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Dokumentenidentifikation DE69411580T2 04.03.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0725690
Titel WALZENPAAR-ANTRIEBSANORDNUNG
Anmelder Morgardshammar AB, Smedjebacken, SE
Erfinder GRANHOLM, Börje, S-777 33 Smedjebacken, SE;
LEKSEN, Folke, S-777 50 Smedjebacken, SE;
DANIELSSON, Lennart, S-777 32 Smedjebacken, SE;
TINGVALL, Lars, S-777 33 Smedjebacken, SE
Vertreter Schroeter Fleuchaus Lehmann & Gallo, 81479 München
DE-Aktenzeichen 69411580
Vertragsstaaten AT, BE, DE, DK, ES, FR, GB, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 14.03.1994
EP-Aktenzeichen 949106249
WO-Anmeldetag 14.03.1994
PCT-Aktenzeichen SE9400215
WO-Veröffentlichungsnummer 9421399
WO-Veröffentlichungsdatum 29.09.1994
EP-Offenlegungsdatum 14.08.1996
EP date of grant 08.07.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.03.1999
IPC-Hauptklasse B21B 35/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für Walzenpaare, mit welcher die Wellen der Walzen synchron angetrieben werden.

Heutige Walzenpaareinheiten, die in einer Walzstraße eines Walzwerks enthalten sind, bestehen aus mehreren Teilen, die mit einer abstützenden Grundstruktur verbunden und gegenseitig miteinander mit Hilfe von Kupplungseinrichtungen gekoppelt sind, um eine funktionale Einheit zu bilden, wobei die Kupplungseinrichtungen manchmal die Form von Schnellbefestigungsmitteln haben, die es ermöglichen, Komponenten schnell voneinander zu trennen, um den Austausch von Walzwerkskomponenten und die Wartung zu erleichtern. Der Nachteil bei dieser Anordnung besteht in der Anzahl von Arbeitsvorgängen, die ausgeführt werden müssen, wenn eine Komponente ausgewechselt wird, z. B. wenn die Walzen ausgewechselt werden. Ein anderer Nachteil besteht in der Arbeitsmenge, die beim Installieren und Trimmen einer solchen Walzenpaareinheit erforderlich ist, damit diese in die Walzstraße integriert werden kann. Diese Nachteile ergeben sich unter anderem durch die Tatsache, daß die Antriebsanordnung für die Walzenpaare oft schwer und voluminös ist und aus vielen Komponenten besteht. Einige dieser Komponenten sind unterschiedlich, wenn die Walzenpaareinheit mit den Walzenpaarwellen in einer waagerechten Position anstelle einer lotrechten Position angetrieben werden soll. Wenn von einem Walzprodukt auf ein anderes Walzprodukt umgeschaltet wird, ist es ferner oft ausreichend, eine Walzenpaareinheit, die mit waagerechten Walzen in einer Walzstraße angeordnet ist, durch eine ähnliche Walzenpaareinheit zu ersetzen, die mit lotrechten Walzen ausgestattet ist, und umgekehrt. Es besteht daher ein Bedarf, die Walzenpaareinheiten so zu konstruieren, daß die Walzen sowohl waagerecht als auch lotrecht angeordnet werden können, ohne daß es nötig ist, die Antriebsanordnung zu verändern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor genannten Nachteile zu beseitigen und die zuvor genannten Anforderungen zu befriedigen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einer Antriebsanordnung der Art, wie sie einleitend definiert ist, wobei diese einen Wechselstrommotor und einen Planetengetriebe- Mechanismus aufweist, und wobei der Wechselstrommotor an einer Seite des Planetengetriebe-Mechanismus und in bezug auf das Walzenpaar an der gleichen Seite einer Ebene angeordnet ist, die sich durch die Enden der Ausgangswelle des Wechselstrommotors und der Eingangswelle des Planetengetriebe-Mechanismus erstreckt, wie der Planetengetriebe- Mechanismus. Diese Konstruktion bietet eine leichtere und kompaktere Antriebsanordnung als Antriebsanordnungen, die gemäß der bekannten Techniken konstruiert sind, und sie ermöglicht es, die Antriebsanordnung als eine einzige handhabbare Einheit zu konstruieren, die sowohl waagerecht als auch lotrecht angeordnet werden kann, ohne Änderungen zu benötigen.

