AT505723B1 - DEVICE FOR THE ROLLING OF PIPE OR STAINLESS ROLLERS - Google Patents
DEVICE FOR THE ROLLING OF PIPE OR STAINLESS ROLLERS Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut, mit zwei oder mehr angetriebenen und um die Walzgutlängsachse umlaufenden Walzen, deren Walzenachsen sich unter einem Neigungswinkel geneigt zur Walzgutlängsachse erstrecken, wobei zum Erzeugen eines Walzgutvorschubes die Walzenachsen in solchen Ebenen geneigt verlaufen, die in oder gegen die Walzgutlängsachse betrachtet sich mit einem radialen Abstand (E) parallel neben der Walzgutlängsachse erstrecken, und dass ein die jeweilige Walzenachse umgebendes Antriebsrad über eine Kegelradverzahnung mit einem die Walzgutlängsachse umgebenden Sonnenrad kämmt, wobei die Mittelachse des Antriebsrads in einer Ebene verläuft, in der auch die Walzgutlängsachse liegt und wobei das mit dem Sonnenrad kämmende Antriebsrad im Nabenbereich eine Hohlverzahnung besitzt, in welche eine Außenverzahnung einer die jeweilige Walze tragenden Welle (8) eingreift, welche achsversetzt zur Mittelachse des Antriebsrads (9) so gelagert ist, dass sie in solchen Ebenen geneigt verläuft, die in oder gegen die Walzgutlängsachse (3) betrachtet sich mit einem radialen Abstand (E) parallel neben der Walzgutlängsachse erstrecken.Apparatus for the oblique rolling of tubular or rod-shaped rolling stock, with two or more driven and revolving around the rolling stock rolls, the roll axes extending at an inclination angle inclined to the rolling stock, wherein for producing a Walzgutvorschubes the roll axes are inclined in such planes, in or against the rolling stock viewed at a radial distance (E) extending parallel to the rolling stock longitudinal axis, and that surrounding the respective roll axis drive wheel meshes via bevel gear with a sun gear surrounding the rolling stock, wherein the central axis of the drive wheel extends in a plane in which the Walzgutlängsachse is located and wherein the meshing with the sun gear in the hub region has a hollow toothing, in which an outer toothing of a respective roller bearing shaft (8) engages, which is offset from the axis of the drive wheel (9) so mounted in that it is inclined in those planes which, viewed in or against the rolling stock longitudinal axis (3), extend at a radial distance (E) parallel to the longitudinal axis of the rolling stock.
Description
österreichisches Patentamt AT 505 723 B1 2010-07-15Austrian Patent Office AT 505 723 B1 2010-07-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut.Description: The invention relates to a device for the oblique rolling of tubular or rod-shaped rolling stock.
[0002] Vorrichtungen zum Schrägwalzen werden hauptsächlich bei der Herstellung nahtloser Rohre eingesetzt, beispielsweise zum Lochen eines runden Einsatzblockes und damit zum Herstellen eines relativ dickwandigen Hohlblockes oder zum Strecken eines solchen Hohlblockes unter Verminderung seiner Wanddicke oder zum Aufweiten einer Rohrluppe. Außerdem ist es bekannt, derartige Vorrichtungen auch zum Strecken und zur Querschnittsreduktion von stabförmigem, also massivem Walzgut zu verwenden.Devices for oblique rolling are mainly used in the production of seamless tubes, for example, for punching a round insert block and thus for producing a relatively thick-walled hollow block or for stretching such a hollow block while reducing its wall thickness or for expanding a tube blank. Moreover, it is known to use such devices also for stretching and reducing the cross section of rod-shaped, so massive rolling stock.
[0003] Bei herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art wird das Walzgut zwischen in gleichem Drehsinn umlaufenden Walzen in Drehung versetzt und dabei umgeformt. Um einen kontinuierlichen Vorschub des Walzgutes in Längsrichtung zu erzielen, werden die Walzenachsen gegenüber der Walzgutlängsachse unter einem Schwenkwinkel angeordnet, so dass sich aus der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen eine Komponente in Walzgutlängsrichtung ergibt und sich das Walzgut in einer schraubenden Bewegung zwischen den Walzen hindurch in Längsrichtung bewegt. Derartige Vorrichtungen besitzen zwei oder mehr angetriebene Walzen, wobei seitliche Führungen zwischen den Walzen benötigt werden, wenn nur zwei Walzen vorhanden sind, damit das Walzgut im Bereich der Walzachse bleibt und nicht in radialer Richtung herausspringt.In conventional devices of this type, the rolling stock is rotated between rotating in the same direction of rotation rollers and thereby formed. In order to achieve a continuous feed of the rolling stock in the longitudinal direction, the roll axes are arranged opposite the longitudinal axis of the rolling stock at a pivot angle, so that from the peripheral speed of the rolls, a component results in Walzgutlängsrichtung and the rolling material moves in a screwing movement between the rollers in the longitudinal direction , Such devices have two or more driven rollers, wherein lateral guides between the rollers are required, if only two rollers are present, so that the rolling stock remains in the region of the rolling axis and does not jump out in the radial direction.
