DE202023100646U1

DE202023100646U1 - Three-high cross-rolling mill for the manufacture of rotationally symmetrical long products in a single-stage rolling process

Info

Publication number: DE202023100646U1
Application number: DE202023100646.9U
Authority: DE
Original assignee: Gmt Gesellschaft fur Metallurgische Tech und Softwareentwicklung Mbh; Gmt Gesellschaft fur Metallurgische Technologie- und Softwareentwicklung Mbh; Kocks Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Gmt Gesellschaft fur Metallurgische Tech und Softwareentwicklung Mbh; Gmt Gesellschaft fur Metallurgische Technologie- und Softwareentwicklung Mbh; Kocks Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2023-02-10
Filing date: 2023-02-10
Publication date: 2023-03-03
Anticipated expiration: 2033-02-11

Abstract

Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst, aufweisend:
drei konische Walzen, die einen Walzspalt zum Walzen eines entlang eines Durchlaufpfads durchlaufenden Walzgutes begrenzen und die um den Durchlaufpfad herum gleichmäßig, d.h. um 120° zueinander versetzt, angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Walzen jeweils relativ zum Durchlaufpfad windschief sind,
eine Antriebseinrichtung zum Drehantreiben zumindest einer der Walzen, und
eine axiale Zustelleinrichtung zum axialen Zustellen der zumindest einen Walze,
wobei die axiale Zustelleinrichtung dazu ausgestaltet ist, die zumindest eine Walze entlang ihrer Drehachse zu verschieben und dadurch einen Querschnitt des Walzspalts zu verändern.

Three-high cross-rolling mill, comprising:
three conical rollers which delimit a roller gap for rolling a rolling stock passing along a throughput path and which are arranged uniformly around the throughput path, i.e. offset by 120° to one another, the axes of rotation of the rolls being skewed relative to the throughput path,
a drive device for rotating at least one of the rollers, and
an axial infeed device for the axial infeed of the at least one roller,
wherein the axial infeed device is designed to displace the at least one roller along its axis of rotation and thereby change a cross section of the roller gap.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst zum flexiblen Schrägwalzen von zylindrisch, konisch oder anderweitig rotationssymmetrisch geformten Langprodukten mit einer geraden Längsachse aus metallischem Ausgangsmaterial in einem einzigen Umformschritt.The present invention relates to a three-roll cross-rolling stand for the flexible cross-rolling of cylindrical, conical or otherwise rotationally symmetrical long products with a straight longitudinal axis made of metallic starting material in a single forming step.

Stand der TechnikState of the art

Beim Schrägwalzen wird die Umformung mittels drei um 120° zueinander versetzter kegelförmiger Walzen realisiert, welche um die Walzlinie angeordnet sind. Der hier beschriebene Walzprozess im Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst ist durch die vorhandene Eigenrotation des Walzgutes gekennzeichnet.In the case of cross-rolling, the forming is carried out by means of three conical rolls which are offset by 120° from one another and are arranged around the rolling line. The rolling process described here in the three-roll cross-rolling stand is characterized by the inherent rotation of the rolling stock.

Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal für das Schrägwalzen ist die inkrementelle Umformung mittels einer für das Schrägwalzen charakteristischen Kontaktzonengeometrie zwischen den drei Werkzeugen und dem als Walzgut bezeichneten Werkstück. Infolge der inkrementellen Umformung werden in Dreiwalzen-Schrägwalzwerken hohe Umform- bzw. Streckgrade in einem Durchlauf erzielt: erfahrungsgemäß werden Streckgrade von 1,5 bis 2 bzw. Querschnittsabnahmen von 33 bis 50 % erzielt. Diese Kopplung von inkrementeller Umformung und hohen Umformgraden macht das Schrägwalzverfahren effizient und wirtschaftlich.A key unique selling point for cross-rolling is the incremental forming by means of a contact zone geometry between the three tools and the workpiece, which is known as the rolling stock, which is characteristic for cross-rolling. As a result of the incremental forming, high degrees of forming or stretching are achieved in a single pass in three-roll cross-rolling mills: experience has shown that degrees of stretching of 1.5 to 2 or reductions in cross section of 33 to 50% are achieved. This coupling of incremental forming and high degrees of forming makes the cross-rolling process efficient and economical.

Das Prinzip des Schrägwalzens wurde bereits vor ca. 120 Jahren von den Gebrüdern Mannesmann erfunden und wird bis zum heutigen Tage insbesondere zur Fertigung von nahtlosen Rohrhalberzeugnissen erfolgreich in metallurgischen Unternehmen eingesetzt. In diesem Anwendungsfall wird vor allem der für Rohrmaterial günstige Zugspannungszustand im Kern des Walzgutes für den Lochvorgang ausgenutzt, wie es bereits in DE 471730 A beschrieben wird. Im Moment des Auftretens hoher Zugspannungen im Werkstückkern erfolgt im Walzspalt der Einsatz einer Dornstange für den Lochvorgang zur Herstellung eines Hohlblocks aus einem Rundknüppel. Überdies kann der so vorgelochte Block weiter umgeformt und entsprechend die Wandstärke reduziert werden.The principle of cross rolling was invented around 120 years ago by the Mannesmann brothers and is still used successfully in metallurgical companies to this day, particularly for the manufacture of seamless semi-finished tubes. In this application, the tensile stress condition in the core of the rolling stock, which is favorable for the pipe material, is used for the piercing process, as already explained in DE 471730 A is described. At the moment when high tensile stresses occur in the workpiece core, a mandrel bar is used in the roll gap for the piercing process to produce a hollow block from a round billet. In addition, the pre-punched block can be further formed and the wall thickness reduced accordingly.

