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Walzvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zum Walzen,
Polieren oder Richten von stangen- oder rohrförmigem Walzgut mit mindestens einem
um die Walzgutachse umlaufend angetriebenem Umläufer, in dem symmetrisch zueinander
mindestens zwei Walzkörperaggregate mit im wesentlichen rechtwinklig zur Walzgutachse
liegender Drehachse angetrieben gelagert sind, zwischen deren umlaufenden Arbeitsflächen
sich das Walzgut axial hindurchbewegt.
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Eine Walzvorrichtung dieser Art ist durch die FR-PS 1 228 909 bekannt,
nach welcher die Walzkörperaggregate als Walzscheiben mit einer dem beabsichtigten
Walzgutquerschnitt entsprechenden Profilierung der Rotations-Arbeitsfläche ausgebildet
sind. Bei der bekannten Vorrichtung liegen die Walzscheiben jeweils senkrecht zueinander,
wobei zwei in einer gemeinsamen Ebene
liegende Walzscheiben auf
Antriebswellen befestigt sind, welche mit ihren Enden in der Wandung eines zylindrischen
Umläufers lagern, der in zwei Lagerböcken gelagert ist und um das Walzgut umlaufend
angetrieben ist. Innerhalb des zylindrischen Umläufers lagert, davon unabhängig
angetrieben, ein Zahnrad, in welches ein Ritzel eingreift, welches über Schneckenrädsr
die beiden zuvor erwähnten Walzscheiben antreibt. Die beiden senkrecht dazu angeordneten
Walzscheiben ohne Eigenantrieb sind frei drehbar auf Achsen gelagert, welche in
Lagerböcken lagern, die von den Antriebsachsen der beiden anderen Walzscheiben getragen
sind, welche durch die Lagerböcke frei drehbar hindurchgreifen, Während der radiale
Abstand der angetriebenen Walzscheiben festliegt, werden die beiden nicht angetriebenen
Walzscheiben durch Federkraft an das Walzgut angepreßt und somit durch dessen axiale
Verschiebung in Umlauf versetzt, wobei die axiale Bewegung des Walzgutes durch den
Umlauf der daran angreifenden angetriebenen Walzscheiben zustandekommt.
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Diese bekannte Antriebaart ist außerordentlich aufwendig, wpbei insbesondere
der zylindrischeUmläufer einen sehr großen Durchmesser erfordert, um innerhalb desselben
die Antriebsachsen und Antriebszahnräder und Ritzel unterbringen zu können. Außerdem
bietet die bekannte Vorrichtung nur die Möglichkeit, zwei angetriebene Walzscheiben
zu verwenden, während bei der Anwendung weiterer Walzscheiben diese ohne Eigenantrieb
sind und auch nicht ohne weiteres einen Eigenantrieb erhalten kennen Aufgabe der
Erfindung ist es, eine Walzvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten,
daß eine sehr gedrängte Bauweise möglich ist, die Walzkörperaggregate innerhalb
eines Umläufers mit nur geringem Durchmesser unterbringbar sind und alle Walzkörperaggregate
einen Eigenantrieb erhalten können. In diesem Zusammenhang ist es weiter Aufgabe
der Erfindung, die Anordnung derart zu treffen, daß sich die auf zum bringenden
Walzkräfte an einem ortsfesten Teil der Walzvorrichtung
abstützen
und somit die Umläuferlager weitgehend von den Walzkräften unbelastet bleiben.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein
den Umläufer umfassendes ortsfestes zylindrisches Umläufergehäuse mindestens einen
in einer sich senkrecht zur Drehachse erstreckenden Ebene liegenden Zahnkranz aufweist,
in den über ein am Umläuf er gelagertes Zwischenritzel das Antriebsritzel des Walzkörperaggregates
eingreift und daß sich das Walzkörperaggregat axial am Umlsuferehäuse abstützt,
wobei im Falle von zwei Innenzahnkränzeii diese beiderseits des Umläufers, einander
gegenüberliegend, angeordnet sind.
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I er Uinläufer von einem zylindrischen Umläufergehäuse umfaßt ist
und dieses mindestens einen Innenzahnkranz aufweist, läßt sich unmittelbar von dem
Innenzahnkranz der Antrieb der Walzkörperaggregate ableiten, während zugleich die
Möglichkeit geschaffen ist, daß sich die Walzkörperaggregate axial am Umläufergehäuse
abstützen und somit die Lagerstellen, welche den Umläufer und die Walzkö'rperaggregate
aufnehmen, im wesentlichen unbelastet bleiben.