[0004] In derartigen Vorrichtungen verwendet man tonnenförmige Walzen, deren Walzenachsen parallel zur Walzgutlängsachse verlaufen. Außerdem ist es bekannt, kegelförmige Walzen zu verwenden, bei denen sich die Walzenachsen geneigt zur Walzgutlängsachse erstrecken. Der sich hieraus ergebende Neigungswinkel zwischen Walzenachse und Walzgutlängsachse darf nicht verwechselt werden mit dem vorerwähnten Schwenkwinkel, da der Neigungswinkel allein ohne Schwenkung der Walzenachse keinen axialen Vorschub des Walzgutes bewirkt.In such devices used barrel-shaped rollers whose roller axes are parallel to the rolling stock longitudinal axis. Moreover, it is known to use conical rollers in which the roller axes extend inclined to the rolling stock longitudinal axis. The resulting angle of inclination between the roll axis and rolling stock longitudinal axis must not be confused with the aforementioned pivoting angle, since the inclination angle alone without pivoting the roll axis causes no axial feed of the rolling stock.
[0005] Bei den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen dreht sich das Walzgut um seine Längsachse, wodurch einige Probleme entstehen. Zum ersten kann nur Walzgut begrenzter Länge gewalzt werden, damit seine Drehbewegung nicht zu unruhig wird und man Schäden am Walzgut und an der Vorrichtung vermeidet. Zum zweiten sind aufwendige Führungseinrichtungen für das Walzgut und für eventuell vorhandene Innenwerkzeuge erforderlich. Zum dritten ist der Walzgutdurchsatz und damit die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung eng begrenzt. Der Walzgutdurchsatz wird durch die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt und diese ergibt sich aus der Umfangsgeschwindigkeit des Walzgutes und der Größe des Schwenkwinkels. Da der Schwenkwinkel eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf, weil sonst die Oberfläche des Walzgutes ungleichmäßig, insbesondere wellig wird, kann der Walzgutdurchsatz nur durch eine Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit erhöht werden. Damit steigt aber auch die Drehzahl des Walzgutes, was zu einem unruhigen Lauf desselben führt, der wiederum Beschädigungen des Walzgutes, maschinentechnische Störungen und erhöhten Verschleiß zur Folge hat. Außerdem muss das Walzgut beim Anwalzen wegen der höheren Walzendrehzahlen noch stärker beschleunigt werden, was zum Durchrutschen der Walzen und damit zu Greifproblemen führt. Zum vierten verhindert um seine Längsachse umlaufendes Walzgut ein kontinuierliches Fertigwalzen in mit kurzem Abstand nachgeordneten Längswalzgerüsten.In the apparatuses described above, the rolling stock rotates about its longitudinal axis, whereby some problems arise. For the first, only rolling of limited length can be rolled, so that its rotation is not too restless and avoids damage to the rolling stock and the device. Second, complex guide devices for the rolling stock and possibly existing interior tools are required. Thirdly, the throughput of the rolling stock and thus the performance of the device are very limited. The Walzgutdurchsatz is determined by the feed rate and this results from the peripheral speed of the rolling stock and the size of the pivot angle. Since the swivel angle must not exceed a certain size, because otherwise the surface of the rolling stock is uneven, especially wavy, the Walzgutdurchsatz can only be increased by increasing the peripheral speed. But this also increases the speed of the rolling stock, which leads to a troubled run of the same, which in turn has damage to the rolling stock, machine malfunctions and increased wear. In addition, the rolling stock has to be even more accelerated during rolling due to the higher rolling speeds, which leads to slippage of the rolls and thus gripping problems. For the fourth prevents rolling around its longitudinal axis rolling a continuous finish rolling in a short distance downstream longitudinal rolling stands.
[0006] Wegen dieser Nachteile hat man das kinematische Prinzip des Schrägwalzens umgekehrt, indem man die Walzen nicht nur um ihre Walzenachsen, sondern auch noch um die Walzgutlängsachse umtaufen lässt. Hierdurch erreicht man, dass sich das Walzgut nicht mehr um seine Längsachse zu drehen braucht. Die Walzen rollen in einer planetenartigen Bewegung auf dem und um das Walzgut ab.Because of these disadvantages, one has reversed the kinematic principle of skew rolling, by allowing the rolls umtaufen not only about their roll axes, but also around the rolling stock. This ensures that the rolling stock no longer needs to rotate about its longitudinal axis. The rollers roll in a planetary motion on and around the rolling stock.
[0007] Eine solche Vorrichtung zeigt die US-PS 1 368 413, wo die Walzen mit ihren Walzenwellen in einem rotierenden Gehäuse gelagert sind, welches über einen Zahnkranz und ein Ritzel angetrieben ist. Die die Walzen antreibenden Wellen besitzen an ihren den Walzen abgekehrten Enden Zahnräder, die sich nach Art eines Planetengetriebes auf einem Sonnenrad abwäl- 1/9 österreichisches Patentamt AT 505 723 B1 2010-07-15 zen. Auch das Sonnenrad ist angetrieben. Durch eine entsprechende Abstimmung der Drehzahlen der Walzen und des rotierenden Gehäuses ist es möglich, dass sich die Walzen auf dem Walzgut abwälzen, ohne dieses in Drehung zu versetzen. Die Walzen dieser bekannten Bauart sind tonnenförmig aus-, gebildet und ihre Walzenachsen erstrecken sich in Ebenen, die parallel zur Walzgutlängsachse liegen. Innerhalb dieser Ebenen sind die Walzenachsen jedoch um einen Winkel zur Walzgutlängsachse geschwenkt, wodurch die Vorschubbewegung des Walzgutes erzeugt wird. Auch die Achsen der Planetenräder erstrecken sich in diesem Winkel zur Walzgutlängsachse, liegen aber in einer Ebene, welche auch die Walzgutlängsachse enthält. Deshalb sind die Walzenantriebswellen zwischen den Planetenrädern und den Walzen an ihren Enden mit Gelenkkupplungen ausgestattet. Damit der Knickwinkel dieser Gelenkkupplungen nicht zu groß wird, sind die Walzenantriebswellen relativ lang, was zu einer ebenfalls langgestreckten Konstruktion des rotierenden Gehäuses führt. Insbesondere die langen Walzenantriebswellen sind bei der Drehung des rotierenden Gehäuses Fliehkräften und Kreiselmomenten ausgesetzt, was die Gehäusedrehzahl begrenzt.Such a device is shown in US-PS 1 368 413, where the rollers are mounted with their roller shafts in a rotating housing, which is driven by a sprocket and a pinion. The shafts driving the rollers have gearwheels on their ends turned away from the rollers, which gearwheels on a sun gear in the manner of a planetary gear mechanism. Also the sun gear is driven. By an appropriate adjustment of the rotational speeds of the rollers and the rotating housing, it is possible that the rollers roll on the rolling stock, without putting this in rotation. The rolls of this known type are barrel-shaped, formed and their roll axes extend in planes which are parallel to the rolling stock longitudinal axis. Within these levels, however, the roll axes are pivoted at an angle to the rolling stock longitudinal axis, whereby the feed movement of the rolling stock is generated. The axes of the planetary gears extend at this angle to the rolling stock longitudinal axis, but lie in a plane which also contains the rolling stock longitudinal axis. Therefore, the roller drive shafts between the planetary gears and the rollers are equipped at their ends with articulated couplings. So that the bending angle of these articulated couplings does not become too large, the roller drive shafts are relatively long, which leads to a likewise elongate construction of the rotating housing. In particular, the long roller drive shafts are exposed to centrifugal forces and centrifugal moments during rotation of the rotating housing, which limits the housing speed.
