DE102007014079A1

DE102007014079A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Walzen von Walzgut in einer Walzanlage mit einem Schrägwalzwerk

Info

Publication number: DE102007014079A1
Application number: DE102007014079A
Authority: DE
Inventors: Ali Bindernagel
Original assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-09-25
Also published as: JP2010521317A; WO2008113588A1; EP2121208A1; CN101657275A; EP2121208B1; ATE524248T1; US20100107713A1; RU2009138747A

Abstract

Walzanlage zum Walzen von Walzgut mit einem Planeten-Schrägwalzwerk und einem in Walzrichtung darauf folgenden weiteren Walzwerk, welches eine Dornstange aufweist, die eine Länge hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zum Walzen von Walzgut in einer Walzanlage mit einem Schrägwalzwerk.
Walzanlagen mit Schrägwalzwerken werden eingesetzt, um beispielsweise metallische nahtlose Rohre oder anderes Walzgut mit rundem Querschnitt zu walzen, wie beispielsweise Stäbe.
Bei einem Schrägwalzwerk sind mehrere Walzen am Umfang eines zu walzenden Walzguts angeordnet. Das Walzgut wird zwischen diesen mit gleichem Drehsinn rotierenden Walzen in Drehung versetzt und dabei umgeformt. Um eine Bewegung des Walzguts in Längsrichtung zu erhalten, sind die Walzen in der Tangentialebene in einem bestimmten Winkel zu der Walzgutlängsachse gekippt. Diese Anordnung sorgt somit für eine schraubenförmige Bewegung des Walzguts.
Die vorgenannte Bauweise eines Schrägwalzwerks weist eine Anzahl von Nachteilen auf, die insbesondere aus der Rotation des Walzguts um seine Längsachse resultieren. Dies sind insbesondere die Begrenzung der maximalen Walzgutlänge, aufwendige Lagerungen und Führungseinrichtungen und eine niedrige Durchlaufgeschwindigkeit. Für die Güte des Walzguts sind Schwankungen in der Rotation des Walzguts nachteilig.
Diese Nachteile haben zu der Entwicklung von Planeten-Schrägwalzwerken geführt, die durch Überlagerung von Rotationsbewegungen mehrerer Baugruppen ein Walzen ohne Drehung des Walzguts um die eigene Längsachse. grundsätzlich ermöglichen. Die deutsche Patentschrift 195 10 715 C2 beschreibt ein solches Planeten-Schrägwalzwerk. Der Aufbau der Vorrichtung der DE 195 10 715 C2 weist einen über einen Hauptantrieb bewegten Rotor auf, der das Walzgut umschließt und in dem vier Planetenwalzen drehbar gelagert sind. Diese Planetenwalzen drehen als solches mit dem Rotor. Zusätzlich zu der Drehung mit dem Rotor werden die Planetenwalzen durch einen Zusatzantrieb rotatorisch um ihre Längsachse angetrieben.
Einem Planeten-Schrägwalzwerk nachfolgend wird häufig ein weiteres Walzwerk vorgesehen, um den durch das Planeten-Schrägwalzwerk begonnen Umformprozeß fortzusetzen. Beispielsweise kann ein Längswalzwerk oder ein weiteres Planeten-Schrägwalzwerk nachgeordnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die die oben genannten Nachteile vermeiden und die ein effizientes Walzen erlauben.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass Walzgut zumindest während eines Zeitabschnitts sowohl im Planeten-Schrägwalzwerk als auch in dem weiteren, nachfolgenden Walzwerk gleichzeitig auf einer Dornstange zu walzen. Die Erfindung sieht eine Dornstange vor, die eine Länge hat, die größer ist als der Abstand zwischen den Planeten-Schrägwalzwerk und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung und insbesondere größer ist, als die Hohlblocklänge. Es wird angestrebt, daß die Dornstange so lang ist, daß sie bei mindesten einem Walzensatz des nachgeordneten Walzwerks zum Eingriff kommt, wenn das aus dem Planeten-Schrägwalzwerk auslaufende Rohr an eben diesem Walzensatz ankommt. Die Dornstange kommt zum Eingriff, wenn die Wanddicke des Rohres durch die Walzen des betreffenden Walzwerks auf der Dornstange reduziert wird.
Die Erfindung erlaubt es vor allem, die Umformarbeit besser auf die beiden Walzwerke zu verteilen. Das Planeten-Schrägwalzwerk kann nun dazu eingesetzt werden, ein Vorprodukt zu walzen, an dessen Genauigkeit auch geringere Anforderungen gestellt werden können. Das genaue Fertigwalzen findet dann im nachgeordneten Walzwerk statt. Diese Vorgehensweise erlaubt es auch, im Planeten-Schrägwalzwerk seltener einen Walzenwechsel vorzunehmen. Durch das nachgeordnete Walzwerk kann ohne Umbaumaßnahmen die Wanddicke auf das gewünschte Maß eingestellt werden. Ferner erlaubt dies, für das Planeten-Schrägwalzwerk nur einzelne, festgelegte Dornstangendurchmesser vorzuhalten und die Umformung des Walzguts auf jeglichen dazwischen liegenden Querschnitt durch das weitere Walzwerk vorzunehmen. Dies reduziert die Anzahl der Dornstangen, die durch den Betreiber vorgehalten werden müssen. Zudem kann die Zahl der Dornstangenwechsel reduziert werden, wodurch die Zeitausnutzung verbessert wird. Ferner kann die Streckung des Walzguts auf beide Gerüste verteilt werden, so dass im Fertigwalzwerk höhere Walzgeschwindigkeiten erzielt werden.
