Vorschlag der Erfindung stellt sicher, daß die Pinole auch einen größeren Verschiebeweg zurücklegen kann, beispielsweise wenn die Walzen ausgewechselt werden müssen oder die Werkzeuge zu ersetzen sind. In diesem Fall wird die Pinole mit dem daran angeflanschten Motor durch einen Verschiebeantrieb, beispielsweise in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit axial zurückgezogen, wobei die Axialführung der Pinole an ihrem Außenumfang in einer entsprechenden Führung des Werkzeugträgers erfolgt.

Zusätzlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Pinole im Werkzeugträger mit einer geschlossenen Wasserkühlung versehen und in jeder beliebigen Position geklemmbar ist. Dies kann erforderlich sein, weil im Arbeitsbereich der Schleifwerkzeuge hohe Temperaturen durch den Umformprozeß auftreten, die ein Verziehen der Führungen zwischen Werkzeugträger und Pinole bzw. Pinole und Schleifspindel zur Folge haben könnte. Eine Wasserkühlung in diesem Bereich verhindert Materialverzug und stellt dadurch die geforderte hohe Schleifgenauigkeit sicher. Ebenfalls ist der Hohlwellenantriebsmotor wassergekühlt.

Wie beim Stand der Technik ist der Schleifvorgang automatisch steuerbar, so kann durch Messen des Druckes im Zylinderraum des Druckluftzylinders ein Istwert abgegriffen werden, der mit einem der zu schleifenden Walzenform entsprechenden Solldruckwert verglichen wird. Bei Abweichungen des Istwertes vom Sollwert wird eine Druckerhöhung oder Druckerniedrigung im Zylinderraum des Druckluftzylinders eingeleitet, die eine Veränderung des Anpreßdruckes der Schleifwelle mit Schleifwerkzeug auf die Walze bewirkt. Die gesamte Einrichtung ist für hohen Qualitätsstandard einsetzbar.

Selbstverständlich müssen die gegeneinander verschiebbaren Teile in dem von Hitze und Wasser benetzten Bereich gut gegen das Eindringen von Wasser und Schmutz geschützt sein. Deshalb sind für die Lagerung zusätzlich zu den Labyrinthdichtungen noch berührende Dichtungen ebenso vorgesehen, wie Metallfaltenbalge zum Abdichten der Trägerstange gegen Schleifspindel und/oder Pinole und/oder Werkzeugträger. Andere günstige Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt - grob schematisch - eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die zunächst aus dem topfförmigen Schleifwerkzeug 1 besteht, das in zweckmäßiger Weise über einen genormten Steilkegel 2 mit der Trägerstange 3 verbunden ist. Die Trägerstange 3 ist, wie bei 4 angedeutet, in Richtung ihrer Längsachse 5 in beiden Richtungen verschiebbar in einer Schleifspindel 6 angeordnet, die bei 7 in der Pinole 8 drehbar gelagert ist. Die Pinole 8 ihrerseits ist in Pfeilrichtung 9 im Werkzeugträger 10 verschiebbar, wozu zwischen dem Werkzeugträger 10 und der Pinole eine Kolben-Zylinder-Einheit 11 angelenkt ist. An die Stirnseite der Pinole 9 ist bei 12 ein Hohlwellenmotor 13 angeflanscht, dessen Hohlwelle 14 bei 15 koaxial mit der Stirnseite der Schleifspindel 6 gekuppelt ist. Die Hohlwelle 14 des Hohlwellenmotors 13 ist als Rotor mit der Wicklung 16 ausgebildet; die Statorwicklung 17 ist in dem fest an der Pinole 8 angeflanschten Gehäuse 18 des Hohlwellenmotors angeordnet und ebenfalls wassergekühlt.

Auf der dem topfförmigen Schleifwerkzeug abgewandten Seite ist an der Trägerstange 3 stirnseitig ein Axiallager 19 vorgesehen, das mit einer Zug- und Druckstange 20 verbunden ist, über die axiale Hin- und Herbewegungen über das Axiallager 19 auf die Trägerstange 3 übertragen werden können, wobei das Axiallager gleichzeitig die freie Drehbarkeit der Schleifspindel 6 und der darin verschiebbar angeordneten Trägerstange 3 ermöglicht. Die Zug- und Druckstange 20 ist an dem dem Schleifwerkzeug 1 abgewandten Ende des Hohlwellenmotors 13 aus dem Gehäuse 18 herausgeführt und mit einem Druckluftzylinder 21 verbunden, dessen Zylinderflächen beidseitig mit Druckluft beaufschlagbar sind, so daß über die Zug- und Druckstange 20 und das Axiallager 19 die mit der Schleifspindel 6 rotierende Trägerstange 3 in Axialrichtung hin- und herbewegt werden kann.