[0008] Die DE-OS 16 02 153 zeigt in Fig. 1 eine Vorrichtung mit prinzipiell den gleichen vorstehend beschriebenen Merkmalen. Durch Fig. 2 dieser Offenlegungsschrift ist eine andere Bauart bekannt geworden. Bei dieser sind die Walzen kegelförmig ausgebildet und die Walzenachsen erstrecken sich unter einem Neigungswinkel geneigt zur Walzgutlängsachse. Die Walzen sind fliegend in Köpfen gelagert, die stirnseitig an einem um die Walzgutlängsachse rotierenden Rotorgehäuse angeordnet sind, welches über einen Zahnkranz angetrieben ist. Die Walzen selbst werden über mehrere radial von der Walzgutlängsachse weg hintereinander angeordnete Zahnräder bzw. Zahnradgetriebestufen angetrieben, von denen das erste Zahnrad in ein Sonnenrad eingreift und auf diesem durch die Drehbewegung des Rotorgehäuses, in dem es gelagert ist, abrollt. Wie bei der US- PS 1 368 413 wird auch bei dieser bekannten Bauart das Sonnenrad durch einen gesonderten Antrieb in Drehung versetzt. Die Drehzahl des Sonnenrades und die Drehzahl des Rotorgehäuses kann man so abstimmen, dass sich die Walzen auf dem Walzgut abwälzen, ohne dieses in Drehung zu versetzen. Mit der vorerwähnten Neigung der Walzenachsen zur Walzgutlängsachse allein ist kein Walzgutvorschub zu erreichen. Dieser entsteht durch ein Schwenken der Köpfe, die um eine Kegelradachse am Rotorgehäuse schwenkbar angeordnet sind. Der auf diese Weise entstehende Schwenkwinkel ist in Fig. 2 der Offenlegungsschrift nicht erkennbar. Diese bekannte Bauart besitzt insgesamt drei Walzen und ist sowohl für rohr- als auch für stabförmiges Walzgut vorgesehen.DE-OS 16 02 153 shows in Fig. 1, a device with in principle the same features described above. By Fig. 2 of this publication, another type has become known. In this, the rollers are cone-shaped and the roller axes extend at an inclination angle inclined to the rolling stock longitudinal axis. The rollers are mounted in a flying manner in heads, which are arranged on the front side on a rotor housing rotating around the rolling stock axis, which is driven by a ring gear. The rollers themselves are driven via a plurality of radially spaced from the rolling stock longitudinal axis away gears or gear transmission stages, of which the first gear engages in a sun gear and rolls on this by the rotational movement of the rotor housing in which it is stored. As in the US-PS 1 368 413, the sun gear is rotated by a separate drive in this known type. The speed of the sun gear and the speed of the rotor housing can be adjusted so that the rollers roll on the rolling stock, without putting this in rotation. With the aforementioned inclination of the roll axes to the rolling stock longitudinal axis alone no Walzgutvorschub can be achieved. This is caused by a pivoting of the heads, which are arranged pivotably about a bevel gear on the rotor housing. The resulting pivoting angle is not apparent in Fig. 2 of the published patent application. This known type has a total of three rollers and is intended for both tubular and rod-shaped rolling.