Erfindungsgemäß weist eine Walzanlage zum Walzen von Walzgut mit einem Planeten-Schrägwalzwerk und einem in Walzrichtung darauf folgenden weiteren Walzwerk eine Dornstange auf, die eine Länge hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung und insbesondere bevorzugt länger als die Hohlblocklänge. Als Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung wird insbesondere der Abstand zwischen dem Punkt des Planeten-Schrägwalzwerks, an dem sich das Walzgut zum letzten Mal in Eingriff mit den Walzen des Planeten-Schrägwalzwerks befindet, und dem Punkt, an dem sich das Walzgut zum ersten Mal im Eingriff mit den ersten Walzen des weiteren Walzwerks befindet, verstanden.
Auf Grund ihrer Länge kann die Dornstange – wie erfindungsgemäß gewünscht – dass Walzgut durchgreifen, während sie das Walzgut sowohl im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks als auch im Walzspalt des weiteren Walzwerks befindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Halterung für die Dornstange vorgesehen, die die Dornstange in einer Position halten kann, bei der die Dornstange den Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks durchgreift und gleichzeitig zumindest teilweise in einen Walzspalt des weiteren Walzwerks hineinragt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halterung an der dem weiteren Walzwerk abgewandten Seite des Planeten-Schrägwalzwerks vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Linearantrieb zum linearen Verfahren der Halterung der Dornstange vorgesehen. Dadurch wird es möglich, die Dornstange zurückzuziehen und das Walzgut aufzunehmen sowie die Dornstange dann in eine Position zu bringen, bei der die Dornstange den Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks durchgreift und gleichzeitig zumindest teilweise in einen Walzspalt des weiteren Walzwerks hineinragt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Planeten-Schrägwalzwerk in Walzrichtung nachfolgend ein Längswalzwerk angeordnet. Als Längswalzwerk wird dabei insbesondere ein Walzwerk mit Walzen verstanden, deren Achsen parallel zueinander und/oder jeweils senkrecht zur Walzrichtung angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dornstange mehrteilig ausgebildet. Die Dornstange weist in einer bevorzugten Ausführungsform verschiedene Durchmesser auf. Ist die Dornstange mehrteilig ausgebildet, so kann der Durchmesserwechsel entlang der Längsachse der Dornstange leicht eingestellt werden, beispielsweise indem ein Abschnitt mit kleinerem Durchmesser abgenommen und ein Dornstangenabschnitt mit einem etwas größeren Durchmesser an den verbleibenden Teil der Dornstange befestigt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem weiteren Walzwerk und dem Planeten-Schrägwalzwerk ein Messgerät zur Bestimmung der Rotation des Walzguts angeordnet. Insbesondere wenn das weitere Walzwerk ein Längswalzwerk ist, bei dem das Walzgut nahezu rotationsfrei gewalzt werden soll, ist es von Vorteil, eine Regelung des Planeten-Schrägwalzwerks vorzusehen, die auf Grundlage der Messung des Messgeräts den Betrieb des Planeten-Schrägwalzwerks derart regelt, dass das Walzgut nicht rotiert. Für den konkreten Aufbau einer Vorrichtung, die eine derartige Rege lung vornimmt und für das konkrete Verfahren für eine derartige Regelung wird auf DE 103 49 056 A1 verwiesen, deren diesbezügliche Offenbarung durch Verweis in diese Anmeldeunterlagen mit aufgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Planeten-Schrägwalzwerk einen Hauptantrieb zur Rotation eines das Walzgut umfassenden Rotors auf sowie in dem Rotor drehbar gelagerte Planetenwalzen. Ferner weist das Planeten-Schrägwalzwerk der bevorzugten Ausführungsform einen Zusatzantrieb zur Rotation der Planetenwalzen um ihre Längsachse auf. Für einen bevorzugten Aufbau eines Planeten-Schrägwalzwerk wird ebenfalls auf die DE 195 10 715 C2 verwiesen, deren Beschreibung eines Aufbaus für ein Planeten-Schrägwalzwerks zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht wird. Das Planeten-Schrägwalzwerk