Beim Schrägwalzen von Rohren kommen häufig zwei auf ihren Umfang konisch kalibrierte Walzen und auch Stützwalzen- und / oder Stützlineale zum Einsatz. So wird beispielsweise in DE 3328269 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres aus einem Massivblock mittels Zweiwalzen-Schrägwalzen unter Verwendung eines Lochdorns beschrieben, wobei in DE 3326946 C1 kaliberschließende Führungen zum Einsatz kommen. Zumeist schließt sich ein weiterer Walzschritt zur Auswalzung auf die Fertigabmessung des Rohres an. Bei der Rohrherstellung werden Schrägwalzgerüste als Teilschritt in einer kontinuierlichen Produktionsstraße eingesetzt, wie es in DE 3236892 A1 oder DE 3308782 A1 beschrieben wird. Dreiwalzen-Schrägwalzgerüste und damit eine wirtschaftliche Herstellung von nahtlosen Rohren werden erstmals in DE 1752116 A beschrieben. Vereinzelt werden auch Dreiwalzen-Schrägwalzgerüste zur Herstellung von Stabmaterial beschrieben, beispielsweise in DE 1961092 A und DE 10 2007 041992 A1 .When cross-rolling tubes, two rolls that are conically calibrated on their circumference and also back-up rolls and/or back-up bars are often used. For example, in DE 3328269 A1 describes a method for producing a seamless tube from a solid block by means of two-roll cross rolling using a piercing mandrel, wherein in DE 3326946 C1 caliber-locking guides are used. In most cases, this is followed by a further rolling step for rolling out to the finished size of the tube. In the manufacture of tubes, cross-rolling stands are used as part of a continuous production line, as shown in DE 3236892 A1 or DE 3308782 A1 is described. Three-roll cross-rolling stands and thus the economical production of seamless tubes are used for the first time in DE 1752116 A described. Occasionally, three-roll piercing mills for the production of rod material are also described, for example in DE 1961092 A and DE 10 2007 041992 A1 .

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird in dieser Anmeldung eine neue technologische Lösung zur wirtschaftlichen und effizienten Herstellung von massiven Langprodukten mit Hilfe eines Präzisionswalzgerüstes für das Dreiwalzen-Schrägwalzen beschrieben. So wird in der vorliegenden Entwicklung ein einheitliches Walzgerüstkonzept unter Einsatz von belastungsoptimierten Antriebssträngen mit Längenausgleich zur präzisen Einstellung des Walzspaltes sowie einer angepassten Walzenkonfiguration mit zweiseitig gelagerten Walzen beschrieben.In contrast to the prior art, this application describes a new technological solution for the economical and efficient manufacture of solid long products using a precision rolling stand for three-roll cross-rolling. In this development, a uniform roll stand concept is described using load-optimized drive trains with length compensation for precise adjustment of the roll gap and an adapted roll configuration with rolls supported on two sides.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst bereitzustellen, das eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Einstellung der Abmessungen des Walzproduktes aufweist, bei gleichzeitiger Realisierung von hohen Umformgraden in nur einem Umform-Durchlauf.It is the object of the present invention to provide a three-roll cross-rolling stand that has a high degree of flexibility with regard to setting the dimensions of the rolled product, while at the same time realizing high degrees of deformation in just one forming pass.

Das erfindungsgemäße Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst umfasst, gemäß einer ersten Ausführungsform, drei bevorzugt baugleiche, konische Walzen, die gleichmäßig um einen Durchlaufpfad eines durchlaufenden Walzgutes herum, also um 120° zueinander versetzt, angeordnet sind. Der Durchlaufpfad ist eine Bahn, die die Mittellinie des Walzgutes im Walzprozess in der Walzzone, also in einem Bereich, in dem Walzen und Walzgut in Kontakt sind, beschreibt. Die drei Walzen sind genauer so angeordnet, dass ihre Mittelpunkte in einer Ebene senkrecht zum Durchlaufpfad liegen und in dieser Ebene rotationssymmetrisch um 120° versetzt zueinander positioniert sind. Der Mittelpunkt einer Walze sei hier definiert als Punkt, der eine auf der Drehachse der Walze verlaufende Strecke von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite der Walze mittig teilt.According to a first embodiment, the three-roll piercing roll stand according to the invention comprises three preferably identical conical rolls which are arranged uniformly around a throughput path of a rolling stock passing through, ie offset by 120° to one another. The throughput path is a path that describes the center line of the rolling stock in the rolling process in the rolling zone, i.e. in an area where the rolls and the rolling stock are in contact. More precisely, the three rollers are arranged in such a way that their center points lie in a plane perpendicular to the throughput path and are positioned rotationally symmetrically offset by 120° from one another in this plane. The center point of a roller is defined here as a point that centrally divides a line running on the axis of rotation of the roller from one end face to the other end face of the roller.

