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Dokumentenidentifikation DE4041989C2 18.02.1993
Titel Vorrichtung zum Ein- und Ausbau der Arbeitswalzen eines Planetenwalzwerkes
Anmelder Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf, DE
Erfinder Figge, Dieter, Dipl.-Ing.;
Fink, Peter, Dr.mont., 4300 Essen, DE
Vertreter Meissner, P., Dipl.-Ing.; Presting, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 1000 Berlin
DE-Anmeldedatum 21.12.1990
DE-Aktenzeichen 4041989
Offenlegungstag 02.07.1992
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.02.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.02.1993
IPC-Hauptklasse B21B 31/08
IPC-Nebenklasse B21B 13/20   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein- und Ausbau der Arbeitswalzen eines Planetenwalzwerkes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der deutschen Patentanmeldung DE 39 07 730 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schleifen von Arbeitswalzen eines Planetenwalzwerkes beschrieben, bei dem der komplette Walzensatz eines Planetenwalzwerkes ohne Demontage der Arbeitswalzen in einer Spezial-Schleifmaschine geschliffen wird.

Wenn man bedenkt, daß die meist 24 Arbeitswalzen eines Planetenwalzensatzes etwa alle 8 Stunden nachgeschliffen werden müssen, weil ihre Oberfläche verschlissen ist, so ist die in der vorstehend genannten Patentanmeldung vorgeschlagene Lösung bereits eine wesentliche Verbesserung gegenüber der früheren Methode, die Arbeitswalzen in der Werkstatt von Hand aus dem Walzensatz auszubauen und neue einzubauen. Insbesondere bei großen Maschinen, z. B. für Bandbreiten von 1300 mm ist das umständlich, zeitraubend und sehr teuer. Doch die in der DE 39 07 730 A1 vorgeschlagene Lösung ist, obwohl sie eine wesentliche Vereinfachung und Zeitersparnis gegenüber der herkömmlichen Methode darstellt, mit Problemen belastet, die sich daraus ergeben, daß das Ausrichten der Planetenwalze in der für die Bearbeitung der Arbeitswalzen im eingebauten Zustand vorgesehenen Drehvorrichtung sehr schwierig ist. Aber gerade vom Ausrichten der Planetenwalze hängt die Schleifgenauigkeit der Arbeitswalzen ab.

Ein anderer Nachteil, der die bekannte Vorrichtung zum Schleifen der Arbeitswalzen belastet, sind die hohen Investitionskosten für die zum Wechseln notwendigen Einrichtungen. Dies insbesondere deshalb, weil bei dem gattungsgemäßen Verfahren mindestens drei Walzensätze (jeweils bestehend aus zwei Planetenwalzen) benötigt werden, und zwar ein erster Satz zum Walzen im Walzwerk, ein zweiter Satz in der Werkstatt zum Nachschleifen der Arbeitswalzen und ein dritter Walzensatz in Reserve.

Es muß daher Aufgabe einer wirtschaftlich arbeitenden Walzenschleifvorrichtung sein, die Investitionskosten möglichst niedrig zu halten und das exakte Schleifen der Arbeitswalzen möglichst zu vereinfachen. Dabei ist vor allem zu beachten, daß ein möglichst geringer Zeitaufwand benötigt wird, in dem das Walzwerk nicht betrieben werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Arbeitswalzenwechsel innerhalb des Planetenwalzgerüstes selbst oder in unmittelbarer Nähe ohne Ausbau der Planetenwalze, erscheint deshalb besonders günstig, weil er mit relativ niedrigen Investitionskosten ausführbar ist. Innerhalb kürzester Zeit kann eine Planetenwalze mit neuen Arbeitswalzen bestückt werden, wozu vorzugsweise in einer Walzpause die eine Planetenwalze des Paares und in einer zweiten Walzpause die andere Planetenwalze mit neuen Arbeitswalzen bestückt wird. Bei einer Standzeit von 8 Stunden einer Arbeitswalze kann somit alle 4 Stunden der Satz einer Planetenwalze gewechselt werden. Die Einrichtung ist automatisierbar.

Da die Standzeit der Zwischenwalzen und der Abrollsegmente, auf denen die Zwischenwalzen sich abstützen, höher ist als die der Arbeitswalzen, kann die Planetenwalze längere Zeit im Walzgerüst verbleiben, so daß kein Reservesatz mit zwei Planetenwalzen mehr benötigt wird. Auf diese Weise kommt man mit zwei Sätzen statt bisher drei aus.

Wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, daß die Manipulationsvorrichtung heb- und senkbar auslaufseitig des Planetenwalzwerkes - in Ruhestellung unterhalb der Rollgangsebene - angeordnet ist. Die Manipulationsvorrichtung kann an ihrer Oberseite eine Looperrolle zur Schlingenregelung tragen. So ergibt sich eine besonders einfache und zweckdienliche Konstruktion. Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich der Austausch von 24 Arbeitswalzen innerhalb einer Zeit von etwa 45 Minuten ausführen, wobei der Manipulator mit einem Wechselschlitten zusammenwirkt, der die ausgebauten Arbeitswalzen ab- und die neuen Arbeitswalzen zuführt. Manipulator und Wechselschlitten sind unmittelbar hinter und neben dem Planetenwalzgerüst angeordnet, wobei nach einem Merkmal der Erfindung der Wechselschlitten durch Querverschieben aus einer Position seitlich des Rollganges neben die aus der Ruhestellung unterhalb der Rollgangsebene in die Arbeitsstellung neben der Planetenwalze verfahrbare Manipulationsvorrichtung verschiebbar ist. Der an seiner Oberseite die Looperrolle zur Schlingenregelung tragende Manipulator ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung beidseitig des Rollganges an Ständersäulen heb- und senkbar geführt. Der Antrieb zum Weiterdrehen der Arbeitswalzen in die jeweilige Übernahmeposition der Manipulationsvorrichtung kann vom Hauptantrieb des Planetenwalzgerüstes kommen, der dann mit einer Schleichdrehzahl von etwa einem Zehntel der Nenndrehzahl für den Käfigantrieb umläuft. Jeweils in der erforderlichen Position (also bei 24 Arbeitswalzen nach jeweils 15 Grad Drehung) der Käfige wird dieser gestoppt, so daß in dieser Stellung der Arbeitswalzenwechsel vorgenommen werden kann.

Die vorgeschlagene Vorrichtung hat einen weiteren Vorteil, nämlich auch einzelne defekte Arbeitswalzen schnell und problemlos ohne Ausbau der Planetenwalze wechseln zu können, falls im Betrieb ein Defekt auftritt.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß bei mit dem Drehantrieb gekuppelter, aus dem Walzgerüst seitlich ausgefahrener Planetenwalze vorzugsweise zwei Manipulationsvorrichtungen in der ausgefahrenen Stellung parallel zu und beidseitig neben der Planetenwalze angeordnet sind, die mit parallel zu den Manipulatoren angeordneten Aufnahmen für die ausgebauten und einzubauenden Arbeitswalzen zusammenwirken. Bei Verwendung dieser Vorrichtung und der entsprechenden Methode kann die Wechselzeit der 24 Arbeitswalzen auf unter eine halbe Stunde dadurch verkürzt werden, daß die herausgefahrene Planetenwalze den Einsatz von zwei beidseitig vorgesehenen Manipulationsvorrichtungen zuläßt. Dabei kann zum Drehen der Walze der Antrieb der Planetenwalze verwendet werden, indem der relativ kurze Verschiebeweg der herausgefahrenen Planetenwalze durch Gelenkwellen mit Längenausgleich überbrückt wird. Nach Herausfahren der Planetenwalze sind die Arbeitswalzen zugängig für die beiden an je einer Seite angeordneten Manipulationsvorrichtungen, so daß jeweils zwei Arbeitswalzen in gegenüberliegenden Positionen gleichzeitig gewechselt werden können. Nach beendetem Walzenwechsel wird die Planetenwalze wieder in das Gerüst geschoben, das sofort betriebsbereit ist. Die ausgebauten und einzubauenden Arbeitswalzen werden jeweils in parallel zu den Manipulatoren angeordneten Aufnahmen abgelegt bzw. von dort aufgenommen.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung ist besonders für große Planetenwalzwerke geeignet. Er schlägt vor, daß beide übereinanderliegenden Planetenwalzen gleichzeitig mittels einer Transportvorrichtung aus dem Walzgerüst ausfahrbar sind. Dann wird jede Walze einzeln per Kran in eine vom Walzgerüst unabhängige Drehvorrichtung abgesetzt, in der die Planetenwalze in der Anzahl der Arbeitswalzen entsprechenden Verdrehstellungen klemmbar ist.

Die Verwendung eines Greifers oder Kranes ist bei einer Wechselvorrichtung an sich bekannt aus der AT 33 771 E.

