Die Erfindung betrifft eine Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine, bestehend aus gegenläufig antreibbaren profilierten Flachbacken, jeweils gelagert auf Schlitten mit Führungen, die in einem Maschinengestell mit Zugverankerungen angeordnet sind.

Bekannt ist aus der DE 100 28 165 A1 eine Kaltwalzmaschine mit zwei synchron gegenläufig bewegten profilierten Walzstangen, die jeweils über einen Schlitten auf einer Führung gelagert sind und die beim Kaltwalzvorgang im Eingriff mit einem zwischen den beiden Walzstangen drehbar gelagerten Werkstück stehen.

Zwecks Verringerung der Stillstandszeiten während der Produktion ist diese Kaltwalzmaschine für jede Walzstange über eine Zustelleinrichtung mit einem Zustellantrieb versehen, so daß während des Walzvorganges die Walzstangen in Eingriffsrichtung verstellbar sind. Diese Kaltwalzmaschine besteht daher im wesentlichen aus einer vertikal ausgebildeten Brückenkonstruktion mit nach oben vorstehenden Stützschenkeln und jeweils daran befestigten Stützkörpern, innerhalb deren über Schrägbahnführungen die Führungsschlitten geführt sind. Diese Schrägbahnführungen der Führungsschlitten sind dabei derart v-förmig gegeneinander angestellt, beispielsweise im Winkel von 3 Grad, so daß sich deren Abstand zur Aufstellfläche der Walzmaschine hin verringert.

Die Führungsschlitten verfügen nur jeweils über einen NC-Antrieb, der eine Axialverschiebung der Führungsschlitten, je nach Drehrichtung der NC-Antriebe, herbeiführt, im Rahmen der v-förmig ausgebildeten Schrägbahnführungen. Im übrigen sind die Führungsschlitten keilförmig ausgebildet, derart, daß die auf diesen angeordneten Schlitten mit den Walzstangen entsprechend radial zum zu walzenden Werkstück hin oder von diesen weg, infolge der Axialverschiebung der Führungsschlitten, verstellt werden können. Die Schlitten für die beiden Walzstangen werden jeweils durch NC-Antriebe bewegt.

Die Nachteile dieser Kaltwalzmaschine bestehen nun offensichtlich darin, daß die Axialverschiebung der Führungsschlitten mit den darauf angeordneten Schlitten mit den Walzstangen jeweils lediglich im Rahmen der ausgebildeten Schrägführungen (z. B. 1,5 Grad/Winkel) erfolgen kann. Damit ist zwar während des Walzvorganges diese Verstellbarkeit möglich, doch lassen sich beim Wechsel zu anderen Profilen von zu walzenden Werkstücken bzw. Walzstangen unterschiedlicher Dicke keine Zeiteinsparungen erzielen.

Auch die Stabilität der Kaltwalzmaschine infolge der C-gestell-förmigen Konstruktion kann durch die Auffederung zu Ungenauigkeiten beim Walzvorgang führen, da in Höhe des sich drehenden Werkstückes eine gewisse Weichheit dieser Konstruktion nicht auszuschließen ist.

Desweiteren können sich schließlich über die NC-Antriebe der beiden Walzschlitten mit den Walzstangen die Walzgeschwindigkeiten lediglich im bisher bekannten Bereich von höchstens 1,3 m/s bewegen, so daß hier ebenfalls Verbesserungsbedarf im Hinblick auf eine Produktivitätserhöhung gesehen werden kann.

Desweiteren sind aus der WO 99/64184 A1, WO 99/64185 A1 und WO 99/64196 A1, noch vorbekannte Kaltwalzmaschinen zu erwähnen, bei denen das Maschinengestell aus mehreren Teilstücken besteht, und diese daher über mehrere vorgespannte Zuganker verfügen, die diese einzelnen Gestellteile damit zusammenhalten. Andererseits wird jedoch hier immer eine Lagerung des beweglichen Schlittens angegeben (siehe dort 4), der sich letztlich über Brückenführungen abstützt und hiermit gleichfalls Durchbiegen beim Walzvorgang zuläßt.

Gemäß der WO 99/43454 A1 ist nun eine andere Kaltwalzmaschine vorbekannt, die in einem geschweißten Maschinengestell die beim Walzvorgang auftretenden seitlichen Kräfte über vorgespannte Zugstangen egalisieren sollen, jedoch (siehe dort 4A) infolge der angeordneten beidseitigen Schlittenlagerungen gerade in der zu walzenden Werkstückhöhe Durchbiegungen zulassen, so daß beim Auftreten von großen Seitenkräften auch Maßabweichungen an dem zu walzenden Werkstückes eintreten können. Auch ist hier ein unabhängig arbeitendes Antriebssystem für die beiden Walzstangen beschrieben, welches die erforderliche Synchronität über Positionssignale an jedem der Motorenantriebe leitet und dadurch die Walzstangen-Grundpositionen jeweils im Synchronlauf hält. Jedoch ist auch hier eine weitere Steigerung der Walzgeschwindigkeiten infolge der bekannten Walzspindelmutter-Antriebe nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, an einer Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine der Eingangs genannten Art, eine andersartige Antriebsart für jeden der Schlittenteile anzugeben, die Art der Krafteinleitung im Maschinengestell zu verbessern und die Umrüstzeiten (Werkstückwechselzeiten) generell zu verkürzen, um damit eine Produktivitätssteigerung an einer derartigen Maschine zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei das generell zu einer andersartigen konstruktiven Neugestaltung bei einer Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine führt.