Gemäß dieser Ausführungsform begrenzen die drei Walzen einen Walzspalt zum Walzen eines entlang des Durchlaufpfads durchlaufenden Walzgutes. In oben beschriebener Anordnung haben die drei Walzen während des Walzprozesses Kontakt zu durchlaufendem Walzgut. Diese Kontaktflächen befinden sich immer an dem Bereich der Walzenoberfläche, der dem Durchlaufpfad am nächsten liegt. Aufgrund der steten Rotation der Walzen während des Walzprozesses ist diese Kontaktfläche bezogen auf die Walze kontinuierlich umlaufend, bezogen auf den Durchlaufpfad jedoch stationär. Der Walzspalt wird als Öffnung definiert, die näherungsweise ringförmig, ausgehend von den Bereichen der Kontaktflächen mit freien Bereichen dazwischen, ausgebildet ist und die sich vom Durchlaufpfad bis zu den Kontaktflächen der Walzen mit dem durchlaufenden Walzgut erstreckt.According to this embodiment, the three rolls delimit a roll gap for rolling a rolling stock running along the throughput path. In the arrangement described above, the three rollers are in contact with the rolling stock passing through during the rolling process. These contact surfaces are always located on the area of the roller surface that is closest to the throughput path. Due to the constant rotation of the rolls during the rolling process, this contact surface is continuously revolving in relation to the roll, but stationary in relation to the throughput path. The roll gap is defined as an opening which is approximately annular, starting from the areas of the contact surfaces with free areas in between, and which extends from the passage path to the contact surfaces of the rolls with the rolling stock passing through.

Die Drehachsen der Walzen sind gemäß der beschriebenen Ausführungsform jeweils relativ zum Durchlaufpfad windschief. Die Drehachsen sind ferner relativ zum Durchlaufpfad gleich ausgerichtet, sodass die drei Walzen in Position und Ausrichtung rotationssymmetrisch um den Durchlaufpfad herum angeordnet sind. Durch die Rotation der Walzen und die windschiefe Ausrichtung ihrer Drehachsen zum Durchlaufpfad wird das Walzgut in einer spiralförmigen Bewegung in die Umformzone zwischen den drei Walzen eingezogen. Es sind Führungseinrichtungen für den Einlauf bzw. den Auslauf des Walzgutes vorgesehen. Die Umformung des Walzgutes wird dadurch gewährleistet, dass die Konturen der Walzen gegenüber der Walzgutachse geneigt sind, so dass der Abstand zwischen den Walzenoberflächen mit fortschreitender Walzgutbewegung abnimmt. Dabei wird in einer Vielzahl aufeinander folgender lokaler Umformzyklen über begrenzte Kontaktflächen der Querschnitt des Walzgutes verändert.According to the embodiment described, the axes of rotation of the rollers are each skewed relative to the throughput path. Furthermore, the axes of rotation are aligned in the same way relative to the throughput path, so that the three rollers are arranged rotationally symmetrically in terms of position and alignment around the throughput path. Due to the rotation of the rolls and the skewed alignment of their axes of rotation to the throughput path, the rolling stock is drawn into the forming zone between the three rolls in a spiral movement. Guide devices are provided for the entry and exit of the rolling stock. The forming of the rolling stock is ensured by the fact that the contours of the rolls are inclined relative to the rolling stock axis, so that the distance between the roll surfaces decreases as the rolling stock movement progresses. The cross-section of the rolling stock is changed in a large number of consecutive local forming cycles over limited contact areas.

Das Dreiwalzenschrägwalzgerüst umfasst ferner zumindest eine Antriebseinrichtung zum Drehantreiben zumindest einer der Walzen und zumindest eine axiale Zustelleinrichtung zum axialen Zustellen der zumindest einen Walze, wobei die axiale Zustelleinrichtung dazu ausgestaltet ist, die zumindest eine Walze entlang ihrer Drehachse zu verschieben und dadurch einen Querschnitt des Walzspalts zu verändern. Die Richtung der Verschiebung der Walze muss dabei nicht exakt mit der Ausrichtung der Drehachse übereinstimmen, sondern kann auch davon abweichen, sofern gleichermaßen der Querschnitt des Walzspalts verändert wird und die Durchführbarkeit des Walzprozesses sichergestellt ist.The three-roll cross-rolling mill also comprises at least one drive device for rotating at least one of the rolls and at least one axial infeed device for axially infeeding the at least one roll, the axial infeed device being designed to displace the at least one roll along its axis of rotation and thereby to close a cross section of the roll gap change. The direction of the displacement of the roll does not have to correspond exactly to the alignment of the axis of rotation, but can also deviate from it, provided that the cross section of the roll gap is changed and the feasibility of the rolling process is ensured.

