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Dokumentenidentifikation DE102006019514B3 27.09.2007
Titel Walzgerüst
Anmelder SMS Meer GmbH, 41069 Mönchengladbach, DE
Erfinder Heimann, Bernhard, Dr., 47447 Moers, DE
Vertreter Patentanwälte Valentin, Gihske, Grosse, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 27.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006019514
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse B21B 31/08(2006.01)A, F, I, 20060427, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21B 31/12(2006.01)A, L, I, 20060427, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst (1) mit mindestens einer sich bei bestimmungsgemäßer Benutzung auf einer Walzenwelle (2) befindlichen Walze (3), wobei die Walzenwelle (2) eine zentrische Bohrung der Walze (3) durchsetzt, wobei die Walzenwelle (2) in einem axialen Endbereich über eine Kupplung (4) mit einer Antriebswelle (5) lösbar verbunden ist und wobei dem Walzgerüst (1) eine Walzenwechselvorrichtung (6) zugeordnet ist. Um das Wechseln der Walze zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass die Walzenwechselvorrichtung (6) integrierter Bestandteil des Walzgerüsts (1) ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt ist es, beim Wechseln von Walzen in einem Walzgerüst wie folgt vorzugehen: Beim Walzenwechsel werden die Walzen zusammen mit angebauten Teilen, wie insbesondere der Walzenwelle und den Einbaustücken, aus der Formanlage ausgebaut, um dann außerhalb der Walzlinie die Walzen umzubauen bzw. auszutauschen.

Üblicherweise wird zum Walzenwechsel ein Einbaustück von der Walzenwelle demontiert, die Walze dann von der Walzenwelle abgezogen, eine andere Walze aufgezogen und die Lagereinheit wieder montiert. Zur Unterstützung des Wechselns der Walze werden oft Off-Line-Wechselvorrichtungen eingesetzt. Nach dem Austausch der Walze wird die gesamte Einheit dann wieder in die Formanlage montiert.

Das Wechseln der Walze in einem solchen Walzgerüst benötigt eine nicht unerhebliche Zeit, so dass so lange die Anlage nicht zur Verfügung steht. Dies bedeutet, dass ein entsprechender wirtschaftlicher Nachteil vorliegt. Das Wechseln erfordert darüber hinaus auch einen hohen Handlingaufwand.

Bei einem durch die DE 39 12 684 A1 bekannt gewordenen Walzgerüst der eingangs genannten Art ist der vordere Walzenständer auf einer Wechselplatte fest montiert. Nachdem die Walzenachsen aus den Lagerbuchsen des hinteren Walzenständers herausgelöst wurden, wird der vordere Walzenständer, auf dem sich noch die Walzenachsen und die Walzen befinden, mittels der verfahrbaren Wechselplatte herausgefahren und durch einen komplett vorbereiteten, anderen Walzenständer mit neuen Walzen ersetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst so weiterzubilden, dass das Wechseln der Walze mit geringerem Aufwand und damit auch schneller möglich wird. Die Ausfallzeiten des Gerüsts beim Walzenwechsel soll damit reduziert werden. Ferner soll der Handhabungsaufwand beim Walzenwechsel reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Walzgerüst mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst, demnach die Walzenwechselvorrichtung aufweist:

Mittel zum Absenken oder Anheben der Walze von ihrer Arbeitsposition in eine Walzenwechselposition;

einen Ziehwagen zum Bewegen eines auf diesem angeordneten Kupplungsteils in Längsrichtung der Walzenwelle und

in einem axialen Endbereich der Walzenwelle angeordnete Kupplungsmittel zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem auf dem Ziehwagen angeordneten Kupplungsteil.

Dabei ist weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass das auf dem Ziehwagen angeordnete Kupplungsteil als Blech mit einer schlitzförmigen oder U-förmigen Ausnehmung ausgebildet ist und dass die Kupplungsmittel als Welle mit ringförmiger Nut ausgebildet sind, wobei die lichte Weite der ringförmigen Nut im Nutgrund geringfügig kleiner ist als die Breite des Schlitzes oder der U-förmigen Ausnehmung im Kupplungsteil. Damit ist ein besonders einfaches und sicheres Einkuppeln der Walzenwelle am Ziehwagen möglich.

Die Walzenwechselvorrichtung kann weiterhin einen Kupplungshalter zum Aufsetzen der Kupplung aufweisen, so dass die Kupplung axial unverschieblich, vorzugsweise ortsfest, gehalten wird.