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Die so erzielte gedrängte Bauweise schafft die Voraussetzung, um erfindungsgemäß
mindestens zwei Umläufer in einem gemeinsamen Umlaufergehäuse zu lagern und somit
die Mittenabstände der einzelnen Walzvorrichtungen auf ein I,,inimum zu reduzieren.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
im Falle von zwei Umläufern in einem Umläufergehäuse die Umläufer in entgegengesetzter
Umlaufrichtung angetrieben sind, womit der Vorteil verbunden ist, daß das zu bearbeitende
Walzmaterial nicht verdrallt und in gleicher Vorschubrichtung, trotz des Gegenlaufes,
transportiert wird. Letzteres ist dadurch möglich, daß die einander gegenüberliegenden
Walzkörperaggregate in jedem Umläufer ihrerseits eine entsprechende Umlaufrichtung
erhalten, indem d-ie Zwischenritzel zwischen den Stirnrädern im Umläufergehäuse
und den Walzkörperaggregaten
eine entsprechende Anordnung, bzw.
einen entsprechenden Bingriff in dem einen oder anderen Innenzahnkranz erfahren.
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Von weiterem Vorteil ist es, daß im Falle des gegenläufigen Antriebes
zweier, in einem Gehäuse zusammengefaßter Umläufer sich die einzelnen Arbeitslinien
der Walzkörperaggregate am Walzgut überschneiden, somit das Walzgut besser umfaßt
wird und die Arbeitslinien nicht nebeneinander und parallel zueinander liegen, wie
es bei gleichgerichtetem Umlauf der Fall ist. Aus Letzterem resultiert, daß das
Walzgut genau rund wird, wobei eine Oberflächenriefung ausgeschaltet wird.
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Dazu können auch die hintereinander angeordneten Walzvorrichtungen
dem Walzgut gegenüber um einige Winkelgrade so versetzt angeordnet werden, daß zu
gleicher Zeit jeder Punkt des Walzgutumfanges eine Berührung mit dem Walzkörper
erhält.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Walzkörperaggregate
durch unterschiedliche Abmessungen der Antriebs-und Zwischenritzel mit unterschiedlichen
Umlaufgeschwindigkeiten antreibbar sein, um so dem Umstande Rechnung zu tragen,
daß das Walzgut nach dem Verlassen des ersten Umläufers in dem zweiten Umläufer
wegen der zuvor erzielten Verjüngung mit einer entsprechend größeren Geschwindigkeit
weitertransportiert werden muß, Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung
können die einzelnen Walzkörperaggregate in ihrer Achsrichtung und/oder quer dazu
unmittelbar oder über Zwischenglieder auf einer Druckkugel abgestützt sein und die
Druckkugel jeweils in der genannten Richtung nachstellbar innen am Umläufergehäuse
abgestützt sein.
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Wie erwähnt, schafft die Erfindung die Voraussetzung einer axialen
Abstützung der Walzkörperaggregate am ortsfesten Umläufergehäuse, wozu die erwähnte
Maßnahme hinzutreten kann, nämlich die Nachstellung in axialer Richtung oder auch
quer dazu um so eine Zustellung der Walzkörperaggregate gegen das Walzgut oder umgekehrt
oder auch quer dazu vornehmen zu können
Die Nachstellung der Walzkörperaggregate
hängt jeweils von der Ausgestaltung der Arbeitsflächen der Walzkörperaggregate ab
sowie davon, wie die Achsen der Walzkörperaggregate in bezug auf die Achse des Walzgutes
stehen, abgesehen davon, daß die Nachstellbarkeit die Berücksichtigung von auftretendem
Verschleiß erlaubt.
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Im einzelnen kann die Nachstellung der Walzkörperaggregate in der
Weise verwirklicht sein, daß sich die einzelnen Stützkugeln jeweils auf zwei innen
am Umläufergehäuse anliegenden Rund- oder Mehrkantringen abstützen, deren Lage zueinander
in Achsrichtung des Umläufers hydraulisch veränderbar ist.
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Durch die hydraulische Veränderbarkeit des Abstandes der beiden Rund-
oder Mehrkantringen ist die Voraussetzung gegeben, die Veränderung während des Betriebes
vorzunehmen.
