EP0256372A2 - Einrichtung zum Antrieb der Vertikalwalzen eines Universalwalzgerüstes - Google Patents

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EP0256372A2
EP0256372A2 EP87110954A EP87110954A EP0256372A2 EP 0256372 A2 EP0256372 A2 EP 0256372A2 EP 87110954 A EP87110954 A EP 87110954A EP 87110954 A EP87110954 A EP 87110954A EP 0256372 A2 EP0256372 A2 EP 0256372A2
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vertical
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vertical roller
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Hans-Heinrich Hartmann
Peter Koethe
Alexandr Svagr
Bernd Onderka
Siegfried Küsel
Dieter Nobis
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Schloemann Siemag AG
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    • B21B35/10—Driving arrangements for rolls which have only a low-power drive; Driving arrangements for rolls which receive power from the shaft of another roll
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    • B21B13/08—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process
    • B21B13/10—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane
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    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B35/00—Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B2035/005—Hydraulic drive motors

Definitions

  • the invention relates to a device for driving the vertical rolls of a universal roll stand in at least one direction of rotation, the vertical rolls being mounted in chocks.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages of the known drag drives for vertical rollers and to achieve a positive drive of the vertical rollers.
  • a universal roll stand for rolling I-sections 1, shown schematically in FIG. 1, is known to comprise two horizontal rolls 2 and two vertical rolls 3, which are rotatably mounted on a fixed support shaft 4 within a mounting piece 8 via roller bearings 6 and 7.
  • an electric motor is installed in each chock 8, the stator of which is formed by an annular collar 4a of the support shaft 4, in that the annular collar 4a is provided with the primary armature 4b through which current flows.
  • the power supply not shown, takes place through the fixed support axis 4.
  • the vertical roller 3 is designed as a rotor of the electric motor, in that it carries the secondary windings 5. Since the vertical rollers 3 designed as the rotor of the electric motor expediently consist of readily magnetizable steel, they are armored with a rolled-on roller ring 9 made of wear-resistant material.
  • a vertical roller 10 is rotatably mounted within a chock 11, which can be set against the rolling stock via two plungers 12, 13 of the vertical adjusting device, not shown. Between the plungers 12, 13 is a box 11a open towards the chock as a housing flange-like extension of the chock 11, which receives a hydraulic motor 14, the pressure lines 15 are led out of the housing-like extension 11a.
  • the hydraulic motor 14 is provided with a drive spur gear 16, from which the vertical roller 10 is driven directly via an intermediate spur gear 17 mounted in the chock 11.
  • the vertical roller is provided on one end face with an externally toothed drive ring 18 which is in engagement with the intermediate spur gear 17.
  • the intermediate wheel 17 is rotatably connected to a shaft 19 mounted at both ends in the chock 11 which, for reasons of drive symmetry, carries a further intermediate spur gear 17 'which engages with a further drive ring 18' of the vertical roller 8.
  • the shaft 19 passes through a filler piece 20 which is inserted into a radial installation opening 21 of the fitting 11 corresponding to the diameter of the intermediate spur gears 17, 17' and radially through the inserted shaft 19 is fixed.
  • the vertical roller 23 is mounted in a chock 24 which is provided with two cantilever-like extensions 24a which, with an outer support wall 25, form a housing which is open laterally outside the chock 24, as shown in FIG. 6. Between these extensions 24a, a slider 26 is radially positively guided, which extends through a radial installation opening 27 of the chock 24.
  • the slider 26 carries a hydraulic motor 29 provided with a drive spur gear 28.
  • the drive spur gear 28 is in engagement with an intermediate spur gear 30 which is rotatably mounted in the slider 26 via a shaft 31.
  • the shaft 31 is rotatably connected to a friction wheel 32 which drives the vertical roller 23 on its outer circumference.