Die Walzenwechselvorrichtung kann weiterhin zwei in den axialen Endbereichen der Walze angeordnete Walzenablagen aufweisen. Diese sind mit Aufsetzflächen versehen, auf denen die Walze zwecks Abziehen der Walzenwelle aufgelegt werden kann. Die Walzenablagen können am Grundrahmen des Walzgerüsts ortsfest angeordnet sein.

Der Ziehwagen kann eine Aufnahme für eines der Einbaustücke der Walze aufweisen, um dieses bei der axialen Verschiebung des Ziehwagens mit zu bewegen.

Der Ziehwagen kann relativ zu dem Walzgerüst in horizontale Richtung mittels eines Bewegungselements verschiebbar sein. Als Bewegungselement wird zumeist ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System zum Einsatz kommen.

Der Ziehwagen kann auch eine Führung aufweisen, die eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Ziehwagen und einem der Einbaustücke der Walze herstellen kann. Die Führung weist bevorzugt eine sich vertikal erstreckende Anlagefläche für das Einbaustück auf. Durch die vertikale Führung ist das Einbaustück mit dem Ziehwagen horizontal beweglich verbunden, so dass das Einbaustück nur die Kippkräfte bzw. -momente der Walzenwelle aufnehmen muss, nicht aber die Abziehkräfte beim Ein- und Ausschieben der Walzenwelle.

Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung eines Walzgerüsts ist es möglich, den Walzenwechsel direkt in der Formanlage, d. h. in der Walzlinie vorzunehmen, wobei die integrierte Walzenwechselvorrichtung nur die Walzenwellen aus den Walzen herauszieht, so daß die Walzen dann freiliegen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigen:

1 schematisch ein Walzgerüst für das Rohrwalzen, in Walzrichtung betrachtet;

2a in vergrößerter Darstellung die Walzenwechselvorrichtung in eingefahrenem Zustand;

2b die Darstellung gemäß 2a in ausgefahrenem Zustand der Walzenwechselvorrichtung;

3 in weiter vergrößerter Darstellung die Walze, die Walzenwelle und die Walzenwechselvorrichtung in der Position gemäß 2a;

4a die Seitenansicht des Walzgerüsts vor dem Herausheben der zu wechselnden Walze; und

4b die Darstellung gemäß 4a nach dem Herausheben der Walze.

In 1 ist ein Walzgerüst 1 zu sehen, in dem mehrere Walzen ein nicht dargestelltes Blech zu einem rohrförmigen Körper walzen, der anschließend zu einem Rohr verschweißt wird. Insbesondere ist eine Unterwalze 3 zu erkennen sowie Seitenwalzenbalken 20 und 21. Die hier näher betrachtete Walze 3 ist auf einer Walzenwelle 2 gelagert, die eine zentrische Bohrung in der Walze 3 durchsetzt.

Der Antrieb der Walze 3 erfolgt über eine Antriebswelle 5, die als Gelenkwelle ausgebildet ist und über eine Kupplung 4 mit der Walzenwelle 2 verbunden ist.

Zum Wechseln der Walze 3 ist eine Walzenwechselvorrichtung 6 vorhanden, die nachfolgend näher erläutert ist. Wesentlich ist, dass die Walzenwechselvorrichtung 6 in das Walzgerüst 1 integriert ist.

Wie es in der Zusammenschau mit den weiteren Figuren am besten ersichtlich ist, weist die Walzenwechselvorrichtung 6 einen Ziehwagen 9 auf, der horizontal und in Richtung der Achse der Walze 3 bzw. der Walzenwelle 2 beweglich ist. Hierfür ist ein Bewegungselement 17 vorhanden, das als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Wie es aus der Zusammenschau der 2a und 2b hervorgeht, kann der Ziehwagen 9 aus einer eingefahrenen Stellung (2a) in eine ausgefahrene Stellung (2b) und zurück verfahren werden.

Die Walze 3 samt Walzenwelle 2 befinden sich zunächst – beim Walzen – in einer nicht dargestellten Arbeitsposition, in der sie durch zwei Unterwalzen-Anstellungen 7 und 8 gehalten werden. Die Unterwalzen-Anstellungen 7 und 8 können gleichzeitig als Mittel dienen, mit denen die Walze 3 zum Walzenwechsel abgesenkt oder angehoben werden kann. In den 2 und 3 befindet sich die Walze 3 samt Walzenwelle 2 in einer abgesenkten Position, die zum Walzenwechsel angefahren wird. Die Walze 3 wird dabei auf zwei Walzenablagen 13 und 14 aufgelegt, die sie in einer Walzenwechselposition halten.