Während des normalen Schleifbetriebes wird die Lage des topfförmigen Schleifwerkzeuges 1 zur Oberfläche der nicht dargestellten Walze über den Druck und Weg des Druckluftzylinder 21 geregelt, der kraftgesteuert gegen die Walze drückt. Dabei beschränkt sich die notwendige Axialbewegung auf das topfförmige Schleifwerkzeug 1, die Trägerstange 3 und die Zug- und Druckstange 20, d. h. es werden (gemessen an der Gesamteinrichtung) nur relativ geringe Massen bewegt. Erst beim Walzenwechsel oder beim Auswechseln der Schleifwerkzeuge ist es erforderlich, die gesamte Einrichtung aus dem Bereich der Walzen zurückzuziehen. Zu diesem Zweck wird die Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit Druckmittel beaufschlagt wodurch die Pinole 8 in Pfeilrichtung 9 zusammen mit allen darin geführten Bauteilen zurückgezogen wird, so daß der notwendige Freiraum für die durchzuführenden Arbeiten geschaffen wird. Während des Schleifvorganges ist die Pinole 8 im Werkzeugträger 10 unverschiebbar festgeklemmt, so daß die Regelbewegung des Schleifwerkzeuges 1 ausschließlich über den Druckluftzylinder 21 mit den geringen zu bewegenden Massen erfolgt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen in Quarto-Walzgerüsten mittels mehrerer über die Ballenlänge der zu schleifenden Walze verteilt nebeneinander angeordneter rotierender topfförmiger Schleifwerkzeuge, die zusammen mit dem sie aufnehmenden Werkzeugträger parallel zur Walzenachse oszillierend bewegbar und quer zu dieser unabhängig druckgeregelt anstellbar sind, wobei die Schleifspindel jedes Schleifwerkzeug separat geschwindigkeitsregelbar drehangetrieben und in einer quer zur Walze axialverschiebbar in dem Werkzeugträger angeordneten Pinole gelagert ist, die mit Antriebselementen für das topfförmige Schleifwerkzeug verbunden ist, wobei das Schleifwerkzeug an einem Ende der Schleifspindel angeordnet ist und die Schleifspindel an ihrem anderen Ende mit einem regelbaren Verschiebeantrieb für die Schleifspindel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindel (6) als Hohlspindel ausgebildet ist und das Schleifwerkzeug (1) an einer in der Schleifspindel (6) drehfest verschiebbar geführten Trägerstange (3) befestigt ist, wobei an dem dem Schleifwerkzeug (1) abgewandten Ende der Trägerstange (3) ein regelbarer Verschiebeantrieb (23) angreift, der sich seinerseits gegen die Pinole (8) abstützt.

2. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehantrieb für Schleifspindel (6) und Trägerstange (3) ein Hohlwellenmotor (13) vorgesehen ist, dessen mit der Schleifspindel (6) achsgleich gekoppelte Hohlwelle (14) von einer drehfest gelagerten Schub- und Zugstange (20) durchdrungen ist, die mit der Trägerstange (3) einerseits und mit dem auf der dem Schleifwerkzeug (1) abgewandten Seite des Hohlwellenmotors (13) angeordneten Verschiebeantrieb (21) für die Trägerstange (3) andererseits derartig verbunden ist, daß die freie Drehbarkeit der Trägerstange (3) unbeeinträchtigt und gleichzeitig ein positionsgenaues Axialverschieben der Trägerstange (3) durchführbar ist.

3. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschiebeantrieb (21) für die Trägerstange (3) ein regelbarer Druckluftzylinder vorgesehen ist.

4. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Schleifbetriebes im Werkzeugträger (10) festklemmbare Pinole (8) beim Walzenwechsel oder zum Ausbau der Schleifwerkzeuge (1) gemeinsam mit Schleifspindel (6), Trägerstange (3) und Hohlwellenmotor (13) im Werkzeugträger (10) axialverschiebbar ist.

5. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (8) im Werkzeugträger (10) mit einer geschlossenen Wasserkühlung versehen ist und in jeder beliebigen Position geklemmt werden kann.

6. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (1) über eine Steilkegelaufnahme an der Trägerstange (3) schnell lösbar befestigt ist.

7. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlwellenmotor (13) ein wassergekühlter Elektromotor ist.

8. Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der in der Schleifspindel (6) und verschiebbaren Trägerstange (3) ein Metall-Faltenbalg vorgesehen ist.