weist vorzugsweise drei oder mehr Planetenwalzen, insbesondere vier Planetenwalzen auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Walzen von Walzgut auf einer Walzanlage mit einem Planeten-Schrägwalzwerk und einem in Walzrichtung darauf folgenden weiteren Walzwerk befindet sich das Walzgut während eines Zeitabschnitts beim Walzen sowohl im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks als auch im Walzspalt des weiteren Walzwerks. Vorzugsweise befindet sich das Walzgut während des überwiegenden Teils des Walzens sowohl im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerk als auch im Walzspalt des weiteren Walzwerks. Bevorzugt befindet sich das Walzgut lediglich während der unvermeidlichen Anfahr- und Auslaufphase entweder nur im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks oder im Walzspalt des weiteren Walzwerks.
Eine Dornstange durchgreift das Walzgut, während sich das Walzgut sowohl im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks als auch im Walzspalt des weiteren Walzwerk befindet, wobei die Dornstange eine Länge hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zum Walzen von rohrförmigem Walzgut zu sogenannten Luppen eingesetzt. Das Walzgut ist vorzugsweise metallisch, kann jedoch auch aus anderem Material, beispielsweise Plastik, sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Walzanlage eignen sich besonders gut zum Walzen besonders dünnwandigen Walzguts.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 die erfindungsgemäße Walzanlage mit einem Planeten-Schrägwalzwerk und einem Längswalzwerk mit einem zu walzenden Walzgut in einer schematischen Seitenansicht und
2 die Walzanlage gemäß 1 im ausgewalzten Zustand in einer schematischen Seitenansicht.
In 1 ist eine Walzanlage, bestehend aus einem Planeten-Schrägwalzwerk 20, einem Längswalzwerk 25 und einem dazwischen angeordneten Meßgerät 8 gezeigt. Eine Dornstange 10 wird in einer Halterung 11 gehalten. Ein Linearantrieb 12 kann die Halterung 11 linear bewegen. Wie aus 1 ersichtlich, weist die Dornstange 10 eine Länge auf, die größer ist als der Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk 20 und dem Längswalzwerk 25. Das Walzgut 6 wird auf einer Dornstange sowohl im Planeten-Schrägwalzwerk 20 als auch im Längswalzwerk 25 gewalzt.
Das Planeten-Schrägwalzwerk 20 besteht aus mehreren Planetenwalzen 1, die mit ihren unteren Abschnitten auf dem Walzgut 6 abrollen. Dabei sind die Planetenwalzen 1 in Bezug zur Längsachse des Walzguts 6 sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene geneigt.
Die Planetenwalzen 1 sind an ihrem hinteren Ende in einem Rotor 2 drehbar gelagert, dessen Drehachse mit der Längsachse des Walzguts übereinstimmt. Der Rotor 2 wird über ein Getriebe von der Abtriebswelle 3 eines Hauptantriebs angetrieben. Der Rotor 2 und die in ihm gelagerten Planetenwalzen 1 führen eine Drehbewegung um das Walzgut 6 aus.
Weiterhin befindet sich an den Planetenwalzen 1 Zahnräder 4, welche mit einem Sonnenrad 5 kämmen. Durch dieses Kämmen mit dem Sonnenrad 5 werden die Planetenwalzen 1 infolge der Rotation des Rotors 2 in eine Drehung um die eigene Achse gezwungen.
Das Sonnenrad 5 wird über ein Getriebe von der Abtriebswelle 7 eines Überlagerungsantriebs (Zusatzantriebs) angetrieben. Diese Drehbewegung des Sonnenrads führt zu einer überlagerten Rotation der Planetenwalzen 1, welche aus der Summe der beiden Rotationsbewegungen resultiert.
Durch die Überlagerung der Drehungen der Planetenwalzen 1 und des Rotors 2 kann ein Walzen ohne eine Drehbewegung des Walzguts 6 erfolgen. Das hierfür notwendige Verhältnis zwischen den Drehzahlen des Rotors 2 und der Planetenwalzen 1 ändert sich während des Walzfortschritts aufgrund variierender Parameter, wie beispielsweise bereichsweiser Änderungen der Materialeigenschaften des Walzgutwerkstoffs, Temperaturschwankungen, Zunderablagerungen oder Änderungen der Oberflächenreibwerte.
Am Auslaß des Schrägwalzwerks ist ein Meßgerät 8 angeordnet, welches die möglicherweise durch Parameteränderungen hervorgerufene Drehbewegungen n_Rohr des Walzguts 6 erfaßt und an einen Rechner weiterleitet, der die Antriebe des Planeten-Schrägwalzwerks 20 so regelt, daß eine Drehung des Rohrs vermieden wird.
2 zeigt die Walzanlage im sogenannten "ausgewalzten" Zustand, bei dem die Dornstange 10 am Ende des Längswalzwerks 25 übersteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19510715 C2 [0005, 0005, 0017]
- DE 10349056 A1 [0016]