EP-A1-0 287 674 zeigt eine Antriebsanordnung für Walzenpaare, die einen elektrischen Motor und einen Planetengetriebe-Mechanismus aufweist, und US-A-4 882 923 zeigt, daß eine Antriebsanordnung für ein Walzenpaar mit synchron angetriebenen Wellen einen Wechselstrommotor aufweisen kann. Jedoch zeigt oder suggeriert keines dieser Dokumente die Anordnung der Komponenten in der Antriebsanordnung in der oben definierten Weise.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Ausgangswelle des Wechselstrommotors und die Eingangswelle des Planetengetriebe-Mechanismus gegenseitig unter Vermittlung einer Transmission verbunden, vorzugsweise in der Form eines Zwischengetriebes. Die Antriebsanordnung weist auch ein Kammwalzgerüst auf und ist so konstruiert, daß sie eine einzige Anordnungseinheit bildet, die die Walzeinheit trägt, die das Walzenpaar aufweist.

Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und auch unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Walzenpaareinheit, die mit einer Antriebsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist;

Fig. 2 zeigt die Walzenpaareinheit von Fig. 1 von oben;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Walzenpaareinheit mit der Einheit in einem auseinandergezogenen Zustand;

Fig. 4 und 5 sind lotrechte und waagerechte Schnittansichten einer Walzenpaareinheit gemäß Fig. 1, bei der die Walzen waagerecht angeordnet sind;

Fig. 6 ist eine lotrechte Schnittansicht einer Walzenpaareinheit gemäß Fig. 1, wobei die Walzen lotrecht angeordnet sind; und

Fig. 7 und 8 sind Schnittansichten einer verstellbaren abgestützten Walzenpaareinheit gemäß Fig. 1 mit den Walzen in einer waagerechten und einer lotrechten Stellung.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel einer Walzenpaareinheit weist eine Walzeinheit 1, eine Kassette 2, ein Kammwalzgerüst 3 und eine Antriebseinheit 4 auf. Die Walzeinheit 1 ist durch die Kassette 2 getragen, die ihrerseits durch das Gehäuse 5 des Kammwalzgerüsts getragen ist wie auch die Antriebseinheit 4. Zwei Spindeln 6, 7 sind drehbar in dem Gehäuse des Kammwalzgerüsts gelagert und sind in Antriebsverbindung mit den Walzen 9, 10 unter Vermittlung eines Kupplungshalters 8, der an dem Gehäuse angebracht ist. Das Gehäuse des Kammwalzgerüsts trägt auch einen Walzenhebe-Mechanismus 11. Somit hat die Antriebsanordnung, die die Antriebseinheit 4 und das Kammwalzgerüst 3 aufweist, die Form einer einzigen Anordnungseinheit, die auch die Kassette 2 trägt, die die Walzeinheit abstützt.

Die Antriebseinheit 4 weist einen Wechselstrommotor 12 und einen Planetengetriebe-Mechanismus 13 auf, wobei der Motor und der Getriebemechanismus benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die Ausgangswelle des Wechselstrommotors in der gleichen Ebene wie die Eingangswelle des Planetengetriebe-Mechanismus angeordnet ist. Diese Wellen erstrecken sich parallel zueinander und sind gegenseitig verbunden mittels eines Zwischengetriebes 14. Der Planetengetriebe-Mechanismus und der Wechselstrommotor sind beide an derjenigen Seite des Zwischengetriebes angeordnet, die zu dem Gehäuse des Kammwalzgerüsts weist oder benachbart liegt.

Durch Verwendung eines Planetengetriebe-Mechanismus und durch Anordnung dieses Mechanismus und des Wechselstrommotors benachbart zueinander erhält man eine Walzenpaareinheit, die nur einen geringen Raumbetrag seitlich in bezug auf die Walzstraße belegt, während der Schwerpunkt der Gesamtanordnung der Walzenpaareinheit in dem zentralen Bereich des Gehäuses 5 des Kammwalzgerüsts liegt, was unter dem Gesichtspunkt des Anbringens oder der Befestigung vorteilhaft ist. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels ist der Wechselstrommotor 12 an einer Seite des Planetengetriebe-Mechanismus 13 angeordnet, obwohl die Konstruktion, die ein Zwischengetriebe 14 aufweist, das den Wechselstrommotor und den Planetengetriebe-Mechanismus miteinander verbindet, es ermöglicht, den Wechselstrommotor irgendwo um den Umfang des Planetengetriebes herum anzuordnen, z. B. oberhalb des Planetengetriebes. Der Wechselstrommotor ist an dem Gehäuse des Zwischengetriebes angebracht, und das Zwischengetriebe ist seinerseits an dem Gehäuse des Planetengetriebes angebracht, das an dem Gehäuse des Kammwalzgerüsts angebracht ist. Jedoch kann wegen seiner Stellung an einer Seite des Planetengetriebe-Mechanismus der Wechselstrommotor alternativ direkt von dem Gehäuse des Kammwalzgerüsts getragen werden, wenn dies wünschenswert gefunden wird.

