DE69003473T2 - Walzgerüst mit leicht wechselbaren Walzgesenken. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Präzisionspilgerwalzwerke von der Art, welche aus hohlen metallischen Werkstücken Rohre herstellen.
• Ein Pilgerwalzwerk dieser Art ist beispielsweise in den US-Patenten von Kondoh, US-A- 4,562,713 und von Duerring, US-A-4,930,328 offenbart. Derartige Walzwerke weisen typischerweise ein bewegbares Walzgerüst auf, das entlang des hohlen Werkstückes hin- und herbewegt wird. Das Walzgerüst weist ein Paar von mit Nuten versehenen Walzgesenken bzw. Walzmatrizen oder Walzstempeln auf, die einen Walzenspalt definieren, durch welchen das Werkstück hindurchgeführt wird, so daß es in radialer Richtung zusammengepreßt wird. Ein Dorn ist in dem Werkstück angeordnet, um das Innere des Werkstückes in radialer Richtung abzustützen. Das Werkstück wird zunehmend vorbewegt und gedreht, während das Walzgerüst daran entlang hin- und herbewegt wird.
• Die Nuten der Walzgesenke sind von zunehmend schmalerer Breite in Umfangsrichtung. Damit wird durch das Drehen der Walzgesenke das Werkstück einem immer mehr zunehmenden radialen Druck ausgesetzt, wodurch der Durchmesser des Werkstückes immer mehr reduziert wird.
• In der Praxis ist es, wenn ein Walzvorgang beendet ist, gelegentlich notwendig, die Walzgesenke zu ersetzen, beispielsweise nachdem sie verschlissen sind oder durch Walzgesenke ersetzt werden sollen, die anders bemessene Nuten haben. Bisher hat der Vorgang des Walzgesenkaustausches eine beträchtliche Zeit erfordert und war mit Schwierigkeiten verbunden. Beispielsweise muß in erheblichem Umfang eine Demontage von Teilen durchgeführt werden, während das Walzgerüst in der Anlage bzw. in dem Walzwerk verbleibt, eine Praxis, welche zu einer erheblichen Totzeit bzw. Stillstandszeit der Maschine führen kann. Es ist bekannt, das Walzgerüst von dem Walzwerk zu entfernen, jedoch erfordert dies die Bereitstellung eines Laufkranes oder dergleichen, was aufwendig und teuer ist. Auch werden konventionelle Walzgesenke auf parallelen Stahlwellen montiert, die ihrerseits in Lagern innerhalb des Walzgerüstes montiert sind. Stirnräder sind koaxial an den Wellen auf einer Seite des Walzgerüstes angebracht, so daß sie in Kämmeingriff miteinander stehen, und eine Kammwalze ist koaxial auf einer der Wellen an einer gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes angebracht. Die Kammwalze kämmt mit einem gezahnten Gestell, wodurch eine Relativbewegung zwischen dem Gestell und der Kammwalze die Drehung der letzteren bewirkt. Das Stirnrad, das koaxial an der Kammwalze bzw. der Welle befestigt ist, wird damit gedreht und bewirkt daß das andere Stirnrad sich ebenfalls dreht. Dementsprechend werden die Wellen und Walzgesenke gemeinsam miteinander gedreht. Es versteht sich, daß der Austausch der Walzgesenke das Erfordernis beinhaltet, daß die Stirnräder entfernt werden müssen, und damit die Stillstandszeit der Anlage verlängert wird.
• Als eine alternatlve Anordnung können die Stirnräder eliminiert werden und stattdessen können zwei Kammwalzen auf gegenüberliegenden Seiten des Walzgerüstes angeordnet werden und zwar so, daß sie mit entsprechenden Gestellen bzw. Zahnstangen kämmen. Eine solche Anordnung bringt jedoch noch mehr Schwierigkeiten beim Entfernen der Walzgesenke mit sich, da immer ein Gestell im Weg ist.
• Weiterhin werden die Walzgesenke typischerweise auf die Wellen durch einen Heiß- Aufschrumpfungsvorgang montiert. Um also die Walzgesenke zu ersetzen, ist es notwendig gewesen, die Einheiten aus Walzgesenk/Welle an eine Wärmebehandlungseinrichtung zu bringen.
• Zusätzlich kompliziert die Gegenwart der Stirnräder den Vorgang des Einstellens der vertikalen Beziehung der Walzgesenke zueinander. Eine derartige Einstellung wird typischerweise in wiederholten Schritten während eines Walzvorganges vorgenommen. Das bedeutet, nachdem das Werkstück einem oder mehreren Walzhüben ausgesetzt worden ist, wird die Maschine gestoppt und eine Bedienperson mißt den Durchmesser des Werkstückes um zu bestimmen, ob die Walzgesenke in angemessener Weise voneinander beabstandet sind. Dieser Vorgang wird wiederholt durchgeführt, bevor eine Position oder endgültige Einstellung erreicht werden kann. Das Messen des Werkstückes wird an dem Walzenspaltbereich der Walzgesenke durchgeführt, was erfordert, daß die Bedienperson ein Ende des Walzgerüstes erreichen muß. Aufgrund des begrenzten Raumes in dem Gehäuse der Anlage, in welchem das Walzgerüst angeordnet ist, ist es schwierig, diesen Meßschritt durchzuführen, wobei die Schwierigkeit noch durch das Vorhandensein der Stirnräder vergrößert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Walzgerüst für ein Pilgerwalzwerk zum Vermindern des Durchmessers von länglichen, zylindrischen Werkstücken, und auf ein Pilgerwalzwerk, welches ein solches Walzgerüst aufweist. Das Walzgerüst wird montiert für eine Hin- und Herbewegung in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung. Das Walzgerüst weist obere und untere vertikal übereinanderangeordnete Lagerblöcke und einen Einstellmechanismus für die Einstellung eines vertikalen Abstandes zwischen diesen Lagerblöcken auf. Erste und zweite Lager sind in dem oberen Lagerblock montiert und dritte und vierte Lager sind in dem unteren Lagerblock montiert.