Zum Walzenwechsel wird die Walze 3 also in eine Wechselposition gefahren, die nicht die Arbeitsposition ist. Der Walzeneinbau ist in der Arbeitsposition axial fixiert, z. B. mittels eines Bajonetts, und wird in der Wechselposition freigegeben, d. h. die Bajonettverriegelung wird gelöst. Im Ausführungsbeispiel wird die Walze zum Wechsel nach unten gefahren.

Auf der linken Seite in 3 ist ein Kupplungsmittel 11 zu sehen, das mit der Walzenwelle 2 fest verbunden ist. Das Kupplungsmittel 11 ist als wellenförmiger Fortsatz ausgebildet, das in einem linken axialen Endbereich eine ringnutförmige Eindrehung 24 aufweist (s. 3). Auf dem Ziehwagen 9 ist ein Kupplungsteil 10 angeordnet, das vorliegend als auf dem Ziehwagen 9 festgeschweißtes Blech ausgeführt ist. In das Blech ist ein Schlitz bzw. eine – von der Seite aus betrachtet – U-förmige Ausnehmung eingearbeitet. Die lichte Weite des Schlitzes bzw. der U-förmigen Ausnehmung ist nur geringfügig größer als die lichte Weite der Ringnut 24.

Das hat zur Folge, dass beim Absenken der Walze 3 samt Walzenwelle 2 und Kupplungsmittel 11 das als Kupplungsbolzen fungierende Kupplungsmittel 11 mit der Ringnut 24 in den Schlitz bzw. in die U-förmige Ausnehmung im Kupplungsteil 10 eingefädelt wird. Damit ist das Kupplungsmittel 11 und damit die Walzenwelle 2 in Richtung der Achse der Walzenwelle 2 unverschieblich mit dem Ziehwagen 9 verbunden.

Gleichzeitig mit dem Absenken der Walzenwelle 2 wird die Walzenwellenkupplung 4 auf einem Kupplungshalter 12 abgelegt, der auf dem Grundrahmen 15 des Walzgerüsts 1 fixiert ist. Wie bereits erwähnt, wird die Walze 3 dabei auf den Walzenablagen 13 und 14 aufgelegt. Das linke Einbaustück 16 der Walze 3 ist mit dem Ziehwagen über eine sich vertikal erstreckende Führung 18 verbunden, um die Walzenwelle 2 in horizontaler Position zu halten. Die Führung 18 besitzt gegenüber dem Kupplungsteil 10 einen axialen Freiheitsgrad. Dieser gewährleistet, daß die Ziehkraft direkt auf die Walzenwelle 2 und nicht über das Einbaustück 16 bzw. die Lager übertragen wird. Durch die vertikale Führung 18 ist das Einbaustück 16 mit dem Ziehwagen horizontal beweglich verbunden, so dass es nur die Kippkräfte aufgrund des Eigengewichts der Walzenwelle 2 aufnehmen muss, nicht aber die Abziehkräfte beim Ein- und Ausschieben der Walzenwelle 2, wie nachfolgend erläutert.

Da die Kupplung 4 in Richtung der Achse der Walzenwelle 2 unverschieblich auf dem Kupplungshalter 12 angeordnet ist, kann die Walzenwelle 2 bei der Betätigung des Bewegungselements 17 in axiale Richtung aus der Bohrung in der Walze 3 abgezogen werden. Es erfolgt also eine Bewegung von der in 2a in die in 2b dargestellten Position. Die Walze 3 wird dadurch freigelegt, so dass sie ausgetauscht werden kann. Das rechte Einbaustück 19 verbleibt dabei in der dargestellten Position, s. 2b und 3. Das linke Einbaustück 16 und die Walzenwelle 2 bleiben dabei eine Einheit.

Aus 4a und 4b wird ersichtlich, wie nach dem Herausziehen der Walzenwelle 2 aus der Walze 3 die Walze 3 gewechselt werden kann. Ein Kran 23 trägt eine Walzentransport- und Einfuhrvorrichtung 22, die mittels eines Untergriffs 25 die Walze 3 untergreifen und anheben kann. Die Walze 3 wird so aus dem Walzgerüst 1 herausgehoben und eine andere Walze in das Gerüst eingesetzt und auf den Walzenablagen 13 und 14 abgesetzt.