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Werden die beiden Ringe gegeneinander bewegt, so bedeutet dies eine
axiale Verlagerung der Stützkugel und dementsprechend eine axiale Verlagerung des
Walzkörperaggregates gegen das Walzgut. Eine Erweiterung des Abstandes der Ringe
voneinander führt zu einer Verlagerung des Walzkörperaggregates radial nach außen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung, in der mögliche
Ausführungsformen in beispielhafter Weise dargestellt sind, näher beschrieben. Es
zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Walzvorrichtung senkrecht zur Walzgutachse,
Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht parallel zur Walzgutachse, wobei zwei Walzvorrichtungen
hintereinanderliegend angeordnet und die Walzkörperaggregate nur schematisch dargestellt
sind, Fig. 3 eine der Darstellung von Fig. 1 entsprechende Daratellung einer Walzvorrichtung
mit abgewandelt gestalteten Walzkdrperaggregaten, Fig. 4 eine den Darstellungen
von Fig. 1 und Fig. 3 entspreohende Darstellung eines Walzkörperaggregates mit abgewandelter
Walzkörperlagerung,
Fig. 5 teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht eine Einzelheit der Ausf.ührungsform
von Fig. 4 in vergrößertem Maßstab, Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß der Linie VI-VI
in Fig. 5, Fig. 7 eine der Darstellung von Fig. 5 vergleichbare Ansicht einer abgewandelten
Ausführungsform der Walzkörperanordnung und Fig. 8 eine Ansicht in Richtung des
Pfeiles VIII in Fig. 7.
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Gemäß Fig. 1 und 2 weist die einzelne Walzvorrichtung ein ortsfestes
Umläufergehäuse 1 mit Abschlußdeckeln 2 und 3 und Lagerringen 4 und 5 auf. In dem
auf diese Weise gebildeten Umläufergehäuse 1 sind zwei Umläufer 6 gelagert. Diese
Umläufer ragen gemäß Fig. 2 durch die Lagerringe 4 und 5 und die Abschlußdeckel
2, 3 nach außen und weisen an ihren nach außen vorspringenden Enden Antriebsorgane,
entweder in Form von Riemenscheiben 7 oder in Form von Zahnrädern 8 auf, je nach
dem, ob der Antrieb des Umläurers 6 mittels Riemen 9 oder mittels Zahnantrieb erfolgen
soll Innerhalb jedes Umläufers 6 sind gemäß Fig. 1 vier Walzkörperaggregate 35 mit
den Walzecheiben 10 mit konvexen Mantelflächen untergebracht. Jede Walzenscheibe
sitzt am inneren Ende einer Walzkörperwelle 119 wobei die Achse jeder Walzkörperwelle
senkrecht zur Vorschubrichtung und zur Achse des Walzgutes 12 liegt. Die vier Walzenscheiben
10 sind symmetrisch um die Walzgutachse herum verteilt und bewegen sich bei Antrieb
des Umläufers 6 am Umfang des Walzgutes 12 entlang und redu zieren dieses auf den
lichten, zwischen den Walzenscheiben 10 befindlichen Rund querschnitt.
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Die äußeren Enden der Walzkörperwellen 11 sind mit'einem Antriebsritzel
13 versehen, das mit einem Zwischenritzel 14 in Zahneingriff steht, das mit dem
Umläufer 6 mitumläuft. Jedes Zwisohenritzel -14kämmtmit einem de beiden Zahnkränze'15
oder 16, die am ortsfesten Umläu£ergehäuee 1 festgelegt sind, und
zwar
vorzugsweise an den Lagerringen 4 und 5 bzw. einem Zwischenlagerring 17.
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Sobald der Umläufer 6 Je nach der gewählten Antriebsart über die Riemenscheibe
7 oder das Zahnrad 8 angetrieben wird, werden die mit den Zahnkränzen t5 bzw. 16
kämmenden Zwischenritzel 14 in Rotation versetzt und treiben ihrerseits über die
Antriebsritzel 13 die Walzkörperwellen 11 und damit die Walzenscheiben 10 an, wobei
der richtige Drehsinn der am Walzgut 12 anliegenden Walzenscheibe 10 dadurch erreicht
wird, daß die Zwischenritzel 14 einander gegenüberliegender Walzenscheiben 10 gemäß
der Darstellung von Fig. 2 einmal in den feststehenden Zahnkranz 15 oder am feststehenden
Zahnkranz 16 eingreifen.
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Um das Einführen des Walzgutes 12 zwischen die einzelnen Walzenscheiben
10 zu erleichtern, ist der Umläufer mit trichterförmigen Öffnungen 18 versehen.
