DE69005640T2 - VERTICAL ROLLING MILL. - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft Vertikalwalzstraßen, die zwei mit ihren Längsachsen vertikal angeordnete Walzen und eine Möglichkeit zur Einstellung des Spaltes zwischen den Walzen besitzen.This invention relates to vertical rolling mills having two rolls arranged vertically with their longitudinal axes and a possibility of adjusting the gap between the rolls.

Beim Walzen einer Metallplatte ist es üblich, eine Vertikalwalzstraße einzubeziehen, die mit vertikalen Walzen versehen ist, um mit den Seitenrändern der Platte in Berührung zu gelangen. Es ist wünschenswert, daß die Platte mit genauen Breitenabmessungen gewalzt werden soll, und deshalb ist es wünschenswert, daß der Spalt zwischen diesen vertikalen Walzen einstellbar sein soll, um eine Breitensteuerung der Platte durchzuführen. Außerdem ist es wünschenswert, daß die Stellung der Walzen einstellbar sein soll, während die Vertikalwalzstraße die Platte walzt, um eine automatische Breitensteuerung der Platte zu schaffen.In rolling a metal plate, it is common to include a vertical rolling mill provided with vertical rollers to contact the side edges of the plate. It is desirable that the plate should be rolled to precise width dimensions and therefore it is desirable that the gap between these vertical rollers should be adjustable to provide width control of the plate. Furthermore, it is desirable that the position of the rollers should be adjustable while the vertical rolling mill is rolling the plate to provide automatic width control of the plate.

Die vertikalen Walzen einer Vertikalwalzstraße können von Antriebsmotoren gedreht werden, die über oder unter den Walzen angeordnet sind, jedoch ist dies in jedem Fall nicht wünschenswert, und es wird bevorzugt, daß jede Walze durch einen Antriebsmechanisnus von einer horizontalen Antriebswelle angetrieben wird. Auf diese Weise kann der Antriebsmotor, der das Drehmoment auf die Welle überträgt, an der einen Seite der Walzstraße angeordnet werden, und dies ist aus einer Vielzahl von Gründen vorteilhaft, von denen der eine darin besteht, daß der Motor nicht Verschmutzungen ausgesetzt wird, die von den gewalzten Brammen herunterfallen. Bei dieser Anordnung besteht die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der horizontalen Welle aufgrund eines kerbverzahnten Abschnittes der Welle, wodurch die Welle nur eine begrenzte horizontale Verschiebung gegenüber dem Motor besitzt, wenn die Walzen aufeinanderzu oder voneinanderweg verschoben werden. Dieser Antrieb für eine Vertikalwalzstraße ist ausreichend, vorausgesetzt, daß die Walzenspalteinstellung durchgeführt wird, wenn sich die Walzstraße nicht unter Last befindet. Falls es jedoch erwünscht ist, den Walzenspalt während des Walzens zu verändern, um eine automatische Breitensteuerung zu schaffen, tritt außergewöhnlicher Verschleiß des kerbverzahnten Abschnittes der Antriebswelle auf, und eine Reparatur des kerbverzahnten Abschnitten ist häufig erforderlich. The vertical rolls of a vertical rolling mill may be rotated by drive motors located above or below the rolls, but in either case this is not desirable and it is preferred that each roll be driven by a drive mechanism from a horizontal drive shaft. In this way the drive motor which transmits the torque to the shaft can be located at one side of the rolling mill and this is advantageous for a number of reasons, one of which is that that the motor is not exposed to debris falling from the rolled slabs. In this arrangement the connection between the drive motor and the horizontal shaft is by means of a splined portion of the shaft, whereby the shaft has only a limited horizontal displacement relative to the motor as the rolls are moved toward or away from each other. This drive for a vertical rolling mill is adequate provided that the roll gap adjustment is carried out when the rolling mill is not under load. However, if it is desired to change the roll gap during rolling to provide automatic width control, excessive wear of the splined portion of the drive shaft occurs and repair of the splined portion is often necessary.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen eine Vertikalwalzstraße mit zwei vertikalen bewegbaren Gehäusen; zwei mit ihren Längsachsen vertikal angeordneten und in zugehörigen Kassetten drehbar befestigten Walzen; wobei die Kassetten von den entsprechenden bewegbaren Gehäusen gestützt und innerhalb der Gehäuse angeordnet sind; einer Einrichtung zum Verschieben jedes bewegbaren Gehäuses und der diesem zugehörigen Kassette in Horizontalrichtung zum anderen Gehäuse hin oder von diesem weg; einer Einrichtung zum Verschieben jeder Kassette gegenüber ihrem Gehäuse in horizontaler Richtung zur anderen Kassette hin und von dieser weg; und wobei jedes Gehäuse einen Äntriebsmechanismus besitzt, dessen Ausgangsseite sich in Antriebsbeziehung mit dem unteren Ende der Walze in der zugehörigen Kassette und dessen Eingangsseite sich in Antriebsbeziehung mit einer horizontalen Antriebswelle befindet; und wobei jeder Antriebsmechanismus ein Universalgelenk aufweist, das einen von der Welle auf die Walze zu übertragenden Antrieb ermöglicht, sogar wenn die Kassette um ein bestimmtes Maß horizontal gegenüber ihrem Gehäuse versetzt ist.According to the present invention there is provided a vertical rolling mill comprising two vertically movable housings; two rolls arranged vertically with their longitudinal axes and rotatably mounted in associated cassettes; the cassettes being supported by the respective movable housings and arranged within the housings; means for displacing each movable housing and the cassette associated therewith horizontally towards or away from the other housing; means for displacing each cassette relative to its housing horizontally towards and away from the other cassette; and each housing having a drive mechanism, the output side of which is in driving relation to the lower end of the roll in the associated cassette and the input side of which is in driving relation to a horizontal drive shaft; and wherein each drive mechanism comprises a universal joint enabling drive to be transmitted from the shaft to the roller even when the cassette is horizontally offset by a certain amount relative to its housing.