  • the friction wheel can be sustainably pressed against the vertical roller 23, supported on the support wall 25 of the housing-like extension 24a, by means of two cylinders 33 arranged on the side of the hydraulic motor 29, which are connected to the slider 26 via joints 34 connected and the piston rods 35 are connected to the support wall 25 via flange cover 36.
  • the hydraulic internal drive of the vertical roller 40 according to FIGS. 7 and 8 does not require a housing-like extension of the chock 41, since the hydraulic motor 43 is inserted into the non-rotatable support axis 42 of the vertical roller.
  • the drive goes from a drive spur gear 44 coaxial with the hydraulic motor 43 via a first and a second intermediate spur gear 45 and 46 to an internally toothed drive ring 47 of the vertical roller 40.
  • the hydraulic motor 43 is eccentrically in the support axis 42 used to create space for a shaft 48 inserted in the opposite eccentric manner in the support shaft 42 for mounting the first intermediate spur gear 45.
  • the support shaft 42 is provided with a radial installation opening 49 (FIG. 8).
  • the support shaft 42 is surrounded by a support sleeve 50 which is connected in a rotationally fixed manner to the non-rotatable support shaft 42 via a feather key 51.
  • This support sleeve 50 has a collar 53 (FIG. 7, right half) arranged symmetrically to the transverse plane Q, against which the inner rings 54a of two oblique roller bearings 54 are braced.
  • this collar 53 also fulfills the task of holding the shaft 52, in which the support sleeve 50 and the collar 53 are provided with a radial installation opening 55 (FIG. 8) in such a way that the shaft 52 faces outward in flanks 53a of the Federal 53 and can be clamped inwards by bearing cover 56 (Fi.g 8).
  • the internally toothed drive ring 47 of the vertical roller 40 is not molded onto the roller body, but rather a stepped ring which is connected via screws 57 to an inwardly projecting collar 40a of the vertical roller.
  • the collar 40a and the outwardly projecting step 47a of the internally toothed drive ring 47 serve as a common abutment for bracing the outer rings 54b of the two inclined roller bearings 54.
  • All solutions with a hydraulic drive according to FIGS. 2 to 8 make it possible to mount the spur gears in chambers which are closed to the outside and which can be sealed to the outside.
  • a guided lubricating oil in the exemplary embodiment according to FIGS. 7 and 8, for example, via an inner bore 48a of the shaft 48, can even be used to lubricate the roller bearings 54.
  • the bracing of the outer races 54b of the bearings against the collar 40a or the step 47a also has a sealing function.

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Abstract

Um Stöße beim Anstich des Walzgutes in einem Universal­walzgerüst zu vermeiden, werden die Vertikalwalzen mit einem integrierten Eigenantrieb versehen. Für einen elektrischen Antrieb wird die Vertikalwalze als Rotor des Elektromotors ausgebildet. Ein Hydromotor (14) ist entweder in einer gehäuseseitigen Verlängerung des Ein­baustückes (24) der Vertikalwalze (23) angeordnet, um diese von außen nach innen über Stirnradverzahnungen oder letztlich ein Reibrad (32) anzutreiben. Der Hydro­motor kann auch in die undrehbare Tragachse der Vertikalwalze eingesetzt und greift von innen nach außen über in einer Querebene angeordnete Stirnradverzahnung an einen innen­verzahnten Antriebsring an der Vertikalwalze an.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antrieb der Vertikalwalzen eines Universalwalzgerüstes in mindestens einer Drehrichtung, wobei die Vertikalwalzen in Einbaustücken gelagert sind.
  • In Der Praxis sind die Vertikalwalzen eines Universalwalz­gerüstes nicht angetrieben, obwohl Schleppantriebe entwickelt worden sind, um die Vertikalwalzen reibungsschlüssig von um­laufenden Flächen einer Horizontalwalze anzutreiben (DE-PS 11 18 724). Durch derartige Schleppantriebe soll erreicht wer­den, daß die Vertikalwalzen schon vor dem Anstich des Walz­gutes in Drehung versetzt sind, um Stöße bei den Anstichen zu vermeiden, die zu Beschädigungen führen können. Bedingt durch die Geometrie des Walzspaltes greifen nämlich die Vertikalwal­zen an den Flanschen eines I-Walzprofils früher an als die Horizontalwalzen an dem Steg.