• Eine obere Welle ist drehbar in den ersten und zweiten Lagern für eine Drehung um eine erste Achse montiert, welche sich von einer ersten Seite des Walzgerüstes zu einer zweiten Seite desselben senkrecht zu der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung erstreckt. Die obere Welle weist erste und zweite äußere Umfangsabschnitte auf, auf welchen die ersten bzw. zweiten Lager montiert sind. Der erste äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes und der zweite äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die zweite, Seite des Walzgerüstes. Eine untere Welle ist drehbar in den dritten und vierten Lagern montiert für eine Drehung um eine untere Achse, welche sich parallel zu der oberen Achse erstreckt. Die untere Welle weist dritte und vierte äußere Umfangsabschnitte auf, auf welchen die dritten bzw. vierten Lager montiert sind. Der dritte äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes und der vierte äußere Umfangsabschnitt verläuft sich verjüngend in Richtung auf die zweite Seite desselben. Obere und untere Walzgesenke sind auf fünften und sechsten äußeren Umfangsabschnitten der oberen bzw. unteren Wellen für eine Drehung mit diesen bzw. drehbar mit diesen montiert. Die fünften und sechsten Umfangsabschnitte verlaufen verjüngt in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes. Jedes der Walzgesenke weist auf ihrem äußeren Umfang eine Nut auf. Die Walzgesenke sind so angeordnet, daß die Nuten in vertikaler Richtung übereinanderliegen, um einen Spaltbereich dazwischen für das Zusammendrücken eines Werkstückes zu definieren. Eine obere, konisch bzw. verjüngt zulaufende Hülse ist fest radial zwischen einem inneren Umfangsabschnitt der oberen Walzgesenk und dem fünften äußeren Umfangsabschnitt montiert. Eine untere, sich verjüngende Hülse ist fest in radialer Richtung zwischen einem inneren Umfangsabschnitt der unteren Walzgesenk und dem sechsten äußeren Umfangsabschnitt montiert. Obere und untere angetriebene Zahnräder sind koaxial mit den oberen bzw. unteren Wellen auf der zweiten Seite des Walzgerüstes verbunden, wobei die angetriebenen Zahnräder miteinander in Kämmeingriff stehen. Ein Antriebszahnrad ist auf der zweiten Seite des Walzgerüstes angeordnet und ist koaxial mit einem der angetriebenen Zahnräder verbunden. Ein stationäres Gerüst bzw. Gestell erstreckt sich in Richtung von vorn nach hinten und steht in Kämmeingriff mit dem Antriebszahnrad. Das Walzgerüst wird in Vorwärts/Rückwärtsrichtung relativ zu dem Gestell bzw. Gerüst hin- und herbewegt, wodurch das Antriebszahnrad gedreht wird, um das eine angetriebene Zahnrad zu drehen, welches seinerseits das andere angetriebene Zahnrad antreibt, um die Wellen und die Walzgesenke zu drehen. Das Werkstück wird durch den Spaltenbereich vorgeschoben, während das Walzgerüst hin- und herbewegt wird, wodurch der Durchmesser des Werkstückes reduziert wird.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Walzgerüst/Schlittenanordnung, wobei das Walzgerüst in horizontaler Richtung von dem Schlitten gleiten kann, um zu ermöglichen, daß ein neues Walzgerüst installiert wird. Ein mit Zähnen versehenes Gestell bzw eine Zahnstange, welche(s) in Antriebseingriff mit einem Antriebszahnrad des Walzgerüstes steht, ist mit einer Einrichtung zum Verschieben des Gerüstes bzw. Gestells nach oben versehen, um das Entfernen des Walzgerüstes zu erleichtern.
Kurze Beschreibung der Figuren
• Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen offensichtlich werden, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und von denen:
• Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Pilgerwalzwerkes ist, das ein Walzgerüst gemäß der vorliegenden Erfindung enthält,
• Figur 2 eine schematische vertikale Schnittansicht durch die Walzgesenke des Walzgerüstes ist, während ein Werkstück durch diese reduziert wird,
• Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht einer ein Werkstück reduzierenden bzw. verjüngenden Nut einer Walzgesenk,
• Figur 4 eine vordere Draufsicht auf ein Walzgerüst gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
• Figur 5 eine Draufsicht auf das Walzgerüst von oben ist,
• Figur 6 eine Seitenansicht einer Seite 10 des Walzgerüstes ist, wobei ein Teil desselben weggebrochen ist,
• Figur 7 eine Seitenansicht der gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes ist,
• Figur 8 eine vertikale Schnittansicht ist, mit einem Schnitt durch das Walzgerüst entlang der Linie 8-8 in Figur 6,
• Figur 9 eine vergrößerte Schnittansicht eines Einstellmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
• Figur 10 eine bruchstückhafte Ansicht ist, teilweise im Schnitt, und zwar von einem Verbindungsbolzen und dem zugehörigen Abstandshalter, mit einem Schnitt entlang der Linie 10- 10 in Figur 6, und
• Figur 11 eine Seitenansicht eines mit Zähnen versehenen Gestells für den Antrieb eines Antriebszähnrades eines Walzgerüstes ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