Die Anordnung des Universalgelenkes erlaubt es, daß der Antrieb von der Welle auf die Walzen übertragen wird, sogar wenn die Welle in der zugehörigen Kassette horizontal gegenüber dem Gehäuse verschoben worden ist. Durch diese Anordnung kann jede vertikale Walze horizontal auf die andere Walze zu und von dieser weg um ein begrenztes Maß gegenüber dem Gehäuse verschoben werden, ohne daß eine horizontale axiale Bewegung der Antriebswelle erforderlich ist.The arrangement of the universal joint allows the drive to be transmitted from the shaft to the rollers, even if the shaft in the associated cassette has been displaced horizontally relative to the housing. This arrangement allows each vertical roller to be displaced horizontally toward and away from the other roller by a limited amount relative to the housing, without requiring horizontal axial movement of the drive shaft.

Um die Erfindung besser zu verstehen, ward sie nun lediglich anhand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, die eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Seite einer Vertikalwalzstraße gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.In order that the invention may be better understood, it will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawing which includes a partially sectioned side view of one side of a vertical rolling mill according to the present invention.

In der Figur ist die Halterung für eine der vertikalen Walzen einer Vertikalwalzstraße im einzelnen dargestellt, und die Halterung für die andere Walze, die nicht gezeigt ist, ist ähnlich.In the figure, the support for one of the vertical rolls of a vertical rolling mill is shown in detail, and the support for the other roll, which is not shown, is similar.

Eine Walze (1) ist mit ihrer Längsachse vertikal angeordnet und mit ihren oberen und unteren Enden in einer "C-förmigen Kassette" (3) drehbar gehaltert. Diese Kassette und die Walze sind in einem vertikal angeordneten Gehäuse (5) gehaltert. Das vertikale Gehäuse (5) besitzt zwei Räder, die an zwischen feststehenden Außengehäusen (1) verlaufenden Querträgern befestigt sind. Die Kassette ist durch eine Kupplung (12) an etne vertikal angeordnete, fluidbetriebene Kolben-Zylinder-Vorrichtung (13) gekoppelt, die am Gehäuse (5) befestigt ist.A roller (1) is arranged with its longitudinal axis vertically and is rotatably mounted with its upper and lower ends in a "C-shaped cassette" (3). This cassette and the roller are mounted in a vertically arranged housing (5). The vertical housing (5) has two wheels which are attached to cross members running between fixed outer housings (1). The cassette is coupled by a coupling (12) to a vertically arranged, fluid-operated piston-cylinder device (13) which is fastened to the housing (5).