Die Manipulationsvorrichtung wirkt mit der jeweils ihr gegenüberliegenden Arbeitswalze zusammen. Vorzugsweise ist die Manipulationsvorrichtung ein Greifer, mit dem die Arbeitswalzen automatisch aus der Planetenwalze aushebbar und in diese einlegbar sowie von und zu einem Lagerplatz transportierbar sind. Der Greifer der Manipulationsvorrichtung entnimmt nacheinander die verschlissene Arbeitswalze aus der Planetenwalze und legt sie auf einem Lagerplatz ab. Dieser kann nach einem Merkmal der Erfindung ein oder mehrere Wechselwagen sein, die im Takt zwischen dem Manipulator und der Arbeitswalzenschleifvorrichtung hin- und herfahrbar sind. Der Wechselwagen fährt dann mit einigen oder allen der abgenutzten Arbeitswalzen zu einer Schleifmaschine, wo sich ggfs. ein weiterer Greifer befindet, mit dem die Arbeitswalze der Schleifmaschine zuführbar ist.

Alle vorgeschlagenen Lösungen setzen voraus, daß die Arbeitswalzen der Planetenwalze leicht zu entnehmen und dort einzusetzen sind. Dies läßt sich durch entsprechende konstruktive Ausbildung der Halterung der Arbeitswalzen lösen.

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

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Planetenwalzwerk mit nachfolgendem Quartogerüst,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Manipulationsvorrichtung in Ruhestellung während des Walzbetriebes,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Manipulationsvorrichtung nach Fig. 2 in Arbeitsstellung in der Seitenansicht,

Fig. 4 die Manipulationsvorrichtung nach Fig. 2 und 3 in der Draufsicht,

Fig. 5 den Wechselschlitten zur Aufnahme der ausgebauten Arbeitswalzen,

Fig. 6 zwei andere erfindungsgemäße Manipulationsvorrichtungen in der Draufsicht und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Walzenwerkstatt.

In Fig. 1 ist ein Planetenwalzwerk in der Draufsicht stark vereinfacht dargestellt. Mit 1 ist die Planetenwalze bezeichnet, die im Walzgerüst 7 bei 16 drehangetrieben gelagert ist. 2 bezeichnet die erfindungsgemäße Manipulationsvorrichtung, die später noch genauer beschrieben wird. Mit der Manipulationsvorrichtung 2 lassen sich die Arbeitswalzen 3 ausbauen, ergreifen und auf dem zwischen Planetenwalze 1 und Quartowalze 13 angeordneten Wechselschlitten 5 ablegen.

Das Walzgut 15 durchläuft zunächst die Vorschubwalze 12 in Walzrichtung 4, dann den Walzensatz aus den beiden Planetenwalzen 1 und anschließend das Quartowalzgerüst mit den Quartowalzen 13. Während des Walzprozesses ist die Manipulationsvorrichtung 2 an Ständersäulen 11 abgesenkt unter der Walzlinie angeordnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 2 sind gleiche Teile gleich bezeichnet. In dem Querschnitt ist erkennbar, daß die Manipulationsvorrichtung 2 an Ständersäulen 11, die beidseitig des Walzgutes 15 angeordnet sind, heb- und senkbar ist.

Die Manipulationsvorrichtung besteht aus einem Greifer 26, der in Richtung seiner Greiferöffnung, wie bei 27 angedeutet, ausfahrbar ist und darüber hinaus um eine Drehachse 28 um jeweils 90° in beide Richtungen gegenüber der dargestellten Stellung verschwenkbar ist.

Die Manipulationsvorrichtung 2 ist unterhalb der Rollgangsebene 8 positioniert, so daß der Walzprozeß nicht behindert wird. Das Walzgut wird auf dem Rollgang, der mit 10 angedeutet ist, abgestützt und zwischen dem Planetenwalzwerk und dem Quartowalzgerüst geführt. Der später noch zu beschreibende Wechselschlitten 5 ist senkrecht zur Zeichnungsebene verfahrbar und in Ruhestellung seitlich oberhalb neben dem Walzgut 15 positioniert. Der Wechselschlitten hat zwei Aufnahmen 30 für die auszubauenden Arbeitswalzen.