• Es wird jetzt auf Figur 1 Bezug genommen, in welcher ein Pilgerwalzwerk schematisch wiedergegeben ist, welches ein stationäres Grundteil 4 aufweist, sowie ein konventionelles, bewegbares Spannfutter 6, in welchem ein zylindrischer Dorn 17 fest eingeklemmt ist. Der Dorn ist in einem Werkstück 18 angeordnet und hat einen gleichmäßigen äußeren Durchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Werkstückes. Das rechte Ende des Werkstückes 18 ist in einem Formbereich 33 angeordnet, in welchem es einem Formvorgang ausgesetzt ist, der durch ein Paar von Walzstempeln (Walzmatrizen) bzw. Walzgesenken 11 und 12 eines bewegbaren Walzgerüstes 9 durchgeführt wird. Das Walzgerüst 9 ist an einem konventionellen Schlitten oder Sattel 9A befestigt, der seinerseits für die Hin- und Herbewegung entlang einer (nicht dargestellten) Schiene geführt wird. Der Sattel bzw. Schlitten wird durch einen Kurbelarmaufbau 7 hin- und herbewegt, so daß der Formungsbereich 33 sich bezüglich des Werkstückes in axialer Richtung hin- und herbewegt.
• Während des Formungsvorganges wird das Werkstück schrittweise in den Formungsbereich vorbewegt durch einen Schraubgewindeaufbau, der eine Gewindewelle 22 hat, die sich durch einen Stützbock 26 für das Spannfutter 6 erstreckt. Während jedes Bewegungsschrittes des Werkstückes und der Dorn wird das Werkstück um eine vorbestimmte Anzahl von Graden um seine Achse gedreht. Das Drehen kann entweder an dem bewegbaren Spannfutter 6 oder an anderer Stelle durchgeführt werden, wie aus der folgenden Erläuterung deutlich werden wird.
• Es wird jetzt auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, wo die Walzgesenke 11 und 12 auf oberen und unteren Wellen 13 bzw. 14 montiert sind und Nuten G, G' haben (siehe Figur 3). Die Wellen drehen sich um obere und untere parallele, horizontale Achsen UA und LA. Jede Nut weist einen primären Formungsabschnitt 30, einen Endbearbeitungsabschnitt 31 und einen Verweilabschnitt bzw einen Abschnitt 32 mit konstantem Durchmesser auf. Die Oberflächen der Abschnitte 30 und 31 jeder der Nuten haben in etwa halbkreisförmige Querschnitte, wobei die Achsen derselben konzentrisch zur Achse des Dorns und des Werkstückes verlaufen, wenn die betreffenden Abschnitte der Nut in dem Formungsbereich 33 zusammenliegen bzw. einander gegenüberliegen. Die umlaufenden Kanten 35 der Walzgesenke konvergieren während der Drehung, um dazwischen einen Preßbereich oder Spaltbereich zu bilden, in welchem das Werkstück zusammengedrückt wird. Der Bogen des Verweilabschnittes 32 bezüglich der Walze liegt üblicherweise in der Größenordnung von 60 bis 1200. Der primäre Formungsabschnitt 30 ist üblicherweise länger als der Endbearbeitungsabschnitt 31 und der Verweilabschnitt bzw. konzentrische Abschnitt erstreckt sich über den verbleibenden Umfang des Walzgesenkes.
• Während des Betriebs bewegt sich das Walzgerüst nach rechts und links von der in Figur 1 dargestellten Position aus und bewegt sich tatsächlich in einem primären, das Rohr formenden Bewegungshub nach rechts. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Bereiche 30 der Nut mit dem Werkstück in Eingriff, wobei das Walzgesenk 11 sich im Uhrzeigersinn und das Walzgesenk 12 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht mit Hilfe von Einrichtungen, die noch genauer im folgenden beschrieben werden. Die Bewegung des Walzgerüstes relativ zur Drehung der Walzgesenke ist derart, daß die Endbearbeitungsabschnitte 31 der Nuten an ihren an die konzentrischen Abschnitte 32 angrenzenden Enden zusammenliegen, wenn das Walzgerüst und die Walzgesenke sich in ihrer äußersten rechten Position befinden. Die Bewegung wird dann gleichzeitig umgekehrt, so daß die Walzgesenke damit beginnen, sich in ihre jeweiligen entgegengesetzten Richtungen zu drehen, während gleichzeitig das Walzgerüst damit beginnt, die Walzgesenke nach links zu bewegen. Ein Teil der oder auch die gesamte Reduzierung wird normalerweise bei dem Vorwärtshub von links nach rechts durchgeführt. In Abhängigkeit von der Bewegung des Werkstückes, wenn die Walzgesenke über das Werkstück hinwegrollen, kann ein Teil der oder die gesamte Verformungsarbeit während des Umkehrhubes von rechts nach links vorgenommen werden.
• Wenn das Walzgerüst ihre äußerste linke Position erreicht, haben sich die Walzgesenke so gedreht, daß die konzentrischen Abschnitte 32 der Nut zusammenliegen, d.h. wenn überhaupt, so wird nur wenig Druck auf das Werkstück ausgeübt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Drehen der Schraubenwelle 22 eine Vorschubschrittbewegung hervorgerufen, um das Werkstück und den Dorn einen Schritt nach rechts vorzubewegen. Gleichzeitig dreht das Spannfutter 6 üblicherweise das Werkstück um eine vorbestimmte Anzahl von Graden, wie oben erwähnt. Die Walzgerüstbewegung wird dann umgekehrt, wobei die vorderen Enden der Abschnitte 30 der Nuten (welche unten in Figur 3 dargestellt sind) sich auf dem Werkstück bewegen und mit dem Abschnitt des Werkstückes in Eingriff treten, das durch den letzten Schrittvorschub in den Bereich der Walzgesenke bewegt worden ist. Dies ruft den das Rohr bildenden Schritt hervor, wobei das Metall in axialer Richtung über den Dorn hinweg fließt. Im Ergebnis entsteht eine Zunahme der Rohrlänge, die sich am freien Ende des Werkstückes zeigt, d.h. an dem in Figur 1 rechts dargestellten Ende. Für eine genauere Erläuterung des oben beschriebenen Vorganges wird auf die US-A-4,930,328 Bezug genommen.