Die Antriebseinrichtungen umfassen bevorzugt je einen Antriebsmotor, der über ein Getriebe und eine Antriebswelle mit einer Walze verbunden ist und diese rotatorisch antreibt. Bevorzugt ist zwischen Walze und Antriebsmotor mindestens eine Sicherheitskupplung zwischengeschaltet.The drive devices preferably each comprise a drive motor which is connected to a roller via a gearbox and a drive shaft and drives the latter in rotation. At least one safety clutch is preferably interposed between the roller and the drive motor.

Das axiale Zustellen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Verschieben der Walzen entlang ihrer Drehachsen zur Veränderung des Querschnitts des Walzspalts definiert. Bevorzugt weist das Walzgerüst je eine axiale Zustelleinrichtung pro Walze, also drei axiale Zustelleinrichtungen, auf. Die Zustelleinrichtung ist dazu ausgestaltet, die Walze axial, d. h. entlang einer Zustellrichtung, die bevorzugt parallel zu den Drehachsen der Walzen orientiert ist, zu verfahren und so den Querschnitt des Walzspalts zu verändern. Während konventionell zur Veränderung des Fertigungsdurchmessers die Walzen gegen größere bzw. kleinere getauscht werden, kann mittels der Zustelleinrichtungen der Querschnitt des Walzspalts flexibel eingestellt werden.In the context of the present invention, the axial adjustment is defined as the displacement of the rolls along their axes of rotation in order to change the cross section of the roll gap. The roll stand preferably has one axial infeed device per roll, ie three axial infeed devices. The infeed device is designed to move the roller axially, i. H. to move along an infeed direction, which is preferably oriented parallel to the axes of rotation of the rolls, and thus to change the cross section of the roll gap. While the rollers are conventionally exchanged for larger or smaller ones to change the production diameter, the cross-section of the roller gap can be flexibly adjusted using the infeed devices.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zustellvorrichtung einen Gewindetrieb, wobei die Walze auf einem entlang ihrer Drehachse linear verschiebbaren Schlitten angeordnet ist und der Gewindetrieb dazu ausgestaltet ist, die Walze durch Verfahren des Schlittens zu verschieben.According to a preferred embodiment, the infeed device comprises a screw drive, wherein the roller is arranged on a carriage that can be linearly displaced along its axis of rotation and the screw drive is designed to move the roller by moving the carriage.

Jede Walze ist auf einem Schlitten angeordnet, der auf Führungsschienen geführt und linear beweglich ist. Die Bewegungsrichtung ist windschief zum Durchlaufpfad, bevorzugt parallel zur Drehachse der Walze. Der Schlitten wird über den Gewindetrieb verfahren, der durch einen Getriebemotor angetrieben wird. Der Gewindetrieb besteht aus einer Spindel mit Gewinde und einer Mutter und dient dazu, eine rotatorische in eine translatorische Bewegung umzuwandeln. Bevorzugt ist die Spindel mit dem Schlitten verbunden. Die Mutter wird durch den Getriebemotor in Rotation versetzt, wodurch die rotatorisch fixierte Spindel und der mit ihr verbundene Schlitten entlang der Führungsschienen verfahren, die axiale Position der Walze und damit der Querschnitt des Walzspalts eingestellt werden.Each roller is arranged on a carriage which is guided on guide rails and can be moved linearly. The direction of movement is skew to the flow path, preferably parallel to the axis of rotation of the roller. The carriage is moved via the screw drive, which is driven by a geared motor. The screw drive consists of a spindle with a thread and a nut and is used to convert a rotary to a translatory movement. The spindle is preferably connected to the carriage. The nut is set in rotation by the geared motor, whereby the rotationally fixed spindle and the carriage connected to it move along the guide rails, the axial position of the roll and thus the cross-section of the roll gap are adjusted.

Bevorzugt sind die Antriebswellen der Antriebseinrichtungen jeweils mit einem Längenausgleich versehen. Der axiale Längenausgleich kompensiert das Verfahren der Walze durch die Zustelleinrichtung, sodass die Antriebsmotoren fest im Gestell verbaut bleiben können. Der Längenausgleich kann beispielsweise in Form einer Zahnwellenverbindung ausgeführt sein. Die zwei Wellenelemente können in dieser Konfiguration begrenzt axial zueinander verschoben werden. Die Drehmomentübertragung erfolgt formschlüssig über die Innen- bzw. Außenverzahnung. Stärker bevorzugt weisen die Antriebswellen darüber hinaus mindestens eine, bevorzugt zwei Gelenke in Form von Kardangelenken auf. Diese Gelenke erlauben einen Versatz und oder Winkel zwischen einer Walzenwelle und oder einer Rotorwelle des Antriebsmotors, was eine höhere Flexibilität bei der Anordnung der Komponenten des Walzgerüsts und eine kompaktere Bauweise ermöglicht.The drive shafts of the drive devices are preferably each provided with a length compensation. The axial length compensation compensates for the movement of the roller by the infeed device, so that the drive motors can remain permanently installed in the frame. The length compensation can be implemented, for example, in the form of a toothed shaft connection. In this configuration, the two shaft elements can be displaced axially relative to one another to a limited extent. The torque is transmitted positively via the internal and external teeth. More preferably, the drive shafts also have at least one, preferably two, joints in the form of cardan joints. These joints allow an offset and/or angle between a roll shaft and/or a rotor shaft of the drive motor, which allows greater flexibility in the arrangement of the roll stand components and a more compact design.