In Fig. 3 ist der Arbeitswalzenwechsel dargestellt. Dazu ist die Manipulationsvorrichtung 2 an den Ständersäulen 11 nach oben gefahren und der Greifer 26 ist um 90° in Richtung der Planetenwalze geschwenkt, so daß der Greifer mit einer Arbeitswalze 3 fluchtet. Durch Ausfahren des Greifers in Richtung 27 wird die Arbeitswalze 3 ergriffen, sodann nach Zurückfahren des Greifers um 180° geschwenkt, so daß die Arbeitswalze 3 in einer der Aufnahmen 30 des Wechselschlittens 5 abgelegt werden kann. In der jeweils anderen Ablage 30 des Wechselschlittens ist die neue Arbeitswalze 3 abgelegt, die in gleicher Weise nur umgekehrt ergriffen und nach Verschwenken des Manipulators 2 in die Arbeitswalze 3 eingesetzt wird. Nach taktweisem Weiterdrehen der Planetenwalze 1 um einen dem Abstand der Arbeitswalzen 3 entsprechenden Winkel werden die nächste und alle weiteren Arbeitswalzen 3 nach und nach ergriffen und entsprechend gewechselt.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich nach Absenken der Manipulationsvorrichtung 2 unter die Rollgangsebene 8 in Front der unteren Planetenwalze 1, so daß auch alle Arbeitswalzen der unteren Planetenwalze ausgetauscht werden können.

In Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nochmals in der Draufsicht dargestellt. Wie bei 31 angedeutet, kann der doppelt ausgebildete Greifer 26 quer zur Arbeitswalze verfahren, so daß diese zum Ausbau seitlich bewegt werden kann. Ansonsten sind gleiche Teile gleich bezeichnet. Erkennbar ist in Fig. 4 außerdem, daß der Wechselschlitten 5 das Walzgut 15 überspannt und auf der der Planetenwalze 1 abgewandten Seite des Platzer-Walzgerüstes vorgesehen ist.

Wie in Fig. 5 erkennbar, ist der Wechselschlitten 5 selbst quer zum Rollgang 10 verschiebbar, so daß er während des Walzvorganges seitlich neben dem Rollgang 10 positioniert werden kann. Außerdem ist in der zurückgezogenen Stellung das Abnehmen und Einlegen der alten bzw. neuen Arbeitswalzen 3 seitlich vom Rollgang möglich.

Fig. 6 zeigt eine andere erfindungsgemäße Manipulationsvorrichtung, die hier doppelt ausgebildet ist. Dadurch lassen sich wesentlich kürzere Arbeitswalzenwechselzeiten erreichen, weil gleichzeitig beidseitig der Planetenwalze 1 gewechselt werden kann.

In der Zeichnungsfigur 6 ist, wie in den früheren Zeichnungsfiguren, mit 4 die Walzrichtung bezeichnet, in der das Walzgut die Vorschubwalzen 12 und im eingefahrenen Zustand die Planetenwalzen 1 durchläuft. In der Darstellung ist der Planetenwalzensatz mit den Planetenwalzen 1 aus der Walzlinie seitlich herausgefahren, wobei der Drehantrieb 16 mit den Planetenwalzen 1 verbunden bleibt.

Dazu ist der Antrieb mit einer Gelenkwelle 18 mit Axialausgleich versehen, d. h. die Welle ist teleskopisch verlängerbar. Im dargestellten ausgefahrenen Zustand der Planetenwalzen 1 weisen diese beidseitig, bei 2a und 2b angedeutet, Manipulationsvorrichtungen auf, die den Manipulationsvorrichtungen der vorhergehenden Zeichnungsfiguren entsprechen. Lediglich statt des Wechselschlittens sind hier, wie bei 17a und 17b dargestellt, Aufnahmen für die Arbeitswalzen in Form von Rundmagazinen angedeutet, in denen die ausgebauten Arbeitswalzen ablegbar und aus denen die neuen Arbeitswalzen 3 entnehmbar sind. Zum Ausfahren des Planetenwalzensatzes dient eine Transportvorrichtung 14. Die Ständersäulen, an denen die Manipulationsvorrichtungen 2a und 2b in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben verfahrbar sind, sind hier außerhalb der Walzlinie beidseitig der Planetenwalze 1 angeordnet und gestatten einen Arbeitswalzenwechsel wie zu den anderen Zeichnungsfiguren beschrieben.