• Das Walzgerüst 9 gemäß der vorliegenden Erfindung weist vier Lagerblöcke auf, nämlich rechte und linke obere Lagerblöcke 112, 114 und rechte und linke untere Lagerblöcke 116,118. Ein oberer Aufbau 119, welcher aus den oberen Lagerblöcken 112, 114 besteht, wird durch zwei konventionelle, horizontale Kopplungsbolzen 120A zusammengehalten und ein unterer Aufbau 119', der aus den unteren Lagerblöcken 116, 118 besteht, wird durch zwei konventionelle, horizontale Kopplungsbolzen 120B zusammengehalten. Ein Abstandshalter 121 (Figur 10) ist auf jedem der Kopplungsbolzen montiert, um die zugehörigen Blöcke voneinander entfernt zu halten. Wie im folgenden beschrieben wird, ist der obere Aufbau 119 an dem unteren Aufbau 119' durch vier konventionelle vertikale Zugbolzen oder Spannbolzen 122 befestigt, von denen zwei die rechten oberen und unteren Lagerblöcke 112, 116 und die anderen beiden die linken oberen und unteren Lagerblöcke 114, 118 miteinander verbinden.
• Jeder der Zugbolzen 122 verläuft durch den entsprechenden oberen Lagerblock 112, 114 und ist in Gewindeeingriff in dem jeweiligen unteren Lagerblock 116, 118 aufgenommen. Ein oberes Ende jedes Zugbolzens 122 ist von einem Scherungsstempel 124, einer Scherungsscheibe 126 und einem Scherungsring 128 (Figur 6) umgeben, welche allesamt von konventioneller Gestaltung sind. Eine Gewindemutter 130 steht in Schraubverbindung mit dem oberen Ende jedes Zugbolzens 122. Für den Fall, daß der obere Aufbau 119 durch eine übermäßige Kraft nach oben gedrückt wird, z.B. durch die Gegenwart eines unzulässig großen Werkstückes in dem Spaltenbereich des Walzgerüstes, so schert der Scherstempel 124 die Scherungsscheibe 126 ab und tritt in vertikaler Richtung in eine Aussparung 129 ein, die in dem Scherungsring 128 ausgebildet ist, und vermeidet dadurch ein Überdehnen des Zugbolzens 122.
• In jedem der Lagerblöcke 112, 114, 116, 118 liegt ein konventionelles Wälzlager 140, 140A, 140', 140A' (Figur 8). Es wird jetzt z.B. auf den rechten oberen Lagerblock 112 Bezug genommen, wo das radial äußere Ende des Wälzlagers 140 sandwichartig zwischen konventionellen axial äußeren und inneren Einstellringen 142, 144 aufgenommen ist, die mit dem Lagerblock 112 auf gegenüberliegenden Seiten des Wälzlagers 114 verschraubt bzw. durch Verschrauben gesichert sind. Ein Paar von konventionellen äußeren und inneren Verriegelungsplatten 146, 148 (Figuren 7, 8) sind auf dem Lagerblock 112 mit Hilfe von Kopfschrauben 150 montiert, welche durch einen Schlitz 152 der jeweiligen Verriegelungsplatte hindurchtreten. Jede Verriegelungsplatte 146, 148 trägt einen Verriegelungsansatz bzw. eine Verriegelungsnase 154, die so ausgelegt ist, daß sie in einer der Mehrzahl von Aussparungen 156 im äußeren Umfang des Einstellringes aufnehmbar ist. Auf diese übliche Weise wird das sich Lösen der Einstellringe 142, 144 verhindert, sobald sie in Kontakt mit dem Lagerblock 112 festgezogen worden sind.
• In dem Wälzlager 140 ist die obere Welle 13 drehbar montiert, welche sich um eine obere Längsachse UA dreht. Ein radial inneres Ende des Lagers 140 ist sandwichartig zwischen den Einstellringen 142, 144 ebenso wie zwischen einem Paar von axial inneren und äußeren Haltehülsen 162, 164 aufgenommen. Diese Haltehülsen sitzen auf dem äußeren Umfang der oberen Welle 13 und liegen an den axialen Enden des Lagers 140 an. Die äußere Haltehülse 164 ist in axialer Richtung mit Hilfe einer Endplatte 126 gesichert, welche mit einem Bolzen 165 an einem axialen Ende der Welle befestigt ist und welche in radialer Richtung die äußere Haltehülse überlappt.
• Ein Paar von axial äußeren und inneren Öldichtungen 168 ist in radialer Richtung zwischen den Einstellringen und den Haltehülsen neben gegenüberliegenden axialen Enden des Wälzlagers bzw. Kugellagers 140 befestigt bzw. gesichert.
• Der äußere Haltering 164 ist auf einem zylindrischen Abschnitt a des äußeren Umfanges der oberen Welle 13 montiert. Das Lager 140 ist auf einem in konventioneller Weise verjüngten bzw. konischen Abschnitt b dieses äußeren Umfanges montiert, wobei der Abschnitt b verjüngt in Richtung auf den Abschnitt a zuläuft, um die Abnahme des Lagers von der Welle zu erleichtern. Der innere Haltering 162 ist auf einem zylindrischen Abschnitt c der Welle montiert.
• An einem gegenüberliegenden axialen Ende der oberen Welle 13 befindet sich der Lagerblock 114. An einem axial inneren Ende des Blockes 114 ist mit Hilfe von Bolzen 172 ein Haltering 174 gesichert. Koaxial innerhalb des Blockes 114 befindet sich ein Wälzlager bzw. Rollenlager 140A, dessen radial äußeres Ende sandwichartig zwischen einer radialen Schulter 178 des Halteringes 174 und einer radialen Schulter 180 des Blockes 114 in üblicher Weise aufgenommen bzw. gehalten wird.