[0009] Die letztgenannte Bauart ist wegen ihres Walzenantriebes sehr aufwendig. Die radial von der Walzgutlängsachse weg nach außen gestaffelten Zahnräder des Walzenantriebes bewirken, dass das umlaufende Rotorgehäuse einen riesigen Außendurchmesser erhält, der je nach Querschnittsgröße des Walzgutes etwa 3 bis 5 Meter beträgt. An diesem großen Rotorgehäuse befinden sich die die Walzen, Walzenwellen, deren Lagerungen und die Antriebsräder enthaltenen Köpfe, so dass außergewöhnlich große umlaufende Massen bei großen Außendurchmessern entstehen. Wegen der auftretenden Fliehkräfte ist die Drehzahl des Rotorgehäuses mit den Köpfen sehr begrenzt und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Walzgutes. Folglich ist auch der Durchsatz an Walzgut pro Zeiteinheit und damit die Leistung gering. Durch die großen Abmessungen der Köpfe sowie des Rotorgehäuses und wegen des relativ großen Abstandes der Schwenkachse der Köpfe von der jeweiligen Walzenachse ist ein genaues Einstellen und Konstanthalten der Walzenposition erschwert, zumal auch unterschiedliche Auffederungen der Walzen unter Last berücksichtigt werden müssen. Der wegen der radial nach außen gestaffelten Zahnräder auch relativ weit außen befindliche Kegelradantrieb für die Walzen erfordert eine sehr steile Neigung der Walzenachsen zur Walzgutlängsachse, damit die axiale Länge der Vorrichtung sowie Rotorgehäuse und Köpfe nicht noch größer werden. Eine Neigung der Walzenachsen gegen die Walzgutlängsachse ist an sich vorteilhaft, aber wenn diese Neigung zu steil wird, entstehen Walzen mit besonders ausgeprägter, das heißt flacher Kegelform mit starker Abnahme des Walzendurchmessers, insbesondere im Bereich der Walzenspitze. Dort befinden sich die Glättzone und die Rundungszone der Walzen, wo sich die starke Durchmesserabnahme besonders negativ auswirkt, indem sie dort unerwünschte Verdrehungen des Walzgutes beim Walzen verursacht. Diese Gefahr besteht bei der bekannten Bauart wegen der 2/9 österreichisches Patentamt AT 505 723 B1 2010-07-15 dort notwendigen steilen Neigung der Walzenachsen und der dadurch bedingten flachen Kegelform der Walzen.The latter type is very expensive because of its roller drive. The radially outwardly of the rolling stock axis away outwardly staggered gears of the roller drive cause the rotating rotor housing receives a huge outer diameter, which is about 3 to 5 meters depending on the cross-sectional size of the rolling stock. On this large rotor housing are the rollers, roll shafts, their bearings and the drive wheels contained heads, so that exceptionally large rotating masses arise at large outside diameters. Because of the centrifugal forces occurring, the speed of the rotor housing with the heads is very limited and thus the feed rate of the rolling stock. Consequently, the throughput of rolling stock per unit time and thus the performance is low. Due to the large dimensions of the heads and the rotor housing and because of the relatively large distance of the pivot axis of the heads of the respective roll axis an accurate adjustment and keeping constant the roll position is difficult, especially since different rebounds of the rolls under load must be considered. The due to the radially outwardly staggered gears also relatively far outboard bevel gear for the rollers requires a very steep inclination of the roll axes to Walzgutlängsachse so that the axial length of the device and rotor housing and heads are not even greater. An inclination of the roll axes against the rolling stock longitudinal axis is in itself advantageous, but if this tendency is too steep, arise rolls with a particularly pronounced, that is flat conical shape with a large decrease in the roll diameter, especially in the region of the roll tip. There, the smoothing zone and the rounding zone of the rolls, where the large diameter decrease has a particularly negative effect by causing undesirable rotations of the rolling stock during rolling. This risk exists in the known type because of the necessary steep inclination of the roll axes and the consequent flat conical shape of the rolls.
[0010] Bei der DE-OS 31 13 461 hat man zwar durch Versetzen der Planetenräder auf dem Umfang der Walzgutlängsachse den radialen Abstand der nach außen gestaffelten Zahnräder des Walzenantriebes etwas verringert, aber man konnte damit die vorstehenden Nachteile nur ein wenig reduzieren. Sie sind im Wesentlichen auch bei dieser Bauart vorhanden.In DE-OS 31 13 461 has indeed been reduced by offsetting the planet gears on the circumference of the rolling stock the radial distance of the outwardly staggered gears of the roller drive something, but you could thus reduce the above disadvantages only a little. They are essentially also present in this design.
[0011] Aus der DE 195 10 715 C1 ist eine Vorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut mit zwei oder mehr angetriebenen und um die Walzgutlängsachse umlaufenden Walzen bekannt, deren Walzenachsen sich unter einem Neigungswinkel geneigt zur Walzgutlängsachse erstrecken, wobei zum Erzeugen eines Walzgutvorschubes die Walzenachsen in solchen Ebenen geneigt verlaufen, die in oder gegen die Walzgutlängsachse betrachtet sich mit einem radialen Abstand parallel neben der Walzgutlängsachse erstrecken. Die Walzen werden unmittelbar von einem die Walzgutlängsachse umgebenden Sonnenrad über jeweils ein mit diesem kämmenden und die jeweilige Walzenachse umgebenden Antriebsrad mit achsver-setzter Kegelradverzahnung angetrieben. Die mit dem Sonnenrad kämmenden Antriebsräder können im Nabenbereich eine Hohlverzahnung besitzen, in welche eine Außenverzahnung einer die jeweilige Walze tragenden Welle eingreift, welche in drehbaren Exzenterbüchsen gelagert und relativ zum Antriebsrad und zur Walzgutlängsachse quer verstellbar sind. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass Kegelräder mit Achsversatz benötigt werden. Diese können nur von wenigen hoch spezialisierten Herstellern berechnet und hergestellt werden, benötigen Spezialwerkzeuge und sind entsprechend teuer in der Herstellung.From DE 195 10 715 C1 discloses a device for oblique rolling of tubular or rod-shaped rolling stock with two or more driven and revolving around the rolling stock rolls, the roll axes inclined at an inclination angle extend to the rolling stock, wherein for producing a Walzgutvorschubes the roll axes are inclined in such planes, which, viewed in or against the longitudinal axis of the rolling stock, extend at a radial distance parallel to the rolling stock longitudinal axis. The rollers are driven directly by a sun gear surrounding the rolling stock longitudinal axis via in each case one with this combing and the respective roller axis surrounding drive wheel with achsver-set bevel gear. The meshing with the sun gear drive wheels may have a hollow toothing in the hub area, in which engages an external toothing of a shaft supporting the respective shaft, which are mounted in rotatable eccentric bushes and transversely adjustable relative to the drive wheel and the rolling stock. A disadvantage of this construction is that bevel gears are required with axial offset. These can only be calculated and manufactured by a few highly specialized manufacturers, require special tools and are correspondingly expensive to manufacture.