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Gemäß Fig. 2 sind in einem ortsfesten Umläufergehäuse 1 zwei Umläufer
6 untergebracht, die mit gleichem Drehsinn oder vorzugsweise auch gegensinnig angetrieben
werden können, um Torsionsmomenten im Walzgut 12 entgegenzuwirken. Bei gegensinnig
angetriebenen Umläufern 6 sind die Zwischenritzel 14 in der geeigneten Weise einem
der beiden sich gegenüberliegenden Zahnkränze zuzuordnen, um die Vorschub- und Förderrichtung
des Walzgutes in AbhängiOkeit von dem Drehsinn der Walzenscheiben 10 beizubehalten.
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Zur genauen Zentrierung der Walzenscheiben 10 bzw. zu deren Anstellung
an das Walzgut 12 stützen sich die rotierenden Walzkörperwellen 11 über eine Kugel
19 od. dgl, auf zwei Rundringen oder Mehrkantringen 20 ab, deren Abstand voneinander
ohne Unterbrechung des laufenden Arbeitsprozesses veränderbar ist, so daß sich alle
vier Walzkörperwellen 11 bei Veränderung des Abstandes zwischen den Ringen 20 gleichmäßig
der Walzgutachse nähern oder davon entfernen können.
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Die Veränderung des Abstandes zwischen den Ringen 20 kann mechanisch
oder hydraulisch erfolgen, und zwar in der in Fi, 2 schematisch dargestellten feise
mittels der Kolben oder Druckkörper 21, die über ein Hydraulik-System 22 und Druckleitungen
23 mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind.
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Die durch die :and des Zylindergehäuses 1 hindurchgeführten Druckleitungen
23 münden in nur schematisch dargestellte Druckzylinder, die sich im wesentlichen
zwischen den Lager-bzw. Zwischenlagerringen 4, 5, 17 und den Kolben 21 befinden.
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Die Lagerung der Umläufer bzw. der Walzkörperwellen 11 erfolgt mittels
Gleitlagern oder einer Wälzlagerung.
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Eine exakte radiale Anstellung der Walzenscheiben 10 an das Walzgut
12 ist ferner auch dadurch möglich, daß die Gleit-oder Wälzlager 24 exzentrisch
verstellbar sind, derart, da durch Veränderung der Anordnung der Lager der Abstand
zwischen der Walzgutachse und den Walzkörperwellenachsen veränderbar ist, Die radiale
Anstellung der Walzen ist bei auftretendem Walzenverschleiß oder bei einem Programmwechsel
oder Walzgutwechsel zweckmäßig, wobei die Veränderung des Achsabstandes vorzugsweise
von außen her bei umlaufendem Walzwerk möglich ist.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform
gemäß den Fig. 1 und 2 in erster Linie dadurch, daß anstelle der Walzenscheiben
10 Walzkörper verwendet werden, die mehrere Kugeln 25 umfassen, welche an der Peripherie
einer zentralen Stützwalze 26 untergebracht sind, wobei gegebenenfalls noch zusätzliche
(nicht dargestellte) Stützringe vorgesehen sein könnene Der Mechanismus zum Antrieb
der durch die Stützwalzen 26 und Kugeln 25 gebildeten Walzkörper stimmt ansonsten
mit dem anhand der Fig. 1 und 2 dargestellten Mechanismus überein0 Eine weitere
Besonderheit bei der Ausführunsform gemäß Fig. 3 liegt noch in der Art und Weise
der Walzkörperanstel lung an das Valzgut 12 mittels der Walzenanstellungselemente
27,
die im wesentlichen mit den Rund- oder Mehrkantringen 20 der
zuerst beschriebenen Ausführungsform der erfindung vergleichbar sind. Diese Walzenanstellungselemente
27 dienen zur Abstützung von Stützrollen oder Zentrierkugeln 28 bzw. 29, die einerseits
zur Zentrierung der Zwischenritzel 14 und zum anderen zur Anstellung der Walzkörper
25, 26 dienen, indem die Kugeln 29 auf Druckkörper 30 einwirken, durch deren Verstellung
die Lagerelemente der Walzkörperwellen 11 in ihrer Lage veränderbar sind. Die gleichzeitige
Verstellung der Zwischenritzel 14 und der Walzkörperwellen dient dazu, das Zahnspiel
zwischen den Antriebsritzeln 13 und den Zwischenritzeln 14 konstant zu halten.