• Ein radial inneres Ende des Rollenlagers 140A ist in axialer Richtung sandwichartig zwischen axial äußeren und inneren Haltehülsen 182, 184 aufgenommen, welche auf dem äußeren Umfang der oberen Welle 13 sitzen. Öldichtungen 168 sind in radialer Richtung sandwichartig zwischen der äußeren Haltehülse 182 und dem Block 114 und zwischen der inneren Haltehülse 184 und dem Haltering 174 aufgenommen. Die Öldichtungen liegen neben gegenüberliegenden axialen Enden des Rollenlagers 140A.
• An einem Ende der oberen Welle 13 ist ein Stirnrad 190 angebracht. Das Stirnrad wird in axialer Richtung gehalten durch eine Endplatte 192, die über Bolzen an der oberen Welle 113 befestigt ist, um das Zahnrad 190 gegen die äußere Haltehülse 182 zu drücken, die ihrerseits das Rollenlager bzw. Wälzlager 140A gegen die innere Haltehülse 184 drückt. Letztere wird gegen eine radiale Schulter 194 der oberen Welle 13 gedrückt. Die Schulter 194 wird definiert bzw. festgelegt durch einen Kragen 196 der oberen Welle. Ein Zahnradkeil bzw. eine Zahnradfeder 197 ist in einer Aussparung der oberen Welle eingesetzt und greift in eine Aussparung in dem Stirnrad 190 ein, um eine feste Antriebsbeziehung zwischen diesen herzustellen.
• Die inneren und äußeren Haltehülsen 184, 182 sind auf zylindrischen Abschnitten e bzw. g der oberen Welle 13 montiert. Das Lager 140A ist auf einem verjüngten Abschnitt f der oberen Welle 13 montiert, wobei der Abschnitt f verjüngt bzw. konisch in Richtung auf den Abschnitt g zuläuft, um das Abnehmen des Lagers 140A zu erleichtern, wie es üblich ist. Das Stirnrad 190 ist auf einem sich verjüngenden Abschnitt h der Welle 13 montiert, um die Abnahme des Stirnrades zu erleichtern.
• Auf der oberen Welle 13 axial zwischen den rechten und linken oberen Blöcken 112, 114 ist das obere Walzgesenk 11 montiert. Das obere Walzgesenk enthält die Nut G, die Primärformungs-, Endbearbeitungs- und konzentrische Verweilabschnitte 30, 31, 32 definiert, wie zuvor bereits mit Bezug auf Figur 3 beschrieben.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das obere Walzgesenk 11 auf einem sich verjüngenden Abschnitt d der oberen Welle 13 montiert. Dieser Abschnitt d verläuft verjüngt in Richtung auf den Abschnitt c. Eine verjüngte bzw. konische Keilhülse 202 sitzt keilartig in radialer Richtung zwischen dem Innendurchmesser des Walzgesenkes 11 und dem sich verjüngenden Abschnitt d. Die Keilhülse hat eine Konizität, welche der des Abschnittes d entspricht, um jegliches radiales Spiel des Walzgesenkes 11 zu beseitigen. Die Keilhülse 202 weist einen Kopfabschnitt 204 auf, der in axialer Richtung sandwichartig zwischen einem axialen Ende des Walzgesenkes 11 und der inneren Haltehülse 162 aufgenommen ist. Das gegenüberliegende axiale Ende des Walzgesenkes 11 liegt an einer radialen Schulter 206 an, die durch den Wellenkragen 196 definiert wird.
• Ein oberer Antriebskeil 208 ist in einer Nut aufgenommen, die in dem äußeren Umfang des Kragens ausgebildet ist. Eine ringförmige Lippe 210 der inneren Haltehülse 184 überdeckt in radialer Richtung die Nut, um in radialer Richtung lose den Keil 208 darin zu halten. Der Keil bzw. die Feder 208 ist in einer Aussparung aufgenommen, die in einer axialen Stirnwand bzw. Endwand des Walzgesenkes 11 ausgebildet ist, um Drehantriebskräfte darauf von der oberen Welle 13 zu übertragen.
• Durch Montieren des Walzgesenkes 11 auf einem sich verjüngenden bzw. konisch verjüngenden Abschnitt der Welle 13 mit Hilfe einer Keilhülse wird die Abnahme und Installation des Walzgesenkes 11 im Vergleich zu der Praxis des Heißaufschrumpfens des Walzgesenkes auf die Welle nach dem Stand der Technik erleichtert.
• Der obere Aufbau 119, der aus den oben beschriebenen Komponenten besteht, welche durch obere Kopplungs- bzw. Verbindungsbolzen 120A befestigt bzw. gesichert sind, ist auf dem unteren Aufbau 119', der durch untere Verbindungsbolzen 120B gesichert ist, montiert. Der untere Aufbau weist Komponenten auf, die ähnlich denen sich, die schon in Verbindung mit dem oberen Aufbau beschrieben worden sind und die in der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Striches gekennzeichnet sind. Das Walzgesenk 12 des unteren Aufbaus ist auf einem konisch verjüngten Abschnitt d' der unteren Welle 14 mit Hilfe einer Keilhülse 202' montiert, um das Abnehmen des Walzgesenkes 12 auf dieselbe Art und Weise wie bie dem Walzgesenk 11 zu erleichtern.
• Der untere Aufbau 119' weist weiterhin ein Zahntriebwerk bzw. eine Zahnwalze 218 auf, die koaxial an dem zylindrischen Abschnitt h' der unteren Welle 14' befestigt ist. Ein Abstandsring 220 trennt die Zahnwalze 218 von dem unteren Stirnrad 190'. Eine Endplatte 192' ist an der unteren Welle 14 angebracht und in einer ringförmigen Nut 224 der Zahnwalze 218 aufgenommen.
• Eine konventionelle Anordnung aus zwei Federn oder Keilen 226, 228 ist vorgesehen, um eine feste Antriebsbeziehung zwischen der Zahnwalze 218 und der unteren Welle 14 zu erhalten. Der Keil bzw. die Feder 226 wirkt als eine solche Antriebsverbindung, während der Keil 228 als Keil wirkt, um das Spiel der Feder 226 zu beseitigen.