[0012] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Bauarten nicht anhaften und die vor allem kleinere Abmessungen bei größerer Leistungsfähigkeit besitzt.The object of the invention is to provide a device of this kind, which does not adhere to the disadvantages of the known types and especially has smaller dimensions with greater performance.
[0013] Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von der zuletzt beschriebenen bekannten Bauart ausgegangen, d.h. von einer Vorrichtung zum Schrägwalzen von rohr- oder stabförmigem Walzgut, mit zwei oder mehr angetriebenen und um die Walzgutlängsachse umlaufenden Walzen, deren Walzenachsen sich unter einem Neigungswinkel geneigt zur Walzgutlängsachse erstrecken, wobei zum Erzeugen eines Walzgutvorschubes die Walzenachsen in solchen Ebenen geneigt verlaufen, die in oder gegen die Walzgutlängsachse betrachtet sich mit einem radialen Abstand parallel neben der Walzgutlängsachse erstrecken, und dass ein die jeweilige Walzenachse umgebendes Antriebsrad über eine Kegelradverzahnung mit einem die Walzgutlängsachse umgebenden Sonnenrad kämmt, wobei die Mittelachse des Antriebsrads in einer Ebene verläuft, in der auch die Walzgutlängsachse liegt und wobei das mit dem Sonnenrad kämmende Antriebsrad im Nabenbereich eine Hohlverzahnung besitzt, in welche eine Außenverzahnung einer die jeweilige Walze tragenden Welle eingreift. Dabei wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung anstelle des Antriebsrads mit achsversetzter Kegelradverzahnung ein Antriebsrad vorgesehen, dessen Mittelachse in einer Ebene verläuft, in der auch die Walzgutlängsachse liegt, so dass die Mittelachse des Antriebsrads selbst nicht in solchen Ebenen geneigt verläuft, die in oder gegen die Walzgutlängsachse betrachtet sich mit einem radialen Abstand parallel neben der Walzgutlängsachse erstrecken. Dieser Achsversatz wird dadurch erreicht, dass die jeweilige Walze tragende Welle achsversetzt zur Mittelachse des Antriebsrads so gelagert ist, dass sie in solchen Ebenen geneigt verläuft, die in oder gegen die Walzgutlängsachse betrachtet sich mit einem radialen Abstand parallel neben der Walzgutlängsachse erstrecken. Zum Antrieb der Walze besitzt das mit dem Sonnenrad kämmende Antriebsrad im Nabenbereich eine Hohlverzahnung, in welche eine Außenverzahnung der die jeweilige Walze tragenden Welle eingreift.In the solution of this problem is based on the last-described known type, i. from a device for oblique rolling of tubular or rod-shaped rolling, with two or more driven and rotating around the rolling stock rolls, the roll axes extend inclined at an inclination to the rolling stock, wherein for producing a Walzgutvorschubes the roll axes inclined in such planes, in or considered against the longitudinal axis of the rolling stock with a radial distance parallel next to the rolling stock longitudinal axis, and that a respective roller axis surrounding the drive wheel via a bevel gear with a rolling gear surrounding the sun gear, the central axis of the drive wheel extends in a plane in which also the rolling stock and wherein the meshing with the sun gear in the hub region has a hollow toothing, in which engages an external toothing of a shaft carrying the respective shaft. In this case, instead of the drive wheel with off-axis bevel gear teeth, a drive wheel is provided, the central axis of which runs in a plane in which the rolling stock longitudinal axis lies, so that the central axis of the drive wheel itself is not inclined in such planes, in or against the Walzgutlängsachse considered to extend with a radial distance parallel to the rolling stock longitudinal axis. This axial offset is achieved in that the shaft carrying the respective shaft is mounted off-axis to the center axis of the drive wheel so that it extends inclined in planes which viewed in or against the rolling stock with a radial distance extending parallel to the rolling stock. To drive the roller which meshes with the sun gear in the hub region has a hollow toothing, in which engages an external toothing of the shaft supporting the respective shaft.