Zwei Schraubenmechanismen (15) sind horizontal am Außengehäuse (11) befestigt, und die Schrauben wirken gegen am Gehäuse (5) befestigte Zylinder (17) wobei jeder Zylinder (17) einen Teil einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Vorrichtung bildet, wobei der Kolben durch eine Öffnung im Gehäuse (5) verläuft und gegen die benachbarte Fläche der Kassette (3) stößt. Ein am Außengehäuse (11) befestigter Rückziehzylinder (19) besitzt einen Kolben, der sich durch das Gehäuse in Eingriff mit der Kassette (3) erstreckt.Two screw mechanisms (15) are mounted horizontally on the outer housing (11) and the screws act against cylinders (17) mounted on the housing (5), each cylinder (17) forming part of a hydraulic piston-cylinder device, the piston passing through an opening in the housing (5) and abutting against the adjacent surface of the cassette (3). A retraction cylinder (19) mounted on the outer housing (11) has a piston extending through the housing into engagement with the cassette (3).

Der Antrieb für die vertikale Walze (1) umfaßt ein Antriebsritzel (23), das innen kerbverzahnt ist und an einen kerbverzahnten Abschnitt (24) einer horizontalen Antriebswelle (25) befestigt ist. Das Antriebsritzel wird von einem (nicht dargestellten) Elektromotor angetrieben. Die Welle (25) ist durch eine Kupplung (26) mit der Eingangswelle (27) eines Antriebsmechanismus zur Übertragung des Antriebes von der Welle (25) auf die Walze (1) gekoppelt. Die horizontale Weile (27) ist in Lagern im Gehäuse (5) drehbar gehalten und durch ein 90º-Getriebe (28) mit einem Ritzel (29) gekoppelt, das mit einem weiteren Ritzel (30) kämmt. The drive for the vertical roller (1) comprises a drive pinion (23) which is splined internally and is attached to a splined section (24) of a horizontal drive shaft (25). The drive pinion is driven by an electric motor (not shown). The shaft (25) is coupled by a clutch (26) to the input shaft (27) of a drive mechanism for transmitting the drive from the shaft (25) to the roller (1). The horizontal shaft (27) is rotatably supported in bearings in the housing (5) and is coupled by a 90º gear (28) to a pinion (29) which meshes with another pinion (30).

Die Ritzel (29) und (30) sind mit ihren Drehachsen vertikal angeordnet. Das Ritzel (30) besitzt eine Aussparung (31) an seiner oberen Fläche.The pinions (29) and (30) are arranged with their axes of rotation vertically. The pinion (30) has a recess (31) on its upper surface.

Die Ausgangsseite des Antriebsmechanismus besteht aus einer Stummelwelle (33), die in das untere Ende der Walze (1) hineinragt. Die Stummelwelle ist an ihrem oberen Ende kerbverzahnt und kämint mit einer kerbverzahnten Öffnung (34) im unteren Ende der Walze. Die Kerbverzahnungen erlauben, daß die Walze vertikal gegenüber der Stummelwelle bewegt wird.The output side of the drive mechanism consists of a stub shaft (33) which is inserted into the lower end of the roller (1). The stub shaft is splined at its upper end and meshes with a splined opening (34) in the lower end of the roller. The splines allow the roller to be moved vertically relative to the stub shaft.

Das untere Ende der Stummelwelle (33) ist mit dem oberen Ende einer Doppelflanschkupplung (35) gekoppelt, die ein Universalgelenk enthält. Das untere Ende dieser Kupplung enthält eine vertikale Stummelwelle (32), die am Boden der Aussparung (31) an der Rotationsachse des Ritzels befestigt ist.The lower end of the stub shaft (33) is coupled to the upper end of a double flange coupling (35) containing a universal joint. The lower end of this coupling contains a vertical stub shaft (32) which is fixed to the bottom of the recess (31) on the axis of rotation of the pinion.