• Zwischen den oberen und unteren Aufbauten 119, 119' sind konventionelle Einstellmechanismen 219 (siehe Figuren 8, 9) für die Einstellung des vertikalen Abstandes zwischen den oberen Blöcken 112, 114 und den unteren Blöcken 116, 118 vorgesehen. Jeder Einstellmechanismus 219 weist eine Gleitplatte 230 auf, die zwischen den jeweiligen oberen und unteren Blocks angeordnet ist, wenn der obere Aufbau 119 auf dem unteren Aufbau 119' angeordnet ist. Die Gleitplatte 230 ist in einer oberen Nut angeordnet, die in der Unterseite des jeweiligen Blockes ausgebildet ist.
• Zwei Einstellkeile 234, die zu jeder Gleitplatte 230 gehören, sind teilweise in der oberen Nut und teilweise in der unteren Nut angeordnet, welche in der Oberseite des entsprechenden unteren Blockes ausgebildet ist. Die Einstellkeile 234 sind sandwichartig in radialer Richtung zwischen der zugehörigen Gleitplatte 230 und dem unteren Block aufgenommen. Ein oberer Abschnitt jedes Keiles wird in axialer Richtung eingegrenzt bzw. eingeschlossen zwischen einer radialen Schulter des entsprechenden oberen Blockes und einer radialen Schulter der Gleitplatte.
• Ein unterer Abschnitt jedes Einstellkeiles 234 ist in axialer Richtung eingeschlossen zwischen radialen Schultern der unteren Nut. Es versteht sich, daß jeder Satz von Komponenten, der aus einer Gleitplatte 230 und den beiden zugehörigen Einstellkeilen 234 besteht, für die axiale Positionierung der oberen und unteren Aufbauten 119, 119' relativ zueinander dient, so daß die Nuten G, G' der oberen und unteren Walzgesenke 11, 12 in passender Weise voneinander beabstandet sind.
• Die Einstellung jedes Paares von Keilen kann unabhängig von dem anderen Paar mit Hilfe zweier Scheiben bzw. Skalen 242 vorgenommen werden. Jede Scheibe 242 ist an einem äußeren Ende einer Einstellschraube 244 befestigt, wobei ein inneres Ende dieser Schraube mit einem Keilbügel bzw. Haken 246 verbunden ist. Der Keilhaken 246 ist mit dem anderen Einstellkeil 234 mit Hilfe eines Zapfens 248 verbunden. Beim Drehen der Skalenscheibe 242 dreht sich also die Schraube 244 relativ zu dem Bügel oder Haken 246 und bewirkt, daß die beiden Einstellkeile 234 gleichzeitig linear verschoben werden.
• Kopfschrauben 250 sind an verschiedenen Stellen 252 auf den unteren Blöcken 116, 118 vorgesehen, um das Walzgerüst 9 mit dem Schlitten 9A zu verbinden, wie man in Figur 6 erkennen kann. Beilagen bzw. Unterlegschreiben 253 können zwischen den unteren Blöcken und dem Schlitten angeordnet sein, um das Walzgerüst in geeigneter Weise von dem Schlitten zu beabstanden. Die Anordnung ist derart, daß dann, wenn die Kopfschrauben 250 entfernt worden sind, das Walzgerüst 9 in horizontaler Richtung von dem Schlitten weggeschoben werden kann in einer Richtung quer zu der Hin- und Herbewegungsrichtung des Schlittens. Das heißt, das Walzgerüst wird in einer Richtung senkrecht zur Papierebene in den Figuren 6 und 7 (d.h. weg von dem Betrachter in Figur 6 und in Richtung auf den Betrachter in Figur 7) verschoben. In vorteilhafter Weise kann ein beweglicher Wagen (nicht dargestellt) an die Längsseite des Walzgerüstes 9 gebracht werden und so orientiert werden, daß ein Walzgerüst auf die Oberfläche des Wagens geschoben werden kann für den Abtransport. Es ist also nicht notwendig, das Walzgerüst in der Anlage bzw. in dem Walzwerk vollständig zu demontieren. Stattdessen kann das Walzgerüst leicht entfernt und an einen getrennten Arbeitsplatz für die Demontage gebracht werden. In der Zwischenzeit kann ein schon zusammengebautes Ersatzwalzgerüst auf den Schlitten aufgeschoben und an diesem befestigt werden. Dem entsprechend wird die jeweilige Stillstandszeit des Werkes minimal gehalten.
• Wenn der Kurbelarmaufbau betätigt wird, werden der Schlitten, der Sattel und das Walzgerüst linear hin- und herbewegt. Oberhalb des Ritzels bzw. der Zahnwalze 218 befindet sich ein stationäres, gezahntes Gerüst bzw. Gesteil 260 (Figuren 8, 11), welches an einem Gehäuse bzw. einer Umhüllung (nicht dargestellt) befestigt werden kann, in welchem das Walzgerüst sich hin- und herbewegt. Die Zahnwalze 218 kämmt mit dem Gestell bzw. der Zahnstange 260, so daß die Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes eine Drehung der Zahnwalze hervorruft. Die Zahnwalze dreht damit die untere Welle 14' das untere Stirnrad 190' und das untere Walzgesenk 12. Das untere Stirnrad 190' dreht das obere Stirnrad 190, welches seinerseits die obere Welle 13 und das obere Walzgesenk 11 dreht.
• Da das untere Stirnrad 190' auf derselben Seite des Walzgerüstes angeordnet ist wie die Zahnwalze 218, wird die Drehkraft (Drehmoment) von der Zahnwalze auf das untere Stirnrad durch ein relativ kurzes Stück der unteren Welle 14 übertragen. Dementsprechend muß die untere Welle nicht so stark bzw. massiv ausgeführt werden, wie Wellen, die Drehmomente über größere Abstände übertragen müssen (z.B. in Fällen, in welchen die Stirnräder auf der der Zahnwalze gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes angeordnet sind). Die untere Welle 14 kann daher z.B. vom Gewicht her leichter sein. Dementsprechend wird das Gesamtgewicht des Walzgerüstes vermindert, so daß weniger Energie erforderlich ist, um das Walzgerüst hin- und herzubewegen. Es treten auch weniger Verschleiß und Risse der Bauteile des Kurbelarmaufbaues 7 auf, da weniger Aufwand erforderlich ist, um die Richtung des hin- und herbewegten Walzgerüstes umzukehren.