Bevorzugt ist jede Walze drehbar in einem Lagerbock gelagert. Dabei ist die Walze im Bereich der Walzenwelle beidseitig, d. h. sowohl an einem links als auch an einem rechts von der Walze befindlichen Walzenwellenabschnitt, über je ein Walzenlager in dem Lagerbock aufgenommen. Der Lagerbock ist ein Strukturelement, das ein Lager in einer bestimmten Position fixiert, damit eine darin gelagerte Welle relativ zum Lagerbock nur wie vorgesehen rotatorisch beweglich ist. Die Lagerung kann als Wälz- oder Gleitlagerung ausgeführt sein. Bevorzugt ist die Lagerung jedoch als Gleitlager ausgeführt. Dies ist vorteilhaft, da die Gleitlagerung eine besonders hohe Steifigkeit aufweist und nur einen geringen Bauraum beansprucht.Each roller is preferably rotatably mounted in a bearing block. The roller is accommodated in the area of the roller shaft on both sides, ie both on a roller shaft section to the left and on a roller shaft section to the right of the roller, via one roller bearing each in the bearing block. The bearing block is a structural element that fixes a bearing in a specific position so that a shaft mounted therein can only move rotationally relative to the bearing block as intended. The bearing can be designed as a roller or plain bearing. However, the bearing is preferably designed as a slide bearing. This is advantageous because the sliding bearing has a particularly high degree of rigidity and only takes up a small amount of space.

Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Walzen und der Walzenlager, mindestens einen Temperatursensor je Walzenlager zum Erfassen der Walzen- und/oder Walzenlagertemperatur und eine Steuerungseinheit zum Steuern der Kühleinrichtung und Regeln der Walzen- und/oder Walzenlagertemperaturen. Durch die Temperatursensoren können die Walzen- und/oder Walzenlagertemperaturen bestimmt werden. Die Steuerungseinheit vergleicht gemessene Ist-Temperaturen mit, z. B., voreingestellten Soll-Temperaturen und regelt die Kühleinrichtung entsprechend, um eine optimale Lager- und Walzentemperierung zu realisieren. Bevorzugt kann auf Basis der ermittelten Walzguttemperatur in Verbindung mit dem gemessenen Walzgutdurchmesser nach dem Walzen der Kaltdurchmesser, d. h. der Durchmesser nach dem Abkühlen des Walzguts auf Umgebungstemperatur, theoretisch, d. h. durch Berechnung, bestimmt werden.The three-high cross-rolling mill according to the invention preferably comprises a cooling device for cooling the rolls and the roll bearings, at least one temperature sensor for each roll bearing for detecting the roll and/or roll bearing temperature, and a control unit for controlling the cooling device and regulating the roll and/or roll bearing temperatures. The roller and/or roller bearing temperatures can be determined by the temperature sensors. The control unit compares measured actual temperatures with, e.g. B., preset target temperatures and regulates the cooling device accordingly in order to achieve optimal bearing and roller temperature control. The cold diameter, i.e. H. the diameter after the rolling stock has cooled to ambient temperature, theoretical, i.e. H. by calculation.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst zumindest eine radiale Zustelleinrichtung zum radialen Zustellen einer Walze auf, wobei die radiale Zustelleinrichtung dazu ausgestaltet ist, die Walze senkrecht zum Durchlaufpfad zu verschieben und dadurch einen Querschnitt des Walzspalts zu verändern. Bevorzugt weist das Walzgerüst je eine radiale Zustelleinrichtung pro Walze, also drei radiale Zustelleinrichtungen, auf. Diese Ausführungsform kann darüber hinaus sämtliche in anderen beschriebenen Ausführungsformen genannten Merkmale aufweisen.According to an alternative embodiment, the three-roll cross-rolling mill has at least one radial infeed device for radial infeed of a roll, the radial infeed device being designed to move the roll perpendicularly to the throughput path and thereby change a cross section of the roll gap. The roll stand preferably has one radial infeed device per roll, ie three radial infeed devices. In addition, this embodiment can have all the features mentioned in other described embodiments.

Figurenlistecharacter list

In den beigefügten Zeichnungen, die rein beispielhaft und ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken, Ausführungsbeispiele darstellen, zeigt

1 Teile eines Dreiwalzen-Schrägwalzgerüsts;
2 das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst in einer Seitenansicht;
3 das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst in einer Ansicht von hinten; und
4 den schematischen Aufbau einer Kühleinrichtung.