Der Wechselstrommotor kann ein konventioneller Motor mit einer Leistungsabgabe von 300 bis 800 kW und einer Drehzahl von 1000 bis 3600 U/min sein. Ein solcher Motor wiegt etwa 2 Tonnen und hat eine Länge von etwa 1,5 m und einen Durchmesser von 0,8 m. Das Planetengetriebe und das Zwischengetriebe haben zusammen ein Übersetzungsverhältnis von zwischen 85:1 und 8:1, ein Gewicht von 3,5 Tonnen, einen größten Durchmesser von etwa 1 m und eine Länge von etwa 1,7 m. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist somit kompakt und handhabbar im Vergleich zu früheren bekannten Antriebsanordnungen für Walzenpaare.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Walzenpaareinheit befestigt an einer abstützenden Grundstruktur 15 mit den Walzen in einer waagerechten Stellung. In diesem Fall ist die Walzenpaareinheit verschiebbar an dem Stützgestell unter Vermittlung von nach außen vorragenden Führungsflanschen 16 montiert, die jeweils an einer entsprechenden Seite des Gehäuses des Kammwalzgerüsts angebracht sind und sich seitlich zu der Längsachse der Walzenpaareinheit erstrecken, wobei die Führungsflansche 16 mit entsprechenden Führungen 17 an dem Stützgestell zusammenwirken. An der unteren Oberfläche des Gehäuses des Kammwalzgerüsts unterhalb des Schwerpunkts der Walzenpaareinheit befindet sich ein Befestigungsflansch 18, an dem ein Ende einer Stange 19 oder dergleichen befestigt ist, die einen Teil eines Verschiebemechanismus 20 bildet, der an dem Stützgestell angebracht ist.

Der Verschiebemechanismus 20 ist vorzugsweise ein Mechanismus vom Zahnstangen- und Ritzel-Typ oder vom Schrauben-Mutter-Typ, obwohl andere Arten von Verschiebemechanismen denkbar sind, wie beispielsweise hydraulische Mechanismen vom Kolben-Zylinder- Typ. Diese Anordnung ermöglicht es den Walzen 9, 10, seitlich in bezug auf die Walzstraße verschoben zu werden, indem die ganze Walzenpaareinheit mittels des Verschiebemechanismus verschoben wird.

Die Walzenpaareinheit weist auch einen Komponenten-Befestigungsmechanismus 21 auf, der an dem Gehäuse 5 des Kammwalzgerüsts angebracht ist und der so funktioniert, daß er die Kassette 2 an diesem Gehäuse befestigt, wobei dieser Mechanismus z. B. ein Mechanismus vom Exzentertyp ist, bei dem die Verdrehung eines zylindrischen Glieds eine Oberfläche, die in bezug auf das Drehzentrum exzentrisch ist, in Anlage mit einer komplementären Oberfläche an der Kassette bringt und damit die Kassette kraftvoll gegen eine Anlagefläche an dem Gehäuse des Kammwalzgerüsts drückt. Natürlich können andere als ein Exzentermechanismus für die Komponenten-Befestigungsmechanismen verwendet werden.

Um einen Austausch der Walzen zu ermöglichen, wird die Kassette 2 mit einer Abzugsvorrichtung 22 bekannter Konstruktion verbunden, wenn sie außer Eingriff mit dem Gehäuse 5 des Kammwalzgeriists angeordnet ist, d. h. wenn die Kassette nicht durch die exzentrische Oberfläche des Komponenten-Befestigungsmechanismus 21 ergriffen ist. Die Kassette und damit auch die durch die Kassette getragene Walzeinheit können nach links in den Fig. 4 und 5 mittels der Abzugsvorrichtung 22 bewegt werden, bis die ganze Kassette auf einem Schlitten 23 ruht. Die Walzeinheit 1 kann von der Kassette mit Hilfe eines über Kopf laufenden Krans oder dergleichen angehoben und durch eine neue Walzeinheit ersetzt werden, oder alternativ kann der die Kassette und die Walzeinheit abstützende Schlitten seitlich nach einer Seite in bezug auf die Längsachse der Walzenpaareinheit bewegt und durch einen neuen Schlitten ersetzt werden, der eine Ersatzkassette trägt.