Im Gebrauch können das vertikale Gehäuse (5) und die Kassette (3) und somit die Walze (1) horizontal in Richtung zu der anderen vertikalen Walze und von dieser weg mittels des gegen das vertikale Gehäuse wirkenden Schraubenmechanismus verschoben werden. Das Gehäuse wird auf seinen Rädern verschoben. Diese Verschiebung des Gehäuses hat zur Folge, daß die Antriebswelle (25) horizontal verschoben wird, und der kerbverzahnte Abschnitt (24) der Welle bewegt sich gegenüber dem feststehenden Abschnitt (23). Eine Einstellung des Walzenspaltes mit Hilfe der Schrauben (15) wird für ziemlich langwierig und ziemlich grob gehalten, und somit wird eine Feineinstellung der Walze und der Kassette in horizontaler Richtung zu der anderen Walze hin und von dieser weg durch Erregung der Hydraulikvorrichtungen (17) durchgeführt, wodurch die Kassette und die Walze horizontal gegenüber dem vertikalen Gehäuse (5) verschoben werden. Die Kupplung (12) ermöglicht diese Bewegung, und, wenn das Gehäuse (5) nicht verschoben wird, wird die Welle (25) nicht verschoben, und das untere Ende der Walze befindet sich nun nicht länger in Ausrichtung zur Stummelwelle (32). Die Anordnung der Kupplung (35) ermöglicht diese begrenzte Fehlausrichtung, und ein Antrieb vom Motor durch die Welle (25) auf die Walze findet noch statt.In use, the vertical housing (5) and cassette (3), and hence the roller (1), can be displaced horizontally towards and away from the other vertical roller by means of the screw mechanism acting against the vertical housing. The housing is displaced on its wheels. This displacement of the housing results in the drive shaft (25) being displaced horizontally and the splined portion (24) of the shaft moving relative to the fixed portion (23). Adjustment of the roller gap by means of the screws (15) is considered to be rather tedious and rather crude and thus fine adjustment of the roller and cassette horizontally towards and away from the other roller is carried out by energising the hydraulic devices (17), whereby the cassette and roller are displaced horizontally relative to the vertical housing (5). The clutch (12) allows this movement and, if the housing (5) is not moved, the shaft (25) is not moved and the lower end of the roller is no longer in alignment with the stub shaft (32). The arrangement of the coupling (35) allows this limited misalignment, and a drive from the motor through the shaft (25) to the roller still takes place.

Die Kupplung (35) mit dem Universalgelenk kann aus einer Doppelflanschkonstruktion bestehen, wie sie von Gelenk Wellenbau GmbH, Essen, West-Deutschland oder VOITH erhältlich ist.The coupling (35) with the universal joint can be of a double flange construction as available from Gelenk Wellenbau GmbH, Essen, West Germany or VOITH.

Die Konstruktion der Walzstraße der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine genaue automatische Breitensteuerung der zu erhaltenden gewalzten Platte und verringert gleichzeitig den Verschleiß am kerbverzahnten Abschnitt (24) der Antriebswelle (25).The design of the rolling mill of the present invention enables precise automatic width control of the rolled plate to be obtained and at the same time reduces wear on the splined portion (24) of the drive shaft (25).

Claims (7)