• Wenn das Walzgerüst von dem Schlitten abgenommen wird, gleitet die Zahnwalze 218 außer Eingriff mit der Zahnstange. Um ein solches Außereingrifftreten zu erleichtern, ist eine Einrichtung zum Anheben des Gestells bzw. der Zahnstange vorgesehen. Wie man in Figur 11 erkennen kann, ist ein Gehäuse 300 vorgesehen, an welchem gegenüberliegende Enden der Zahnstange 260 anschließen. Figur 11 zeigt die Verbindung an nur einem Ende. Ein Bolzen 302 erstreckt sich durch die Zahnstange und ist in dem Gehäuse verschraubt. Eine Scheibe 304 und eine Beilage 306 sind zwischen der Zahnstange und dem Gehäuse angeordnet. Eine Schraubendruckfeder 306 ist zwischen dem Gehäuse und der Zahnstange angeordnet und wird zusammengepreßt, wenn der Bolzen 302 festgezogen wird. Wenn der Bolzen also gelöst wird, verschiebt die Feder die Zahnstange automatisch in vertikaler Richtung. Eine ähnliche Federanordnung kann am gegenüberliegenden Ende der Zahnstange vorgesehen werden.
• Weiterhin ist auch ein Keil 308 vorgesehen, der mit Hilfe eines Bolzens 310 an dem Gehäuse angebracht ist und so angeordnet ist, daß er keilartig an einer geneigten Fläche 312 der Zahnstange anliegt, um diese gegen ein zufälliges sich Lockern zu sichern. Eine Schraubendruckfeder 314 ist vorgesehen, um den Keil 308 nach oben vorzuspannen.
• Um die Walzgesenke 11, 12 zu ersetzen, ist es lediglich notwendig, die rechten oberen und unteren Lagerblöcke 112, 116 von den Wellen zu entfernen, nachdem die Endplatten 166, 166' abgenommen wurden. In vorteilhafter Weise ist es nicht erforderlich die Stirnräder 190, 190' abzunehmen, da sie auf der anderen Seite des Walzgerüstes gemeinsam mit der Zahnwalze 218 angeordnet sind. Die Abnahme der Walzgesenke von den Wellen wird dadurch erleichtert, daß die Walzgesenke auf konischen Abschnitten der Wellen 13, 14 mit Hilfe von Keilhülsen 202, 202' montiert sind. Der Austausch der Walzgesenke kann daher relativ schnell und leicht bewerkstelligt werden, da es nicht erforderlich ist, das Walzgerüst auseinanderzubauen und die Wellen zu entfernen.
• Neu installierte Walzgesenke, welche Werkstücke mit anderen Maßen bearbeiten sollen, müssen in vertikaler Richtung relativ zueinander eingestellt werden. Dies wird in manueller Weise durch eine Bedienperson vorgenommen, die in dem Walzenspaltbereich wiederholte Messungen vornehmen muß. Diese Arbeit wird durch die vorliegende Erfindung dadurch bequemer gemacht, daß die Stirnräder 190, 190' auf der linken Seite des Walzgerüstes zusammen mit der Zahnwalze 218 angeordnet sind. Dem entsprechend muß die Bedienperson, die ihre Messungen von der rechten Seite des Walzgerüstes aus ausführt, nicht um die Stirnräder herumlangen, was tendenziell dazu führt, die Bewegung bzw. Bewegungsfreiheit der Bedienperson zu stören bzw. einzuengen und ein mögliches Sicherheitsrisiko im Falle eines zufälligen, vorzeitigen Anlaufs des Kurbelarmaufbaues 7 darstellen würde.
• Es versteht sich, daß ein Walzgerüst/Schlittenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die Stillstandszeit der Anlage beim Austauschen von Walzgesenken reduziert, da das Walzgerüst in der Anlage leicht von dem Schlitten heruntergeschoben werden kann und ein Austauschwalzgerüst in umgekehrter Weise installiert werden kann. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, die Walzgesenke auszutauschen, während das Walzgerüst in der Anlage verbleibt. Der horizontale Gleitvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert keinen Laufkran oder dergleichen, was erforderlich wäre, um das Walzgerüst von dem Schlitten anzuheben. Auch das Walzgerüst (selbst) erleichtert in hohem Maße den Austausch der Walzgesenke. Da die angetriebenen Stirnräder auf derselben Seite des Walzgerüstes angeordnet sind wie die Antriebszahnwalze, können die Walzgesenke von dem Walzgerüst abgenommen werden, ohne daß es erforderlich ist, die angetriebenen Stirnräder zu entfernen. Weiterhin können die Walzgesenke viel leichter entfernt werden, da sie auf konischen Umfangsabschnitten der Wellen mit Hilfe von konischen Hülsen montiert sind, anstatt durch eine Warmaufschrumpfverbindung. Aus den obigen Gründen kann der Austausch der Walzgesenke sehr schnell und bequem bewirkt werden und damit kann die Stillstandszeit der Anlage reduziert werden.
• Ein weiterer Vorteil des Anordnens der Zahnwalze bzw. des Ritzels und der Stirnräder auf derselben Seite des Walzgerüstes liegt darin, daß der axiale Abstand zwischen dem Ritzel bzw. der Zahnwalze und dem koaxialen Stirnrad minimal gemacht wird. Deshalb ist die axiale Länge der unteren Welle, über welche eine Torsionskraft übertragen werden muß, kürzer als in dem Fall, in welchem die Stirnräder und die Ritzel bzw. Zahnwalzen auf gegenüberliegenden Seiten des Walzgerüstes angeordnet sind. Dies bedeutet, daß eine untere Welle mit kleinerem Durchmesser (und leichtem Gewicht) verwendet werden kann. Das Gesamtgewicht des Walzgerüstes wird damit reduziert, so daß damit auch die erforderliche Energiemenge für das Hin- und Herbewegen des Walzgerüstes minimiert wird.