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Sind größere Wege der Walzkörperanstellung erforderlich, wird man
zweckmäßig die gemeinsame Anstellung in jeweils separate Anstellungen trennen, so
daß das Zahnspiel konstant gehalten werden kann Bei der Ausführung gemäß Fig. 4
nimmt der Umläufer 6 zwei zylindrische Walzkörperaggregate 46 (in vollen Linien
dargestellt) auf, und jedes Walzkörperaggregat 46 dient an seiner nach innen gerichteten
Stirnseite zur Aufnahme einer den Walzkörper darstellenden Kugel 47, die zur Rotationsachse
48 des Aggregates 46 exzentrisch liegt. Jede Kugel 47 wird von einer oder mehreren
Stützwalzen 49 abgestützt. Das einzelne Walzkörperaggregat 46 trägt an seinem äußeren
Ende das Antriebsritzel 13, das mit einem ortsfest im Walzaggregat angeordneten
Zahnkranz in Eingriff steht, wobei die sich zentral gegenüberliegenden Antriebsritzel
jeweils in gesonderte Zahnkränze eingreifen, so wie es anhand von Fig. 2 oben beschrieben
worden ist. Bei der Ausführungsform gemaß Fig. 4 können in vergleichbarer Weise
wie bei den Austührungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 zwischen jedes Antriebsritzel
13 und den stationären Zahnkranz Zwischenritzel zwischengeschaltet sein. Die Anstellung
der Walzkdrper 47 erfolgt in vergleichbarer Weise wie bei der Ausführungsform gemäß
den Fig. 1 und 2 z.B. über Kugeln, die sich auf zwei Rundringe oder
Mehrkantring
e abstützen.
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In Fig. 4 sind gestrichelt zwei weitere zylindrische Walzkörperaggregate
mit den zugeordneten Organen wie Antriebsritzel und Walzkörper dargestellt, um deutlich
zu machen, daß jeweils mehrere Walzkörperaggregate 46 hintereinander-und bezüglich
ihrer Winkellage versetzt zueinander angeordnet sind, um das Walzgut von jeweils
mehreren Walzkörpern zu umfassen und dadurch eine genaue Abstützung desselben zu
erreichen Es besteht dabei die Möglichkeit, mehrere Walzkörpergruppen, von denen
jede aus je zwei paarweise zusammenwirkenden Walzkörper besteht, in einem gemeinsamen
Umläufer 6 hintereinanderliegend anzuordnen, oder für jede Walzkörpergruppe einen
gesonderten und selbständig antreibbaren Umläufer vorzusehen.
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Wenn bei der Ausführunsformgemäß Fig. 4 der Umläufer 6 zu einer um
das Walzgut 12 umlaufenden Rotationsbewegung angetrieben wird, kämmen die einzelnen
Antriebsritzel 13 mit dem jeweils zugeordneten stationären Zahnkranz, wodurch jedes
Walzkörperaggregat 46 zu einer Rotationsbewegung um die Achse 48 angetrieben wird.
Bei dieser Rotationsbewegung der Walzkörperaggregate 46 um die Mittelachse 48 kommt
die åeweilige Kugel 47 auf einen bestimmten Teil ihrer Bewegungsbahn gegen das Walzgut
12 zur Anlage bzw. damit in Eingriff, wodurch das Walzgut 12 in der entsprechenden
Vorschubrichtung vorwärts bewegt wird.
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In den Fig. 5 und 6 sind in vergrößerter Darstellung die Walzkörperaggregate
46 mit den darin eingesetzten Walzkörpern 47 und Stützwalzen 49 dargestellt. Zum
Einsetzen und Festhalten der Walzkörper 47 und Stützwalzen 49 sind Walzkörperhalterungen
50 in entsprechende Ausnehmungen an der Stirnseite der Aggregate 46 eingesetzt und
arretiert, wobei diese Walzkörperhalterung 50 geeignete Aussparungen zur Aufnahme
der Walzkörper 47 bzw. Stützwalzen 49 auSweisen Gemäß Fig, 6 sind die Mittenachsen
der sich gegenüberliegenden Walzkörperaggregate
46 geringfügig
gegeneinander versetzt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind in dem Walzkörperaggregat
46 anstelle eines einzigen Walzkörpers 47 mehrere Walzkörper 47 in Form von einen
Kugel- oder Walzenkranz bildenden Kugeln 47 oder Salzen in die Stirnseite des Zylinders
46 eingesetzt, so daß bei jeder Umdrehung des Walzenacgregates 46 um seine Rotationsachse
48 sämtliche Kugeln des Kugelkranzes auf das Werkstück 12 einwirken, wodurch eine
verstärkte Bearbeitung des Werkstückes erfolgt. Die Ausführungsform gemäß den Fig.
7 und 8 weist noch die Besonderheit auf, daß auf das Werkstück 12 neben den Kugeln
oaer Walzen 47 des Aggregates 46 eine konische Walzescheibe 51 einwirkt, die dem
Aggregat 46 vergleichbar angeordnet ist.