Fig. 6 veranschaulicht eine Walzenpaareinheit gemäß den Fig. 1 bis 3, die an einer abstützenden Grundstruktur 15 angebracht ist, wobei sich die Walzen lotrecht erstrecken. In diesem Fall wird die Walzenpaareinheit durch eine lotrechte Rahmenstruktur 24 getragen, die fest an der abstützenden Grundstruktur 15 angebracht ist, wobei diese Grundstruktur identisch zu der in den Fig. 4 und 5 veranschaulichten Grundstruktur ist. Die Rahmenstruktur 24 trägt die Stange 19, die mit dem Befestigungsflansch 18 an dem Gehäuse 5 des Kammwalzgerüsts zusammenwirkt und die mittels des Verschiebemechanismus 20 in der bezug auf Fig. 4 und 5 beschriebenen Weise bewegt werden kann. Die Rahmenstruktur 24 ist auch mit Führungen 17 versehen, längs welcher das Gehäuse des Kammwalzgerüsts gleiten kann. Ähnlich der in den Fig. 4 und 5 veranschaulichten abstützenden Grundstruktur weist die Stützstruktur 15 des Ausführungsbeispiels von Fig. 6 eine Kassetten-Abzugsvorrichtung 22 und einen Schlitten 23 zum Erleichtern des Walzenaustauschs auf.

Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen eine Variante der Erfindung, bei der die Walzenpaareinheit durch eine Rahmenstruktur 25 getragen ist, die schwenkbar an einer abstützenden Grundstruktur 26 angebracht ist für eine schwenkbare Bewegung zwischen einer ersten Stellung, in der die Wellen der Walzen 9, 10 einer durch die Grundstruktur getragenen Walzenpaareinheit sich waagerecht erstrecken, und einer zweiten Stellung, in der die Wellen der Walzen 9, 10 sich lotrecht erstrecken.

Die Rahmenstruktur 25 ist schwenkbar an der abstützenden Grundstruktur 26 mittels zweier Wellenenden gelagert, die fest mit der Rahmenstruktur verbunden sind und entgegengesetzt zueinander an entgegengesetzten Seiten der Rahmenstruktur nach außen vorragen und von denen sich jede durch einen entsprechenden Lagerkasten hindurch erstreckt. Ein Hebelarm ist an wenigstens einem der Wellenenden befestigt, die von entsprechenden Lagerkästen nach außen vorragen, und eine geeignete Hebe- oder Stößeleinrichtung, z. B. eine hydraulische Kolben-Zylinder-Vorrichtung, ist schwenkbar an dem freien Ende des wenigstens einen Wellenendes angebracht. Das andere Ende dieser Hebe- oder Stößel-Vorrichtung ist schwenkbar an der abstützenden Grundstruktur 26 angebracht.

Beim Verschwenken der Rahmenstruktur 25 aus der in Fig. 7 veranschaulichten Stellung, in der die Walzenwellen sich waagerecht erstrecken, in die in Fig. 8 gezeigte Stellung, in der die Walzenwellen sich lotrecht erstrecken, wird die Walzenpaareinheit vorteilhafterweise mittels des Verschiebemechanismus 19, 20 nach rechts gemäß Fig. 7 mit der Geschwindigkeit bewegt, mit der die Rahmenstruktur mittels der Hebe- oder Stößel-Vorrichtung nach oben verschwenkt wird. Auf diese Weise liegt beim Einstellen der Walzenpaareinheit und der Rahmenstruktur der Schwerpunkt während der gesamten Schwenkbewegung dicht bei der Schwenkachse, was unter einem Belastungsaspekt günstig ist.

Wie schematisch durch den Schmiermittelbehälter 27 in den Fig. 4 bis 8 angedeutet ist, weisen die abstützenden Grundstrukturen 15 und 26 jeweils ein Schmiersystem auf, das so funktioniert, daß die rotierenden Teile der Walzenpaareinheit geschmiert und gekühlt werden. Der Schmiermittelbehälter 27 hat eine relativ große volumetrische Kapazität in der Größen ordnung von 500 l, so daß eine Entgasung und ein Kühlen des rezyklierten Schmiermittels (Öl) möglich ist. Obwohl die Schmiermittelbehälter 27 in den Figuren so gezeigt sind, daß sie durch die abstützende Grundstruktur getragen sind, ist zu verstehen, daß diese Behälter zusammen mit anderen Komponenten des Schmiersystems, wie beispielsweise Pumpen, Kupplungen und Leitungen, durch das Gehäuse des Kammwalzgerüsts getragen werden können.