[0014] Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung entfallen alle Gelenkwellen und Gelenkkupplungen sowie die zwischen Sonnenrad und Walzenachsen außer den jeweiligen Antriebsrädern bislang noch zwischengeschalteten Zahnräder. Der radiale Abstand der Walzenachsen von der Walzgutlängsachse wird durch die achsversetzte Kegelradverzahnung der Antriebsräder und des Sonnenrades ausgeglichen bzw. überbrückt. Das führt in vorteilhafter Weise zu einer we- 3/9 österreichisches Patentamt AT 505 723 B1 2010-07-15 sentlich kompakteren Vorrichtung. Der durch die Erfindung erzielte Fortfall zahlreicher Teile reduziert die um die Walzgutlängsachse umlaufenden Massen, hält die Abstände der verbliebenen Teile von der Walzgutlängsachse klein und reduziert damit die auftretenden Fliehkräfte beträchtlich, so dass die Vorrichtung bei gleichbleibendem Walzgutquerschnitt nicht nur bedeutend kleiner wird, sondern auch mit erheblich höherer Drehzahl um die Walzgutlängsachse rotieren kann und folglich einen höheren Durchsatz an Walzgut, also eine deutlich verbesserte Leistung hat. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung lässt sich der Neigungswinkel zwischen den Walzenachsen und der Walzgutlängsachse auch relativ klein halten, was nicht nur die Antriebsräder und damit die gesamte Vorrichtung klein hält, sondern auch zu einer weniger ausgeprägten Kegelform der Walzen, das heißt, zu einer mehr zylindrischen Walzenform führt. Bei dieser Walzenform nimmt der Walzendurchmesser, insbesondere im Bereich der Glättzone und der Rundungszone, weniger stark ab, so dass Verdrehungen des Walzgutes vermieden werden, die sonst vor allem beim Walzen dünnwandiger Rohre in diesem Bereich leicht auftre-ten.By this embodiment of the invention accounts for all propeller shafts and couplings and between the sun and roller axles except the respective drive wheels so far still intermediate gears. The radial distance of the roller axes of the rolling stock longitudinal axis is compensated or bridged by the off-axis bevel gear teeth of the drive wheels and the sun gear. This advantageously leads to a considerably more compact device. The elimination of numerous parts achieved by the invention reduces the mass circulating about the longitudinal axis of the rolling stock, keeps the distances between the remaining parts of the rolling stock small and thus considerably reduces the centrifugal forces that occur, so that the apparatus not only becomes significantly smaller, but also with a constant rolling stock cross-section can rotate significantly higher speed around the rolling stock longitudinal axis and consequently has a higher throughput of rolling stock, so a significantly improved performance. In the embodiment of the invention, the inclination angle between the roll axes and the rolling stock can also be kept relatively small, which not only keeps the drive wheels and thus the entire device small, but also to a less pronounced conical shape of the rolls, that is, to a more cylindrical roll shape leads. In this type of roll, the roll diameter decreases less, in particular in the region of the smoothing zone and the rounding zone, so that twisting of the rolling stock which otherwise tends to occur, especially when rolling thin-walled tubes in this region, is avoided.
[0015] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die die Walzen tragenden Wellen ohne Verstellbarkeit in ihren Lagern gelagert. Bei dieser Ausbildung ist eine Verstellung des radialen Abstandes der Walzen bzw. der Walzenachsen von der Walzgutlängsachse nicht möglich, so dass der Vorschub des Walzgutes gleich bleibt. Vor allem ergibt sich bei dieser einfachen Ausführungsform eine besonders kompakte Vorrichtung mit großer Steifigkeit gegen die auftretenden Walzkräfte.In an advantageous embodiment of the invention, the rollers carrying waves are stored without adjustability in their camps. In this embodiment, an adjustment of the radial distance of the rollers or the roller axes of the rolling stock longitudinal axis is not possible, so that the feed of the rolling stock remains the same. Above all, results in this simple embodiment, a particularly compact device with high rigidity against the rolling forces occurring.
[0016] Demgegenüber ist es auch möglich, dass die die jeweilige Walze tragende Welle relativ zum Antriebsrad und zur Walzgutlängsachse quer verstellbar ist, beispielsweise wenn sie in drehbaren Exzenterbüchsen gelagert ist. Bei einer solchen Ausbildung der Vorrichtung lässt sich der radiale Abstand der Walzenachsen von der Walzgutlängsachse verstellen und damit auch der Vorschub des Walzgutes verändern.In contrast, it is also possible that the shaft carrying the respective roller is transversely adjustable relative to the drive wheel and the rolling stock, for example, when it is mounted in rotatable eccentric bushings. With such a design of the device, the radial distance of the roller axes of the rolling stock can be adjusted and thus change the feed of the rolling stock.
[0017] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Walzen in Richtung ihrer Walzenachsen verstellbar. Dies kann vor allem durch eine axial verschiebbare, vorzugsweise stufenlos einstellbare Lagerung der die Walzen tragenden Wellen erreicht werden. Auf diese Weise lässt sich der kleinste von allen Walzen gemeinsam umschriebene Durchmesser verändern und damit der Fertigdurchmesser des Walzgutes. Die Verstellbarkeit der Wellen und Walzen in Längsrichtung der Walzenachsen lässt sich auch kombinieren mit der vorerwähnten Querverstellung der Walzenachsen, so dass bei einer so ausgebildeten Vorrichtung sowohl der Außendurchmesser des Walzgutes als auch der Vorschub desselben veränderbar sind. Andererseits lässt sich eine Verstellung der Walzen in Richtung ihrer Walzenachsen auch auf die oben bereits erwähnte Weise mittels Beilagen durchführen. Nachgearbeitete Walzen lassen sich durch Verwendung anderer Beilagen wieder in die gewünschte Position bringen, wobei eine hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Kalibereinstellung erreichbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the rollers are adjustable in the direction of their roll axes. This can be achieved above all by an axially displaceable, preferably infinitely adjustable mounting of the shafts carrying the rolls. In this way, the smallest of all rollers together circumscribed diameter change and thus the finished diameter of the rolling stock. The adjustability of the shafts and rollers in the longitudinal direction of the roll axes can also be combined with the aforementioned transverse adjustment of the roll axes, so that both the outer diameter of the rolling stock and the feed thereof can be changed in a device designed in this way. On the other hand, an adjustment of the rolls in the direction of their roll axes can also be carried out in the manner already mentioned above by means of inserts. Re-worked rolls can be brought back into the desired position by using other inserts, whereby a high accuracy and reproducibility of the caliber setting can be achieved.