  • Die bekannten Schleppantriebe für Vertikalwalzen erfordern jedoch entweder eine Außen-Abstützung der Vertikalwalzen, d.h. ein Verzicht auf eine 2fache Achslagerung (DE-PS 93 321), oder die Anstellvorrichtungen für die Vertikalwalzen müssen durch eine Einrichtung ergänzt werden, um die Vertikalwalzen zwischen den Stichen achsparallel zu den Horizontalwalzen an die Stirn­flächen der Horizontalwalzen vorübergehend anpressen zu können (DE-PS 11 18 724).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Schleppantriebe für Vertikalwalzen zu vermeiden und zu einem positiven Antrieb der Vertikalwalzen zu gelangen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe werden gemäß der Erfindung drei Prinziplösungen eines positiven Antriebes von Verti­kalwalzen des Universalwalzgerüstes vorgeschlagen, und zwar eine erste Lösung mittels eines Elektromotors nach dem Patentanspruch 1, eine zweite Lösung mittels eines außerhalb der Vertikalwalze angeordneten Hydromotor nach dem Patentanspruch 2 sowie eine dritte Lösung mit einem innerhalb der Tragachse der Vertikalwalze angeordneten Hydromotor nach dem Patentanspruch 5. Vorteilhafte kon­krete Ausführungsformen der hydraulischen Lösungen sind in den Patentansprüchen 3 und 4 bzw. 6 angegeben. Für alle Lösungen empfiehlt es sich, das Antriebsmoment des jewei­ligen Antriebsmotors derart auszulegen, daß die Vertikal­walze während des Walzens Verformungsarbeit leistet.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die ver­schiedenen Lösungen dargestellt, und zwar zeigen
    • Fig. 1 Schematisch einen senkrechten Schnitt durch die in einer senkrechten Ebene angeordneten Horizon­tal- und Vertikalwalzen bzw. ihre Lagerungen, mit einem Elektromotor zum Antrieb der Vertikal­walzen,
    • Fig. 2 einen teilweisen axialen Schnitt durch das Ein­baustück einer Vertikalwalze mit Stirnradantrieb von einem Hydromotor aus,
    • Fig. 3 einen waagerechten Schnitt nach der Linie III-­III in Fig. 2,
    • Fig. 4 einen teilweisen senkrechten Schnitt durch ein Einbaustück einer Vertikelwalze mit Reibradan­trieb von einem Hydromotor aus,
    • Fig. 5 einen waagerechten Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,
    • Fig. 6 einen senkrechten Schnitt nach der Linie VI-­VI in Fig. 5,
    • Fig. 7 einen teilweisen senkrechten Axialschnitt durch eine Vertikalwalze mit innerhalb der Tragachse angeordnetem Hydromotor, und
    • Fig. 8 einen teilweisen Axialschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
  • Ein in Fig. 1 schematisch dargestelltes Universalwalzge­rüst zum Walzen von I-Profilen 1 umfaßt bekanntlich zwei Horizontalwalzen 2 sowie zwei Vertikalwalzen 3, die auf einer feststehenden Tragachse 4 innerhalb je eines Ein­baustückes 8 über Wälzlager 6 und 7 drehbar gelagert sind. Zum positiven Antrieb der Vertikalwalzen 3 ist in jedes Einbaustück 8 ein Elektromotor eingebaut, dessen Stator von einem Ringbund 4a der Tragachse 4 gebildet ist, in­dem der Ringbund 4a mit dem stromdurchflossenen Primär­anker 4b versehen ist. Die nicht dargestellte Stromzu­führung erfolgt dabei durch die feststehende Tragachse 4. Die Vertikalwalze 3 ist als Rotor des Elektromotors ausge­bildet, indem diese die Sekundärwicklungen 5 trägt. Da die als Rotor des Elektromotors ausgebildeten Vertikalwalzen 3 zweckmäßig aus gut magnetisierbarem Stahl bestehen, sind sie mit einem aufgezogenen Walzring 9 aus verschleißfestem Material ge­panzert.
  • Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 ist eine Vertikalwalze 10 innerhalb eines Einbaustückes 11 drehbar gelagert, das über zwei Stößel 12, 13 der nicht darge­stellten vertikalen Anstellvorrichtung gegen das Walzgut angestellt werden kann. Zwischen den Stößeln 12, 13 ist ein zum Einbaustück hin offener Kasten 11a als gehäuse­ artige Verlängerung des Einbaustückes 11 angeflanscht, der einen Hydromotor 14 aufnimmt, dessen Druckleitungen 15 aus der gehäuseartigen Verlängerung 11a hinausgeführt sind.
  • Der Hydromotor 14 ist mit einem Antriebs-Stirnrad 16 ver­sehen, von dem aus die Vertikalwalze 10 über ein im Ein­baustück 11 gelagertes Zwischen-Stirnrad 17 unmittelbar angetrieben ist. Hierzu ist die Vertikalwalze an einer Stirnfläche mit einem außenverzahnten Antriebsring 18 versehen, der mit dem Zwischen-Stirnrad 17 im Eingriff ist. Das Zwischenrad 17 ist mit einer im Einbaustück 11 beidendig gelagerten Welle 19 drehfest verbunden, die aus Gründen der Antriebssymmetrie ein weiteres Zwischen­stirnrad 17ʹ trägt, das mit einem weiteren Antriebsring 18ʹ der Vertikalwalze 8 im Eingriff ist.
  • Um die Zwischen- Stirnräder 17 und 17ʹ einbauen und axial festlegen zu können, durchgreift die Welle 19 ein Füll­stück 20, das in eine dem Durchmesser der Zwischen-Stirn­räder 17, 17ʹ entsprechende radiale Einbauöffnung 21 des Einbaustückes 11 eingesetzt und durch die durchge­steckte Welle 19 radial fixiert ist.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 ist die Vertikalwalze 23 in einem Einbaustück 24 gelagert, das mit zwei auslegerartigen Verlängerungen 24a versehen ist, die mit einer äußeren Stützwand 25 ein außerhalb des Einbaustückes 24 seitlich offenes Gehäuse bilden, wie Fig. 6 zeigt. Zwischen diesen Verlängerungen 24a ist ein Gleitstück 26 formschlüssig radial geführt, das eine radiale Einbauöffnung 27 des Einbaustückes 24 durchgreift. Das Gleitstück 26 trägt einen mit einem Antriebs-Stirnrad 28 versehenen Hydromotor 29. Das Antriebsstirnrad 28 steht mit einem Zwischen-Stirnrad 30 im Eingriff, das über eine Welle 31 in dem Gleitstück 26 drehbar gelagert ist. Die Welle 31 ist mit einem Reibrad 32 drehfest verbunden, das die Vertikalwalze 23 an deren Außenumfang antreibt.
  • Um den Anpreßdruck des Reibrades 32 einstellen zu können, ist das Reibrad unter Abstützung an der Stützwand 25 der gehäuseartigen Verlängerung 24a nachhaltig gegen die Vertikalwalze 23 andrückbar, und zwar mittels zweier seit­lich des Hydromotors 29 angeordneter Zylinder 33, die über Gelenke 34 mit dem Gleitstück 26 verbunden und deren Kolbenstangen 35 über Flanschdeckel 36 mit der Stützwand 25 verbunden sind.