Das Fixieren der Walze im Walzgerüst erfolgt in entsprechend umgekehrter Reihenfolge wie bei der Demontage, d. h. zunächst wird die Walzenwelle 2 durch die Bohrung in der Walze 3 und in das Einbaustück 19 eingeschoben. Mittels der Walzenanstellungen 7, 8 kann die Walze 3 dann unmittelbar in die Arbeitsposition gefahren werden.

Die Walzenwechselvorrichtung ist also so konzipiert, dass die Abziehkräfte beim Herausziehen der Walzenwelle 2 über die Kupplungsmittel 11 (Kuppelbolzen) direkt auf die Walzenwelle 2 wirken. Dies hat den Vorteil, dass die Wälzlager in den Einbaustücken 16, 19 beim Walzenwechsel nicht belastet werden und somit keinen Schaden nehmen können.

1
Walzgerüst
2
Walzenwelle
3
Walze (Unterwalze)
4
Kupplung
5
Antriebswelle
6
Walzenwechselvorrichtung
7
Mittel zum Absenken oder Anheben der Walze (Unterwalzen-Anstellung)
8
Mittel zum Absenken oder Anheben der Walze (Unterwalzen-Anstellung)
9
Ziehwagen
10
Kupplungsteil
11
Kupplungsmittel
12
Kupplungshalter
13
Walzenablage
14
Walzenablage
15
Grundrahmen
16
Einbaustück
17
Bewegungselement
18
Führung
19
Einbaustück
20
Seitenwalzenbalken
21
Seitenwalzenbalken
22
Walzentransport- und Einführvorrichtung
23
Kran
24
Ringnut
25
Untergriff


Anspruch[de]
Walzgerüst (1) mit mindestens einer sich bei bestimmungsgemäßer Benutzung auf einer Walzenwelle (2) befindlichen Walze (3), wobei die Walzenwelle (2) eine zentrische Bohrung der Walze (3) durchsetzt, wobei die Walzenwelle (2) in einem axialen Endbereich über eine Kupplung (4) mit einer Antriebswelle (5) lösbar verbunden ist und dem Walzgerüst (1) eine Walzenwechselvorrichtung (6) zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Walzenwechselvorrichtung (6) aufweist:

Mittel (7, 8) zum Absenken oder Anheben der Walze (3) von ihrer Arbeitsposition in eine Walzenwechselposition;

einen Ziehwagen (9) zum Bewegen eines auf diesem angeordneten Kupplungsteils (10) in Längsrichtung der Walzenwelle (2) und

in einem axialen Endbereich der Walzenwelle (2) angeordnete Kupplungsmittel (11) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem auf dem Ziehwagen (9) angeordneten Kupplungsteil (10).
Walzgerüst nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass das auf dem Ziehwagen (9) angeordnete Kupplungsteil (10) als Blech mit einer schlitzförmigen oder U-förmigen Ausnehmung ausgebildet ist und

dass die Kupplungsmittel (11) als Welle mit ringförmiger Nut (24) ausgebildet sind, wobei die lichte Weite der ringförmigen Nut (24) im Nutgrund geringfügig kleiner ist als die Breite des Schlitzes oder der U-förmigen Ausnehmung im Kupplungsteil (10).
Walzgerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwechselvorrichtung (6) einen Kupplungshalter (12) zum Aufsetzen der Kupplung (4) aufweist, so dass die Kupplung (4) axial unverschieblich, oder ortsfest gehalten wird. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenwechselvorrichtung (6) weiterhin zwei in den axialen Endbereichen der Walze (3) angeordnete Walzenablagen (13, 14) aufweist. Walzgerüst nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenablagen (13, 14) am Grundrahmen (15) des Walzgerüsts (1) ortsfest angeordnet sind. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehwagen (9) eine Aufnahme für eines der Einbaustücke (16) der Walze (3) aufweist, um dieses bei der axialen Verschiebung des Ziehwagens (9) mit zu bewegen. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehwagen (9) relativ zu dem Walzgerüst (1) in horizontale Richtung mittels eines Bewegungselements (17) verschiebbar ist. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehwagen (9) mindestens eine Führung (18) aufweist, die eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Ziehwagen (9) und einem der Einbaustücke (16) der Walze (3) herstellen kann. Walzgerüst nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (18) eine sich vertikal erstreckende Anlagefläche für das Einbaustück (16) aufweist.






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