1. Vertikalwalzstraße mit zwei vertikalen bewegbaren Gehäusen (5);1. Vertical rolling mill with two vertically movable housings (5); zwei mit ihren Längsachsen vertikal angeordneten und in zugehörigen Kassetten (3) drehbar befestigten Walzen (1) ;two rollers (1) arranged vertically with their longitudinal axes and rotatably mounted in associated cassettes (3); wobei die Kassetten (3) von den entsprechenden bewegbaren Gehäusen (5) gestützt und innerhalb der Gehäuse (5) angeordnet sind;wherein the cassettes (3) are supported by the corresponding movable housings (5) and arranged within the housings (5); einer Einrichtung (15) zum Verschieben jedes bewegbaren Gehäuses (5) und der diesem zugehörigen Kassette (3) in Horizontalrichtung zum anderen Gehäuse (5) hin oder von diesem weg; a device (15) for displacing each movable housing (5) and the cassette (3) associated therewith in the horizontal direction towards or away from the other housing (5); einer Einrichtung (17) zum Verschieben jeder Kassette (3) gegenüber ihrem Gehäuse (5) in horizontaler Richtung zur anderen Kassette (3) hin und von dieser weg; und wobei jedes Gehäuse (5) einen Antriebsmechanismus besitzt, dessen Ausgangsseite sich in Antriebsbeziehung mit dem unteren Ende der Walze (1) in der zugehörigen Kassette (3) und dessen Eingangsseite (27) sich in Antriebsbeziehung init einer horizontalen Antriebswelle (25) befindet; unda device (17) for displacing each cassette (3) relative to its housing (5) in a horizontal direction towards and away from the other cassette (3); and wherein each housing (5) has a drive mechanism, the output side of which is in drive relationship with the lower end of the roller (1) in the associated cassette (3) and the input side (27) of which is in drive relationship with a horizontal drive shaft (25); and wobei jeder Antriebsmechanismus ein Universalgelenk (35) aufweist, das einen von der Welle (25) auf die Walze (1) zu übertragenden Antrieb ermöglicht, sogar wenn die Kassette (3) um ein bestimmtes Maß horizontal gegenüber ihrem Gehäuse (5) versetzt ist.wherein each drive mechanism comprises a universal joint (35) which enables a drive to be transmitted from the shaft (25) to the roller (1), even if the cassette (3) is offset horizontally by a certain amount with respect to its housing (5). 2. Vertikalwalzstraße nach Anspruch 1, bei welcher die Ausgangsseite jedes Antriebsmechanismus eine erste Stummelwelle (33) in Antriebseingriff mit dem unteren Ende der Walze (1) umfaßt und jeder Mechanismus eine um ihre vertikal verlaufende Achse drehbare zweite Stummelwelle (32) aufweist, wobei das Universalgelenk (35) zwischen den beiden Stummelachsen (32, 33) geschaltet ist und ein 90º-Getriebe (28) die zweite Stummelachse (32) an die Eingangsseite (27) des Antriebsmechanismus koppelt.2. Vertical rolling mill according to claim 1, wherein the output side of each drive mechanism a first stub shaft (33) in driving engagement with the lower end of the roller (1) and each mechanism having a second stub shaft (32) rotatable about its vertical axis, the universal joint (35) being connected between the two stub shafts (32, 33) and a 90º gear (28) coupling the second stub shaft (32) to the input side (27) of the drive mechanism. 3. Vertikalwalzstraße nach Anspruch 2, bei welcher die zweite Stummelachse (32) an der vertikalen Achse eines vom 90º-Getriebe (28) getriebenen Ritzels (30) befestigt ist.3. Vertical rolling mill according to claim 2, in which the second stub axle (32) is attached to the vertical axis of a pinion (30) driven by the 90º gear (28). 4. Vertikalwalzstraße nach Anspruch 3, bei welcher das Ritzel (30) eine nach oben gerichtete zentrale Aussparung (31) besitzt und die zweite Stummelwelle (32) sich vom Boden der Aussparunq (31) nach oben erstreckt.4. Vertical rolling mill according to claim 3, in which the pinion (30) has an upwardly directed central recess (31) and the second stub shaft (32) extends upwardly from the bottom of the recess (31). 5. Vertikalwalzstraße nach einem vorangegangenen Anspruch,5. Vertical rolling mill according to any preceding claim, bei welcher die horizontale Antriebswelle (25) so angeordnet ist, daß sie in Richtung ihrer Länge während ihrer Rotation verschoben werden kann.in which the horizontal drive shaft (25) is arranged so that it can be displaced in the direction of its length during its rotation. 6. Vertikalwalzstraße nach Anspruch 5, bei welchem ein Abschnitt (24) der horizontalen Antriebswelle (25) an seiner Außenfläche entlang seiner Länge kerbverzahnt ist und ein an seiner Innenfläche kerbverzahntes Ritzel (23) auf dem kerbverzahnten Abschnitt (24) der Antriebswelle (25) befestigt ist.6. Vertical rolling mill according to claim 5, wherein a portion (24) of the horizontal drive shaft (25) is splined on its outer surface along its length and a pinion (23) splined on its inner surface is fixed to the splined portion (24) of the drive shaft (25). 7. Vertikalwalzstraße nach einem vorangegangenen Anspruch, bei welcher der Ausgang jedes Antriebsmechanismus eine erste Stummelachse (33) aufweist, die an ihrer Außenfläche kerbverzahnt ist und in eine entsprechend an ihrer Innenfläche kerbverzahnte Öffnung (34) am benachbarten Ende der Walze (1) hineinragt, damit die Walze gegenüber der ersten Stummelachse (33) angehoben und abgesenkt werden kann, während sie sich in Antriebsbeziehung miteinander befinden.7. A vertical rolling mill according to any preceding claim, wherein the output of each drive mechanism comprises a first stub axle (33) splined on its outer surface and extending into an opening (34) correspondingly splined on its inner surface at the adjacent end of the roll (1) to enable the roll to be raised and lowered relative to the first stub axle (33) while they are in driving relationship with each other.