In the accompanying drawings, which show exemplary embodiments purely by way of example and without limiting the scope of the present invention

1 parts of a three-high cross rolling mill;
2 the three-roll piercing mill in a side view;
3 the three-high piercing mill in a rear view; and
4 the schematic structure of a cooling device.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

1 zeigt die seitliche Ansicht eines Antriebsstranges. Als Antriebsstrang werden diejenigen Elemente bezeichnet, die an der Übertragung der Leistung und des Drehmoments vom Antriebsmotor 24 zur Walze 10 beteiligt sind. Das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst 1 umfasst drei Antriebsstränge. Jeder Antriebsstrang umfasst eine Walze 10, eine Antriebswelle 22, einen Antriebsmotor 24, ein Getriebe 25 und eine Sicherheitskupplung 26. Die Antriebswelle 22 ist mit zwei Kardangelenken 23a, 23b versehen und durch diese sowie durch eine Kupplung 27 in vier Abschnitte unterteilt. Der erste Wellenabschnitt ist mit dem Getriebe 25 verbunden und verläuft bis zum ersten Kardangelenk 23a. Der zweite Wellenabschnitt verläuft von dem ersten Kardangelenk 23a bis zum Längenausgleich der Antriebswelle 22. Der Dritte Wellenabschnitt verläuft von dem Längenausgleich der Antriebswelle 22 bis zum zweiten Kardangelenk 23b. Der vierte Wellenabschnitt verläuft vom zweiten Kardangelenk 23b bis zur Kupplung 27 der Antriebswelle 22. 1 shows the side view of a drive train. Those elements that are involved in the transmission of power and torque from the drive motor 24 to the roller 10 are referred to as the drive train. The three-high cross-rolling stand 1 comprises three drive trains. Each drive train includes a roller 10, a drive shaft 22, a drive motor 24, a gearbox 25 and a safety clutch 26. The drive shaft 22 is provided with two universal joints 23a, 23b and is divided into four sections by these and a clutch 27. The first shaft section is connected to the gear 25 and extends to the first cardan joint 23a. The second shaft section runs from the first cardan joint 23a to the length compensation of the drive shaft 22. The third shaft section runs from the length compensation of the drive shaft 22 to the second cardan joint 23b. The fourth shaft section runs from the second cardan joint 23b to the coupling 27 of the drive shaft 22.

Die Walze 10 ist massiv ausgestaltet und form- oder kraftschlüssig mit dem vierten Wellenabschnitt verbunden. Die Walze ist in einem Lagerbock 12 drehbar um ihre Drehachse D gelagert. Die Lagerung ist bevorzugt als Gleitlager, kann aber auch als Wälzlager ausgeführt sein. Die Walze ist mit der Antriebswelle 22, die in einem Lagerbock 28 drehbar aufgenommen ist, über die Kupplung 27 verbunden. Die Walze ist in der dargestellten Ausführungsform konisch geformt, kann in anderen Ausführungsformen aber auch andere, für Walzen gängige Formen aufweisen.The roller 10 is solid and connected to the fourth shaft section in a positive or non-positive manner. The roller is rotatably mounted about its axis of rotation D in a bearing block 12 . The storage is preferably as a slide bearing, but can also be designed as a roller bearing. The roller is connected via the clutch 27 to the drive shaft 22 which is rotatably accommodated in a bearing block 28 . In the illustrated embodiment, the roller has a conical shape, but in other embodiments it can also have other shapes that are common for rollers.

Ferner zeigt 1 eine Zustelleinrichtung 30 zur Zustellung der Walze umfassend einen Schlitten 32, auf dem der Lagerbock 12 mit der Walze 10 montiert ist, einen Gewindetrieb 36 und einen Getriebemotor 38, der den Gewindetrieb 36 antreibt. Mittels der Zustelleinrichtung 30 kann die Position der Walze 10 zum Walzgut linear eingestellt und so der Walzspalt reguliert werden. Dafür wird der Schlitten 32 durch Betreiben des Gewindetriebs 36 linear auf Führungsschienen 34 verfahren und die Position der Walze 10 entsprechend verändert. Die Antriebswelle 22 ist mit einem Längenausgleich ausgeführt, um das Verfahren der Walze zu ermöglichen.Furthermore shows 1 a feed device 30 for feeding the roller comprising a carriage 32 on which the bearing block 12 is mounted with the roller 10, a screw drive 36 and a geared motor 38 which drives the screw drive 36. By means of the infeed device 30, the position of the roller 10 relative to the rolling stock can be adjusted linearly and the roller gap can thus be regulated. For this purpose, the carriage 32 is moved linearly on guide rails 34 by operating the screw drive 36 and the position of the roller 10 is changed accordingly. The drive shaft 22 is designed with a length compensation in order to enable the movement of the roller.

2 zeigt das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst 1 in einer Seitenansicht. Das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst kann grundsätzlich in zwei Bereiche, den Antriebsblock 3 und den Walzblock 2 unterteilt werden. Der Antriebsblock 3 umfasst die Antriebskomponenten, nämlich die Antriebsmotoren 24, die Getriebe 25 und die Sicherheitskupplungen 26, die in den Motorgrundrahmen 52 aufgenommen sind. Im Walzblock 2, der aus einer Schweißkonstruktion besteht, sind die Walzen 10 in ihren Lagerböcken 12 auf den Schlitten 32 der Zustelleinrichtungen 30 aufgenommen. 2 shows the three-roll piercing mill 1 in a side view. The three-roll cross-rolling stand can basically be divided into two areas, the drive block 3 and the rolling block 2 . The drive block 3 includes the drive components, namely the drive motors 24, the gears 25 and the safety clutches 26, which are accommodated in the motor base frame 52. In the rolling block 2, which consists of a welded construction, the rollers 10 are accommodated in their bearing blocks 12 on the carriages 32 of the feed devices 30.