  • Der hydraulische Innenantrieb der Vertikalwalze 40 nach Fig. 7 und 8 benötigt keine gehäuseartige Verlängerung des Einbaustückes 41, da der Hydromotor 43 in die undreh­bare Tragachse 42 der Vertikalwalze eingesetzt ist. Wie Fig. 8 zeigt, geht der Antrieb von einem mit dem Hydromotor 43 koaxialen Antriebs-Stirnrad 44 über ein erstes und ein zweites Zwischen-Stirnrad 45 und 46 auf einen innenverzahnten Antriebsring 47 der Vertikal­walze 40. Der Hydromotor 43 ist außermittig in die Trag­achse 42 eingesetzt, um Platz zu schaffen für eine ent­gegengesetzt außermittig in die Tragachse 42 eingesetzte Welle 48 zur Lagerung des ersten Zwischen-Stirnrades 45. Zur Unterbringung dieses Stirnrades 45 ist die Tragachse 42 mit einer radialen Einbauöffnung 49 versehen (Fig. 8).
  • Da die Welle 52 für das zweite Zwischen-Stirnrad 46 außer­halb der Tragachse 42 gehalten werden muß, ist die Trag­achse 42 von einer Stützhülse 50 umgeben, die über eine Paßfeder 51 drehfest mit der undrehbaren Tragachse 42 verbunden ist. Diese Stützhülse 50 hat einen symmetrisch zur Querebene Q angeordneten Bund 53 (Fig. 7, rechte Hälfte), gegen den die Innenringe 54a zweier Schrägrollen­lager 54 verspannt sind. Dieser Bund 53 erfüllt jedoch auch die Aufgabe der Halterung der Welle 52, in dem die Stützhülse 50 sowie der Bund 53 in der Weise mit einer radialen Einbauöffnung 55 (Fig. 8) versehen sind, daß die Welle 52 nach außen in stehengebliebenen Flanken 53a des Bundes 53 und nach innen durch Lagerdeckel 56 (Fi.g 8) festgespannt werden kann.
  • Der innenverzahnte Antriebsring 47 der Vertikalwalze 40 ist aus Gründen der Herstellung nicht an dem Walzenkörper angeformt, sondern ein abgestufter Ring, der über Schrau­ben 57 mit einem nach innen ragenden Bund 40a der Vertikal­walze verbunden ist. In der Ringebene der umfangsverteilten Schrauben 57 dienen der Bund 40a sowie die nach außen vor­springende Abstufung 47a des innenverzahnten Antriebs­ringes 47 als gemeinsames Widerlager für die Verspannung der Außenringe 54b der beiden Schrägrollenlager 54.
  • Alle Lösungen mit hydraulischem Antrieb nach Fig. 2 bis 8 ermöglichen es, die Stirnräder in nach außen geschlosse­nen Kammern zu montieren, die nach außen abgedichtet wer­den können. Ein geleitetes Schmieröl, im Ausführungsbei­spiel nach Fig. 7 und 8 beispielsweise über eine Innen­bohrung 48a der Welle 48, kann sogar zur Schmierung der Wälzlager 54 herangezogen werden. Die Verspannung der äußeren Laufringe 54b der Lager gegen den Bund 40a bzw. die Abstufung 47a hat ebenfalls eine Dichtfunktion.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Antrieb der Vertikalwalzen eines Uni­versalwalzgerüstes in mindestens einer Drehrichtung , wobei die Vertikalwalzen in Einbaustücken auf Trag­achsen gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Elektromotor besteht, dessen Stator (4b) von einem Ringbund (4a) der im Einbaustück (8) undrehbaren Tragachse (4) der Vertikalwalze (3) gebildet ist, und daß die auf der Tragachse drehbar gelagerte Vertikal­walze als Rotor (5) des Elektromotors ausgebildet ist (Fig. 1).