[0018] Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind insgesamt vier angetriebene Walzen vorgesehen. Die Verwendung von vier statt der ansonsten häufig anzutreffenden drei Walzen hat den Vorteil, dass der Walzgutquerschnitt wesentlich enger von den Walzen umschlossen wird. Dies führt insbesondere beim Walzen dünnwandiger Rohre zu einer geringeren Aufweitung des Walzgutes zwischen den Walzen und damit zu einer Verminderung zusätzlicher Biegebeanspruchung und Verdrehung des Werkstoffes. Außerdem sind bei vier Walzen die Walzendurchmesser, welche zur größtmöglichen Umschließung des Walzgutes führen, kleiner als bei drei Walzen. Kleinere Walzendurchmesser wiederum bieten den großen Vorteil kleinerer Walzmomente, so dass alle Teile des Walzenantriebes und des Rotors nochmals kleiner und leichter ausgebildet werden können, was auch die Vorrichtung als Ganzes kompakter werden lässt. Die Verwendung von im Durchmesser besonders kleinen Walzen, bei denen die Abnahme des Walzendurchmessers im Bereich der Glättzone und der Rundungszone und damit das Problem der Walzgutverdrehung gravierender wird, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung deshalb nicht problematisch, weil sie einen besonders flachen Neigungswinkel ermöglicht, der hier ausgleichend wirkt. 4/9 österreichisches Patentamt AT 505 723 B1 2010-07-15 [0019] In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen: [0020] Fig. 1 bis 3 die Anordnung der Walzenachsen in Vorder- und Seitenansicht sowie Drauf sicht; [0021] Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit axialer und radialer Wellenverstel lung.In a particularly advantageous embodiment of the invention a total of four driven rollers are provided. The use of four instead of the otherwise commonly encountered three rolls has the advantage that the Walzgutquerschnitt is much more closely enclosed by the rollers. This leads in particular when rolling thin-walled tubes to a smaller expansion of the rolling stock between the rollers and thus to a reduction of additional bending stress and rotation of the material. In addition, with four rolls, the roll diameter, which lead to the largest possible enclosure of the rolling stock, smaller than three rolls. Smaller roll diameters, in turn, offer the great advantage of smaller rolling moments, so that all parts of the roll drive and the rotor can again be made smaller and lighter, which also makes the device as a whole more compact. The use of particularly small diameter rollers, in which the decrease in the roll diameter in the region of the smoothing and rounding zone and thus the problem of Walzgutverdrehung is more serious, is not problematic in the inventive device because it allows a particularly shallow angle of inclination, the here balancing effect. In the drawings, the invention is illustrated by means of embodiments. 1 to 3, the arrangement of the roll axes in front and side view and plan view; FIG. 4 shows a device according to the invention with axial and radial shaft adjustment.
[0022] In Fig. 1, der Vorderansicht, ist die Querschnittsfläche von Walzgut 1 dargestellt. Gezeigt wird ein massiver Stab. Das Walzgut 1 kann jedoch auch aus einem Rohr bzw. einer Rohrluppe bestehen und es kann sich darin ein Innenwerkzeug wie z. B. eine Dornstange befinden. Das Walzgut 1 wird von mehreren das Walzgut 1 umgebenden [0023] Walzen 2 umgeformt, obwohl in Fig. 1 bis 3 nur jeweils eine Walze 2 dargestellt ist. Die Walzen 2 kreisen planetenartig um die Walzgutlängsachse 3, die sich senkrecht zur Papierebene von Fig. 1 erstreckt. Dabei drehen sich die Walzen 2 um ihre Walzenachsen 4 und rollen auf der Außenfläche des Walzgutes 1 ab. Die Walzen 2 sind bei dem dargestellten Beispiel im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet, besitzen jedoch die Form von zwei aufeinandergestellten Kegelstümpfen mit unterschiedlich geneigten Mantelflächen. Letzteres ist besonders deutlich in der Seitenansicht Fig. 2 zu erkennen, wo auch gezeigt wird, dass sich die Walzenachse 4 unter einem Neigungswinkel geneigt zur Walzgutlängsachse 3 erstreckt. Dieser an sich bekannte Neigungswinkel allein bewirkt noch keinen axialen Vorschub des Walzgutes 1, wenn Walzenachse 4 und Walzgutlängsachse 3 sich in einer Ebene befinden. Bei der Vorderansicht sieht man in oder gegen die Walzgutlängsachse 3 und erkennt, dass die Ebene, in der die Walzenachse 4 geneigt verläuft, sich mit einem radialen Abstand "E" und außerdem noch parallel neben der Walzgutlängsachse 3 erstreckt. Betrachtet man einen Berührungspunkt 5 zwischen Walze 2 und Walzgut 1, dann stellt man fest, dass die Walzenumfangsgeschwindigkeit 6 eine Komponente 7 in Vorschubrichtung des Walzgutes 1 erzeugt. Auch in der Draufsicht von Fig. 3 ist diese den Vorschub bewirkende Komponente 7 zu erkennen.In Fig. 1, the front view, the cross-sectional area of rolling stock 1 is shown. Shown is a massive rod. However, the rolling stock 1 may also consist of a tube or a tube blank and it may be an internal tool such. B. are a mandrel. The rolling stock 1 is formed by a plurality of rolls 2 surrounding the rolling stock 1, although in FIG. 1 to 3 only one roll 2 is shown in each case. The rollers 2 circle like a planet around the rolling stock longitudinal axis 3, which extends perpendicular to the paper plane of Fig. 1. The rollers 2 rotate about their roller axes 4 and roll on the outer surface of the rolling stock 1 from. The rollers 2 are formed in the illustrated example, substantially conical, but have the shape of two stacked truncated cones with differently inclined lateral surfaces. The latter can be seen particularly clearly in the side view Fig. 2, where it is also shown that the roll axis 4 extends at an inclination angle inclined to the rolling stock longitudinal axis 3. This per se known inclination angle alone does not cause any axial feed of the rolling stock 1 when the roll axis 4 and rolling stock 3 are in a plane. In the front view, one sees in or against the rolling stock longitudinal axis 3 and recognizes that the plane in which the roll axis 4 is inclined is at a radial distance " E " and also still extends parallel to the rolling stock 3 in addition. If one considers a point of contact 5 between roller 2 and rolling stock 1, then it is found that roller circumferential speed 6 produces a component 7 in the feed direction of rolling stock 1. Also in the plan view of Fig. 3, this feed the effecting component 7 can be seen.