Das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst 1 umfasst 3 Antriebsstränge, die schräg zum Durchlaufpfad P und um 120° versetzt zueinander angeordnet sind. Die drei Walzen 10 sind entsprechend ebenfalls um 120° versetzt zueinander um den Durchlaufpfad P des Walzgutes herum angeordnet. Die antriebsseitigen Elemente der Antriebsstränge, d. h. die Getriebe 25, die Sicherungskupplungen 26 und die Antriebsmotoren 24 sind in einer Schweißkonstruktion, dem Antriebsblock 3, angeordnet. Dieser umfasst drei Motorgrundrahmen 52, die im Wesentlichen zur Aufnahme der antriebsseitigen Elemente dienen. Die Motorgrundrahmen 52 sind so ausgestaltet, dass die Ausrichtung der Antriebsstränge im Wesentlichen zu den Walzen gewährleistet ist. Die Motorgrundrahmen 52 sind auf ein Fundament, den Hallenboden oder den Rahmen des Antriebsblocks 3 aufgesetzt. Die Walzen 10 sind über die Lagerböcke 12 in einer weiteren Schweißkonstruktion, dem Walzblock 2, aufgenommen.The three-roll cross-rolling stand 1 comprises 3 drive trains, which are arranged at an angle to the throughput path P and offset by 120° from one another. The three rollers 10 are correspondingly also offset by 120° to one another around the passage path P of the rolling stock. The drive-side elements of the drive trains, i. H. the gears 25, the safety clutches 26 and the drive motors 24 are arranged in a welded construction, the drive block 3. This comprises three motor base frames 52, which essentially serve to accommodate the drive-side elements. The motor base frames 52 are designed in such a way that the alignment of the drive trains is essentially ensured with the rollers. The motor base frames 52 are placed on a foundation, the hall floor or the frame of the drive block 3 . The rollers 10 are accommodated via the bearing blocks 12 in a further welded structure, the rolling block 2 .

Ferner zeigt 2 die Zustelleinrichtungen 30 umfassend Getriebemotoren 38 und Führungsschienen 34. Die Schlitten 32 sind radial oder axial verschiebbar ausgestaltet. Die Einstellung des Walzspaltes auf den gewünschten Fertigdurchmesser erfolgt durch eine radiale oder axiale Zustellung der drei Walzen 10.Furthermore shows 2 the infeed devices 30 comprising geared motors 38 and guide rails 34. The carriages 32 are designed to be displaceable radially or axially. The roll gap is set to the desired finished diameter by a radial or axial infeed of the three rolls 10.

3 zeigt das Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst 1 in einer Ansicht von hinten in Richtung des Walzpfades. Die Kontaktflächen der drei Walzen 10 mit dem Walzgut bilden den Walzspalt, den das Walzgut durchläuft. Die Drehachsen D der Walzen 10 sind jeweils windschief zum und rotationssymmetrisch um den Durchlaufpfad P des Walzgutes, der senkrecht in die Zeichnungsebene verläuft, und windschief zu den Drehachsen D der anderen Walzen 10 angeordnet. Die Walzen 10 sind in den Lagerböcken 12 gelagert, die wiederum auf den Schlitten 32 montiert sind. Die Führungsschienen 34 sind ebenfalls so orientiert, dass die Zustellbewegung jeweils windschief zum Durchlaufpfad ausgerichtet ist, sodass sich beim Verfahren der Schlitten 32 mit den Walzen 10 der Abstand zwischen den Kontaktflächen der drei Walzen 10 mit dem Walzgut und damit der Querschnitt des Walzspalts verändert. 3 shows the three-high piercing mill 1 in a rear view in the direction of the rolling path. The contact surfaces of the three rolls 10 with the rolling stock form the nip through which the rolling stock passes. The axes of rotation D of the rolls 10 are each arranged skewed to and rotationally symmetrical about the passage path P of the rolling stock, which runs perpendicular to the plane of the drawing, and skewed to the axes of rotation D of the other rolls 10 . The rollers 10 are mounted in the bearing blocks 12, which in turn are mounted on the carriage 32. The guide rails 34 are also oriented in such a way that the infeed movement is skewed to the throughput path, so that when the carriages 32 with the rollers 10 are moved, the distance between the contact surfaces of the three rollers 10 with the rolling stock and thus the cross-section of the roller gap changes.

4 zeigt den schematischen Aufbau einer zentralen Schmiereinrichtung 40, mit der das Walzgerüst zur kontinuierlichen Schmierung der Walzenlager ausgerüstet ist. Insbesondere die Gleitlagerung der Walzenwellen, die im Mischreibungsgebiet betrieben wird, erfordert eine kontinuierliche Schmiermittelversorgung. Die Schmiereinrichtung umfasst Vorratsbehälter 42, eine Schmiermittelpumpe 44, einen Schmiermittelverteiler 46 und Verbindungsleitungen 48, die das Schmiermittel zu den Lagern der Walzen 10 befördern. Schmiermittel kann dem Vorratsbehälter 42 zugeführt werden, der die Schmiermittelpumpe 44 speist. Von hier aus wird das Schmiermittel durch den Schmiermittelverteiler 46 auf die Verbindungsleitungen 48 verteilt und den Lagern der Walzen 10 zugeführt. 4 shows the schematic structure of a central lubricating device 40 with which the roll stand is equipped for the continuous lubrication of the roll bearings. In particular, the plain bearings of the roller shafts, which are operated in the mixed friction area, require a continuous supply of lubricant. The lubricating device includes reservoir 42, a lubricant pump 44, a lubricant distributor 46 and connecting lines 48 which convey the lubricant to the bearings of the rollers 10. Lubricant may be supplied to reservoir 42 which feeds lubricant pump 44 . From here, the lubricant is distributed to the connecting lines 48 by the lubricant distributor 46 and fed to the bearings of the rollers 10 .