Claims

Walzanlage zum Walzen von Walzgut (6) mit einem Planeten-Schrägwalzwerk (20) und einem in Walzrichtung darauffolgenden weiteren Walzwerk, gekennzeichnet durch eine Dornstange (10), die eine Länge hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk (20) und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung.
Walzanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halterung (11) für die Dornstange (10), die die Dornstange (10) in einer Position halten kann, bei der die Dornstange (10) den Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks (20) durchgreift und gleichzeitig zumindest teilweise in einen Walzspalt des weiteren Walzwerks hineinragt.
Walzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linearantrieb (12) zum linearen Verfahren der Halterung (11) der Dornstange (10) vorgesehen ist.
Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Planeten-Schrägwalzwerk (20) in Walzrichtung nachfolgend ein Längswalzwerk (25) angeordnet ist.
Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornstange (10) mehrteilig ausgebildet ist.
Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem weiteren Walzwerk und dem Planeten-Schrägwalzwerk (20) ein Meßgerät (8) zur Bestimmung der Rotation des Walzguts (6) angeordnet ist.
Walzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch – einen Hauptantrieb zur Rotation eines das Walzgut (6) umfassenden Rotors (2) und in dem Rotor (2) drehbar gelagerten Planetenwalzen (1) und – einen Zusatzantrieb zur Rotation der Planetenwalzen (1) um ihre Längsachse.
Verfahren zum Walzen von Walzgut (6) auf einer Walzanlage mit einem Planeten-Schrägwalzwerk (20) und einem in Walzrichtung darauffolgenden weiteren Walzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Walzgut (6) während eines Zeitabschnitts beim Walzen sowohl im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks (20) als auch im Walzspalt des weiteren Walzwerks befindet und daß eine Dornstange (10) das Walzgut (6) durchgreift, während sich das Walzgut sowohl im Walzspalt des Planeten-Schrägwalzwerks (20) als auch im Walzspalt des weiteren Walzwerks befindet, wobei die Dornstange (10) eine Länge hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Planeten-Schrägwalzwerk (20) und dem weiteren Walzwerk in Walzrichtung.