In Fig. 7 ist in beispielsweiser Darstellung eine Walzenwerkstatt skizziert. Der beispielsweise auf den Fahrschienen aus dem Walzwerk ausgefahrene und vom Drehantrieb 16 gelöste Walzensatz wird einzeln, d. h. jede Planetenwalze 1 für sich, von einem Kran 25 übernommen und in eine Drehvorrichtung 20 eingesetzt. Diese Drehvorrichtung 20 wird von einem Ladeportal 19 überspannt, an dem Greifer 21 für die Arbeitswalzen horizontal verfahrbar und in Richtung der Arbeitswalzen senkrecht verlängerbar sind. Mit den Greifern 21 lassen sich die jeweils oben liegenden Arbeitswalzen aufnehmen und nach seitlichem Verfahren entlang des Ladeportals 19 auf einer Palette 21 ablegen.

Alternativ dazu, kann der Greifer 21 die aufgenommene Arbeitswalze 3 auch unmittelbar einer Schleifmaschine 5 zur Überarbeitung übergeben.

Die Palette 21 wird von einem Bediengerät 23 aufgenommen und an ein Hochregallager 24 übergeben, in dem die Arbeitswalzen palettenweise gestapelt werden. Die Drehvorrichtung 20 ist mit einem Schrittantrieb und einer Klemmvorrichtung ausgestattet, die ein schrittweises Drehen der Planetenwalze 1 ermöglicht. Dadurch kann jede Arbeitswalze einzeln bedient, d. h. ausgebaut und eingebaut werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Ein- und Ausbau der Arbeitswalzen eines Planetenwalzwerkes, bei dem die Arbeitswalzen zusammen mit den Zwischenwalzen in Käfigen gelagert und gegen einen Stützkörper abgestützt jeweils eine obere und eine untere Planetenwalze bilden und wobei jeweils einer Planetenwalze eine in mindestens drei Ebenen bewegbare Manipulationsvorrichtung zugeordnet ist, mit der die Arbeitswalzen einzeln aus der Planetenwalze herausnehmbar und einer Schleifvorrichtung zuführbar, sowie in die Planetenwalze zurückführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Walzlinie befindlichen Planetenwalzen (1) die in Walzrichtung (4) neben der Planetenwalze (1) befindliche Manipulationsvorrichtung (2) für die Arbeitswalzen (3) derart verschiebbar angeordnet ist, daß sie aus einer Ruhestellung außerhalb der Walzlinie in eine Arbeitsstellung in die Walzlinie verbringbar ist, sowie mit einem Wechselschlitten (5) zusammenwirkt, der die ausgebauten Arbeitswalzen (3) trägt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manipulationsvorrichtung (2) heb- und senkbar (6) auslaufseitig des Walzgerüstes (7) - in Ruhestellung unterhalb der Rollgangsebene (8) - angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselschlitten (5) durch Querverschieben (9) aus einer Position seitlich des Rollganges (10) neben die aus der Ruhestellung unterhalb der Rollgangsebene (8) in die Arbeitsstellung neben der Planetenwalze (1) verfahrene Manipulationsvorrichtung (2) verschiebbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Manipulationsvorrichtung (2) an beidseitig des Rollganges (10) angeordneten Ständersäulen (11) heb- und senkbar geführt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit dem Drehantrieb (16) gekuppelter, aus dem Walzgerüst (7) seitlich ausgefahrener Planetenwalze (1) vorzugsweise zwei Manipulationsvorrichtungen (2a, 2b) in der ausgefahrenen Stellung parallel zu und beidseitig neben der Planetenwalze (1) angeordnet sind, welche mit parallel zu den Manipulationsvorrichtungen (2a, 2b) angeordneten Aufnahmen (17a, 17b) für die ausgebauten und einzubauenden Arbeitswalzen (3) zusammenwirken.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide übereinanderliegenden Planetenwalzen (1) gleichzeitig mittels einer Transportvorrichtung (14) horizontal aus dem Walzgerüst (7) ausfahrbar und einzeln per Kran (25) in eine vom Walzgerüst (7) unabhängige Drehvorrichtung (20) absetzbar sind, in der die Planetenwalze (1) in - der Anzahl der Arbeitswalzen (3) entsprechenden - Verdrehstellungen klemmbar ist, und daß die Manipulationsvorrichtung (Greifer 21) mit der jeweils ihr gegenüberliegenden Arbeitswalze (3) zusammenwirkt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Manipulationsvorrichtung ein Greifer (21) ist, mit dem die Arbeitswalze (3) automatisch aus der Planetenwalze (1) aushebbar und in diese einlegbar, sowie von und zu einem Lagerplatz (22) transportierbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerplatz (22) ein oder mehrere Paletten sind, die mit einem Bediengerät (23) zu einem Hochregallager (24) und zurücktransportierbar sind.






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