2. Einrichtung zum Antrieb der Vertikalwalzen eines Uni­versalwalzgerüstes in mindestens einer Drehrichtung, wobei die Vertikalwalzen in Einbaustücken auf Trag­achsen gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Hydromotor (14,29) besteht, der in einer gehäuseartigen Verlängerung (11a, 24a) des Einbaustückes (11,24) der Vertikalwalze (10,23) angeordnet und mit einem Antriebs-Stirnrad (16, 28) versehen ist, von dem aus die Vertikalwalze über mindestens ein im Einbaustück gelagertes Zwischen-Stirnrad (17) unmittelbar oder mittelbar über ein Reibrad (32) angetrieben ist (Fig. 2 bis 6).
3. Einrichtung nach Anspruch 2 mit unmittelbarem Stirn­radantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäuse­artige Verlängerung (11a) des Einbaustückes (11) aus einem zum Einbaustück hin offenen Kasten besteht, der an das Einbaustück angeflanscht ist, daß die Vertikal­walze (10) an mindestens einer Stirnfläche mit einem außen verzahnten Antriebsring (18) versehen ist, der mit dem Zwischen-Stirnrad (17) im Eingriff ist, und daß das mit dem Antriebs-Stirnrad im Eingriff stehen­den Zwischen-Stirnrad mit einer im Einbaustück beid­endig gelagerten Welle (19) drehfest verbunden ist, die ein Füllstück (20) durchgreift, das in eine dem Durchmesser des Zwischen-Stirnrades entsprechende radiale Einbauöffnung (21) des Einbaustückes einge­setzt und durch die durchgesteckte Welle radial fixiert ist (Fig. 2 und 3).
4. Einrichtung nach Anspruch 2 mit Antrieb über ein Reib­rad, dadurch gekennzeichnet, daß in der gehäuseartigen Verlängerung (24a, 25) des Einbaustückes (24) ein Gleitstück (26) radial geführt ist, das eine radiale Einbauöffnung (27) des Einbaustückes durchgreift und von dem der Hydromotor (29) nebst Antriebs-Stirnrad (28), Zwischen-Stirnrad (30) und das mit diesem gleich­achsigen Reibrad (32) getragen ist, und daß das Einbau­stück mit dem Reibrad unter Abstützung an einer äußeren stützwand (25) der gehäuseartigen Verlängerung nach­haltig gegen die Vertikalwalze (23) andrückbar ist (Fig. 5 bis 6).
5. Einrichtung zum Antrieb der Vertikalwalzen eines Universalwalzgerüstes in mindestens einer Drehrich­tung, wobei die Vertikalwalzen in Einbaustücken auf Tragachsen gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem in die undreh­bare Tragachse (42) der Vertikalwalze (40) einge­setzten Hydromotor (43) besteht, dessen Antriebs­stirnrad (44) über drehbar gelagerte Zwischen­stirnräder (45,46), die mit einem innenverzahnten Antriebsring (47) versehene Vertikalwalze antreibt, wobei alle Verzahnungen in einer zwischen zwei Wälzlagern (54) verlaufenden Quer­ebene (Q) angeordnet sind (Fig. 7 und 8).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragachse (42) in eine undrehbare Stützhülse (50) zur Aufnahme der inneren Laufringe (54a) der beiden Wälzlager (54) eingesetzt ist, die gegen einen radialen Bund (53) der Stützhülse verspannt sind, der zur Aufnahme und Lagerung des zweiten Zwischen-Stirn­rades (46) radial ausgenommen (55) ist ( Fig. 8).
7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Antriebsmoment des Antriebsmotors derart ausgelegt ist, daß die Vertikalwalze während des Walzens Verformungsarbeit leistet.
EP87110954A 1986-08-14 1987-07-29 Einrichtung zum Antrieb der Vertikalwalzen eines Universalwalzgerüstes Expired - Lifetime EP0256372B1 (de)

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DE19863627630 DE3627630A1 (de) 1986-08-14 1986-08-14 Einrichtung zum antrieb der vertikalwalzen eines universalgeruestes

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EP0256372A2 true EP0256372A2 (de) 1988-02-24
EP0256372A3 EP0256372A3 (en) 1990-02-07
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AT (1) ATE78197T1 (de)
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