Bezugszeichenlistereference list

DD: Drehachseaxis of rotation
PP: Durchlaufpfadflow path
11: Dreiwalzen-SchrägwalzgerüstThree-roll piercing mill
22: Walzblockrolling block
33: Antriebsblockdrive block
1010: Walzeroller
1212: Lagerbockbearing block
1414: Lagerstellenstorage locations
1616: Walzenlagerroller bearing
2020: Antriebseinrichtungdrive device
2222: Antriebswelledrive shaft
2323: Kardangelenkeuniversal joints
2424: Antriebsmotordrive motor
2525: Getriebetransmission
2626: Sicherheitskupplungsafety clutch
2727: Kupplungcoupling
2828: Lagerbockbearing block
3030: Zustelleinrichtungdelivery device
3232: SchlittenSleds
3434: Führungsschienenguide rails
3636: Gewindetriebscrew drive
3838: Getriebemotorgear motor
4040: Schmiereinrichtunglubricating device
4242: Vorratsbehälterreservoir
4444: Schmiermittelpumpelubricant pump
4646: Schmiermittelverteilerlubricant distributor
4848: Verbindungsleitungenconnection lines
5252: Motorgrundrahmenengine base frame

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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DE 3236892 A1 [0005]
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Claims

Three-roll cross-rolling mill claim 1 , wherein the axial feed device comprises a screw drive, wherein the at least one roller is arranged on a linearly displaceable carriage along its axis of rotation and wherein the screw drive is designed to move the at least one roller by moving the carriage.

Three-roll cross-rolling mill claim 1 , wherein the axial infeed device is designed to move each of the rolls along its axis of rotation and thereby change the cross section of the roll gap.

Three-roll cross-rolling mill claim 3 , wherein the axial feed device comprises three screw drives, wherein the rollers are each arranged on a linearly displaceable carriage along their axis of rotation and the screw drives are designed to move the rollers by moving the carriage.

Three-roll piercing mill according to one of Claims 1 until 4 , wherein the drive device comprises a drive shaft with length compensation.

Three-roll piercing mill according to one of Claims 1 until 4 , wherein each roller is mounted on both sides via a roller bearing in a bearing block and the roller bearings are designed as plain or roller bearings.

Three-roll cross-rolling mill claim 6 , further comprising: a cooling device for cooling the rolls and the roll bearings, at least one temperature sensor per roll bearing for detecting a roll bearing temperature, and a control unit for controlling the cooling device and regulating the roll bearing temperatures.

Three-roll cross-rolling mill claim 7 , which is designed to theoretically determine a cold diameter of the rolling stock on the basis of the detected rolling stock temperature and a measured rolling stock diameter at the roll gap.

Three-roll cross-rolling mill claim 1 , wherein the drive device is arranged completely or partially in front of the nip or wherein the drive device is arranged completely or partially behind the nip.

Three-high cross-rolling mill, comprising: three conical rollers which delimit a roller gap for a rolling stock running along a throughput path and which are arranged uniformly around the throughput path, i.e. offset by 120° to one another, the axes of rotation of the rolls being skewed relative to the throughput path, a drive device for rotating at least one of the rollers, a radial infeed device for radial infeed of the at least one roller, wherein the radial infeed device is designed to move the at least one roller perpendicularly to the throughput path and thereby change a cross section of the roller gap.

Three-roll cross-rolling mill claim 10 , wherein the radial infeed device is designed to move each of the rolls perpendicularly to the throughput path and thereby change the cross section of the roll gap.

Three-roll cross-rolling mill claim 10 or 11 , wherein the drive device comprises a drive shaft with length compensation.

Three-roll cross-rolling mill claim 10 or 11 , wherein each roller is mounted on both sides via a roller bearing in a bearing block and the roller bearings are designed as plain or roller bearings.

Three-roll cross-rolling mill Claim 13 , further comprising: a cooling device for cooling the rolls and the roll bearings, at least one temperature sensor per roll bearing for detecting a roll bearing temperature, and a control unit for controlling the cooling device and regulating the roll bearing temperatures.

Three-roll cross-rolling mill Claim 14 , which is designed to be on ground to theoretically determine a cold diameter of the rolling stock based on the measured rolling stock temperature and a measured rolling stock diameter at the roll gap.

Three-roll cross-rolling mill claim 10 , wherein the drive device is arranged completely or partially in front of the nip or wherein the drive device is arranged completely or partially behind the nip.