Claims (6)

1. Walzgerüst, welches für eine Hin- und Herbewegung in Vorwärts-Rückwärtsrichtung ausgelegt ist für die Reduzierung des Durchmessers von länglichen, zylindrischen Werkstücken in einem Pilgerwalzwerk (2), einschließlich

oberer und unterer vertikal übereinander angeordneter Lagerblockeinrichtungen (112, 114, 116, 118),

einer Einstelleinrichtung (219) für das Einstellen eines vertikalen Abstandes zwischen der oberen und der unteren Lagerblockeinrichtung, und

erster und zweiter Lager (140, 140A), welche in der oberen Lagerblockeinrichtung montiert sind, sowie dritter und vierter Lager (140', 140A'), welche in der unteren Lagerblockeinrichtung montiert sind,

dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:

eine obere Welle (13), die drehbar in den ersten und zweiten Lagern (140, 140A) montiert ist, so daß sie um eine obere Achse rotieren kann, welche sich von einer ersten Seite des Walzgerüstes zu einer zweiten Seite desselben senkrecht zur Vorwärts-Rückwärtsrichtung erstreckt wobei die obere Welle (13) erste und zweite äußere Umfangsabschnitte (b, f) aufweist, auf welchen das erste bzw. zweite Lager (140, 140A) montiert ist, wobei der erste äußere Umfangsabschnitt (b) konisch in Richtung der ersten Seite des Walzgerüstes zuläuft und der zweite äußere Umfangsabschnitt (f) konisch in Richtung auf die zweite Seite des Walzgerüstes zu läuft,

eine untere Welle (14), die drehbar in den dritten und vierten Lagern (140', 140A') montiert ist, so daß sie um eine untere Achse rotieren kann, welche sich parallel zu der oberen Achse erstreckt wobei die untere Welle (14) dritte und vierte äußere Umfangsabschnitte (b', f') aufweist, auf welchen das dritte bzw. vierte Lager (140', 140A') montiert ist, wobei der dritte äußere Umfangsabschnitt (b') in Richtung der ersten Seite des Walzgerüstes konisch zuläuft und der vierte äußere Umfangsabschnitt (f') in Richtung der zweiten Seite konisch zuläuft,

obere und untere Walzgesenke (11, 12), welche auf fünften und sechsten äußeren Umfangsabschnitten (d, d') der oberen bzw. unteren Welle montiert sind, um sich mit dieser zu drehen, wobei die fünften und sechsten Umfangsabschnitte in Richtung auf die erste Seite des Walzgerüstes konisch zulaufen und jeder dieser Walzgesenke (11, 12) eine Nut an seinem äußeren Umfang (G, G') aufweist, und wobei die Walzgesenke so angeordnet sind, daß die Nuten in vertikaler Richtung übereinanderliegen, um für das Zusammenpressen eines Werkstückes einen Walzenspalt dazwischen zu bilden,

eine obere konische Hülse (202), die in radialer Richtung zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des oberen Walzgesenkes (11) und dem fünften äußeren Umfangsabschnitt (d) fest montiert ist,

eine untere, konische Hülse (202'), welche in radialer Richtung zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des unteren Walzgesenkes (12) und dem sechsten äußeren Umfangsabschnitt (d') fest montiert ist,

obere und untere angetriebene Zahnräder (190, 190'), die koaxial mit der oberen bzw. unteren Welle (13, 14) verbunden sind, und zwar auf der zweiten Seite des Walzgerüstes, und welche in Kämmeingriff miteinander stehen, und

einem Antriebszahnrad (218), welches auf der zweiten Seite des Walzgerüstes angeordnet und koaxial mit einem der angetriebenen Zahnräder verbunden ist, wobei das Antriebszähnrad so ausgelegt ist, daß es in Kämmeingrift mit einer Zahnstange (260) steht, wodurch die Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes eine Drehung des Antriebszahnrades hervorruft, welches seinerseits das andere getriebene Zahnrad antreibt, so daß es die Wellen und die Walzgesenke dreht.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1, wobei das Antriebszahnrad (218) koaxial mit dem unteren angetriebenen Zahnrad (190') ist.

3. Walzgerüst nach Anspruch 1, wobei die obere Lagerblockeinrichtung (112, 114) erste und zweite Lagerblöcke aufweist, die über obere Verbindungsbolzen (120A) miteinander verbunden sind, welche sich parallel zu den erwähnten Achsen erstrecken, wobei die ersten und zweiten Lager (140, 140A), welche in dem ersten bzw. zweiten Lagerblock (112, 114) montiert sind, wobei die untere Lagerblockeinrichtung (116, 118) dritte und vierte Lagerblöcke aufweist, die über untere Verbindungsbolzen (120A'), welche sich parallel zu den oberen Verbindungsbolzen erstrecken, verbunden sind, wobei die dritten und vierten Lager (140', 140A') in dem dritten bzw. vierten Lagerblock (116, 118) montiert sind.

4. Walzgerüst nach Anspruch 3, einschließlich erster vertikaler Spannbolzen (122), welche die ersten und dritten Lagerblöcke (112, 116) miteinander verbinden, bzw. zweiter vertikaler Spannbolzen (122), welche die zweiten und vierten Lagerblöcke (114, 118) miteinander verbinden.

5. Walzgerüst nach Anspruch 3, wobei die Einstelleinrichtung (219) einen ersten Einstellkeil (234) aufweist, welcher in radialer Richtung zwischen den ersten und dritten Lagerblöcken (112, 116) angeordnet ist, und einen zweiten Einstellkeil (234) aufweist, welcher radial zwischen den zweiten und vierten Lagerblöcken (114, 118) angeordnet ist.

6. Pilgerwalzwerk zum Reduzieren des Durchmessers länglicher, zylindrischer Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Walzenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.