[0024] Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung teilweise im Längsschnitt, bei der die Walzen 2 und ihre Walzenachsen 4 in der erfindungsgemäßen Weise angeordnet sind. Zwei Walzen 2 sind sichtbar, wogegen zwei weitere Walzen 2 von hier beispielsweise insgesamt vier, die im Vordergrund und im Hintergrund sich befinden, nicht dargestellt wurden, um die Position der beiden anderen Walzen 2 besser verdeutlichen zu können.Fig. 4 shows a device partially in longitudinal section, in which the rollers 2 and their roll axes 4 are arranged in the manner according to the invention. Two rollers 2 are visible, whereas two other rollers 2 from here, for example, a total of four, which are located in the foreground and in the background, were not shown in order to better illustrate the position of the other two rollers 2.
[0025] Die Walzen 2 sind motorisch angetrieben. Der Antrieb erfolgt über sie tragende Wellen 8, deren Außenverzahnungen 41 in eine Hohlverzahnung 40 der Antriebsräder 9 eingreift. Die Antriebsräder 9 kämmen gemeinsam mit einem Sonnenrad 10, welches das Walzgut 1 umschließt. Dabei wird eine Kegelradverzahnung 11 benutzt. Das Sonnenrad 10 besitzt eine langgestreckte Antriebsbüchse 12, welche das Sonnenrad 10 drehfest mit einem Zahnrad 13 verbindet, das über ein Ritzel 49 von einem nicht dargestellten Motor gesondert regelbar angetrieben wird. Die die Walzen 2 tragenden Wellen 8 sind in einem Rotor 14 drehbar gelagert, der seinerseits um die Walzgutlängsachse 3 umläuft, da er drehbar im Gehäuse 15 gelagert ist. Angetrieben wird der Rotor 14 von einem weiteren Ritzel 16, das in einen Zahnkranz 17 des Rotors 14 eingreift und ebenfalls gesondert von einem nicht dargestellten Motor angetrieben ist.The rollers 2 are driven by a motor. The drive takes place on them carrying shafts 8, the outer teeth 41 engages in a hollow toothing 40 of the drive wheels 9. The drive wheels 9 mesh together with a sun gear 10, which encloses the rolling stock 1. In this case, a bevel gear 11 is used. The sun gear 10 has an elongated drive sleeve 12 which rotatably connects the sun gear 10 with a gear 13 which is driven separately controllable via a pinion 49 by a motor, not shown. The rollers 2 carrying shafts 8 are rotatably mounted in a rotor 14, which in turn rotates about the rolling stock longitudinal axis 3, since it is rotatably mounted in the housing 15. The rotor 14 is driven by a further pinion 16, which engages in a ring gear 17 of the rotor 14 and is also driven separately by a motor, not shown.
[0026] Die in Fig. 4 gezeigte Bauart ermöglicht ein axiales Verstellen der Walzen 2 durch Verstellen der Wellen 8. Die Walzen 2 sind jeweils mit einem Zuganker 18 in axialer Richtung fest mit ihrer Welle 8 verspannt, der in einer zentralen Längsbohrung der Welle 8 angeordnet ist. Radiallager 20erlaubt eine begrenzte, aber ausreichende axiale Verschiebung der Welle 8. Eine Lagerbüchse 21 ist über ein Axiallager 22 und das Radiallager 23 drehbar in dem Rotor 14 gelagert, der seinerseits über das Lager 24 im Gehäuse 15 gelagert ist. Der Rotor 14 besitzt eine Büchse 25 welche sowohl die Welle 8 als auch die sie umgebende Lagerbüchse 21 umschließt. Diese Büchse 25 ist mit dem Rotor 14 verbunden und läuft mit diesem um die Walzgutlängsachse 3 um. Im Übrigen ist die Büchse 25 ortsfest. Die Welle 8 und mit ihr die Walze 2 sowie der Zuganker 18 führen die Umlaufbewegung um die Walzgutlängsachse 3 ebenfalls aus, 5/9The type shown in Fig. 4 allows an axial adjustment of the rollers 2 by adjusting the shafts 8. The rollers 2 are each braced with a tie rod 18 in the axial direction fixed with its shaft 8, in a central longitudinal bore of the shaft. 8 is arranged. Radial bearing 20 allows a limited, but sufficient axial displacement of the shaft 8. A bearing bush 21 is rotatably mounted in the rotor 14 via a thrust bearing 22 and the radial bearing 23, which in turn is mounted on the bearing 24 in the housing 15. The rotor 14 has a sleeve 25 which encloses both the shaft 8 and the bearing bushing 21 surrounding it. This sleeve 25 is connected to the rotor 14 and runs around this with the rolling stock 3. Incidentally, the sleeve 25 is fixed. The shaft 8 and with it the roller 2 and the tie rod 18 perform the orbital movement about the rolling stock longitudinal axis 3 also, 5/9
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20220904 |