Weil verbleibende Komponenten der Walzenpaareinheit durch das Gehäuse des Kammwalzgerüsts getragen werden, kann die Walzenpaareinheit vom Hersteller zusammengebaut und dann in Form einer Einheit in die Walzwerksstraße eingepaßt werden. Dies ermöglicht es, die Walzenpaareinheiten, die einen Teil einer Walzwerksstraße bilden, sehr schnell einzupassen oder zu montieren. Das das Gehäuse des Kammwalzgerüsts auf eine sehr einfache Weise an der abstützenden Grundstruktur befestigt ist, kann die Aufgabe des Befestigens des Gehäuses des Kammwalzgerüsts an der Grundstruktur sehr schnell ohne Zuhilfenahme von qualifiziertem Personal erfüllt werden. Ferner können die Walzenpaareinheiten mit sich waagerecht oder lotrecht erstreckenden Walzen ohne Veränderung verwendet werden, was natürlich die Notwendigkeit von Ersatzwalzenpaaren vermindert, da nur eine Art von Einheit auf Lager gehalten werden muß. Selbst wenn nicht eine Walzenpaareinheit verwendet wird, die veränderbar an einer abstützenden Grundstruktur abgestützt ist, kann die Konstruktion einer neuen Walzwerksstraße für ein neues Produkt in vielen Fällen vereinfacht werden durch Verwendung der gleichen Walzenpaareinheit wie diejenige, die in der alten Walzwerksstraße verwendet wurde, wobei sich die Walzenwellen in einer anderen Richtung erstrecken. Da die Walzenpaareinheit in ihrer Gesamtheit gemäß der vorliegenden Erfindung angehoben werden kann, kann eine Veränderung in der Richtung, in der sich die Walzenwellen erstrecken, leicht erreicht werden. Ferner hat die Erfindung eine Verminderung der Anzahl der Komponenten in der Antriebsanordnung der Walzenpaareinheit zur Folge im Vergleich zu bekannten Walzenpaareinheiten, was bedeutet, daß die Anzahl von beweglichen Teilen, die vorhanden sein und gewartet werden müssen, geringer ist als im Fall der früher bekannten Technik.

Da die erfindungsgemäße Antriebsanordnung aufgrund der Positionierung des Wechselstrommotors und der Verwendung eines Planetengetriebes sehr kurz ist, nimmt eine Walzstraße, die Walzenpaareinheiten umfaßt, die solche Antriebsanordnungen aufweisen, nur einen kleinen Raum im Vergleich zu einer Walzstraße ein, die Walzenpaareinheiten aufweist, die herkömmliche Antriebsanordnungen umfassen, wodurch eine Verminderung in den Höhen- und Breiten-Abmessungen des Walzwerks ermöglicht ist.

Es ist zu verstehen, daß die beschriebene Antriebsanordnung auf vielerlei verschiedene Weise innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die zugehörigen Ansprüche definiert ist, modifiziert werden kann. Z.B. kann zusätzlich zur Übertragung des Motorantriebsdrehmoments auf das Planetengetriebe das Zwischengetriebe auch eine Untersetzungsfunktion oder sogar eine Übersetzungsfunktion haben, so daß zusammen mit dem Planetengetriebe ein Reduktionsgetriebe für die Walzenpaareinheit gebildet ist. Es ist auch möglich, einen bestimmten Grad von Standardisierung zu erreichen, indem ähnliche Planetengetriebe an verschiedenen Stellen in der Walzwerksstraße verwendet werden, aufgrund der Tatsache, daß die notwendigen Unterschiede in den Übersetzungsverhältnissen mit der Hilfe unterschiedlicher Getriebe erzielt werden können. Die Erfindung ist daher nur durch den Inhalt der nachfolgenden Patentansprüche begrenzt.


Anspruch[de]

1. Antriebsanordnung für Walzenpaare, die synchron angetriebene Wellen haben, wobei die Anordnung einen Wechselstrommotor (12) und einen Planetengetriebe-Mechanismus (13) aufweist und der Wechselstrommotor (12) an einer Seite des Planetengetriebe-Mechanismus (13) und in bezug auf das Walzenpaar (9, 10) an der gleichen Seite einer Ebene angeordnet ist, die sich durch die Enden der Ausgangswelle des Wechselstrommotors und der Eingangswelle des Planetengetriebe-Mechanismus erstreckt, wie der Planetengetriebe-Mechanismus.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, bei dem die Ausgangswelle des Wechselstrommotors (12) und die Eingangswelle des Planetengetriebe-Mechanismus (13) gegenseitig unter Vermittlung einer Transmission (14) verbunden sind.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Transmission (14) ein Zwischengetriebe ist.

4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Anordnung auch ein Kammwalzgerüst (3) aufweist und so konstruiert ist, daß sie eine einzige Anordnungseinheit bildet, die die Walzeinheit (1) trägt, die das Walzenpaar (9, 10) aufweist.







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