Die neue Denkweise besteht nun darin, daß die beiden Walzschlitten mit je einem elektrischen Linearmotoren-Antrieb oder mit einem hydrostatischen Gewindespindel-Antrieb wirkverbunden sind und daß hinter jedem Walzbereich jeweils ein fest angeordneter Führungstisch als Schlittenführung ausgebildet und wenigstens ein Walzschlitten quer zur Profilwalz-Verfahrrichtung jeweils mittels wenigstens einem Verstell-Antrieb einstellbar ausgebildet ist.

Infolge der elektrischen Linearmotoren-Antriebe oder der hydrostatischen Gewindespindel-Antriebe können die Walzstangen grundsätzlich mit höheren Geschwindigkeiten gefahren werden, regelmäßig im Bereich bis 2 m/s. Desweiteren entfallen hier auf Grund der exakten Steuerbarkeit der beiden möglichen Antriebe über elektronisch gesteuerte Synchronitätsregelungen die bisher üblichen mechanischen Kupplungssysteme.

Die Anordnung eines festen Tisches hinter jeder Walzstange in der Art eines stabilen Pressentisches bringt eine bisher beim Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzen nicht bekannte Stabilität bei der Einleitung der beim Walzvorgang entstehenden Walzkräfte in das Maschinen-Körper-Gestell. Desweiteren eröffnet eine Anordnung eines Querverstell-Antriebes für wenigstens einen Walzschlitten – senkrecht zur Profilwalz-Verfahrrichtung – die Möglichkeit, die Walzschlitten in derart großen Bereichen exakt wiederholbar über elektronische Positionssysteme neu einzustellen, so daß letztlich beim Wechsel zu anderen Profilen von Werkstücken gleiche Walzstangen benutzt werden können. Insgesamt sind mittels dieser vorgenannten Auswirkungen der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung einer Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine generelle Produktivitätssteigerungen bei entsprechenden Walzteilen erzielbar.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß jeder der Walzschlitten als ein Walzstangen-Modul mit einem integrierten elektrischen Linearmotoren-Antrieb oder mit einem hydrostatischen Gewindespindel-Antrieb und fest angeordneten Führungstisch für die Walzschlitten ausgebildet ist.

In Verbindung mit der weiteren Ausgestaltung der Erfindung, daß insgesamt jeder der Walzstangen-Module durch einen Planetenrollspindel-Antrieb senkrecht zur Schlitten-Verfahrrichtung verstellbar ausgebildet ist, können insbesondere auch beim Wechseln von Walzstangen für ein anderes Walzprofil infolge der wesentlich besseren Zugänglichkeit im auseinander gefahrenen Zustand Zeiteinsparungen beim Aus- und Einbau erzielt werden.

Statt des Planetenrollspindel-Antriebes können hier auch wahlweise Hydraulikzylinder oder Keilverstellungen oder hydrostatische Gewindespindeln für die Verstellbarkeit der Walzstangen-Module benutzt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung soll darin bestehen, daß die elektrischen Linearmotoren-Antriebe jeweils seitlich hinter den Walzschlitten angeordnet sind. Insbesondere durch diese Anordnung wird für ein durchgehendes festes Tischprofil Platz geschaffen, senkrecht hinter dem Walzteil, was letztlich die Stabilität der Kaltwalzmaschine erhöht und der Walzteilgenauigkeit förderlich ist.

Auch können die elektrischen Linearmotoren-Antriebe aus zwei fest angeordneten Primärteilen und einen dazwischen angeordneten Sekundärteil bestehen. Hierbei können insbesondere höhere Walzgeschwindigkeiten und hohe Walzkräfte erreicht werden.

Desweiteren können die Walzschlitten über eine Führungsschiene mit dem jeweiligen feststehenden Führungstisch verbunden sein. Diese Ausbildung der Walzschlitten gepaart mit jeweils zwei seitlichen Führungswagen, deren Führungsschienen sich in den Gestell-Teilen der Walzstangen-Module abstützen, schafft äußerst hohe Führungsgenauigkeiten und dynamische Steifigkeit der Walzschlitten.

Die Erfindung wird auch noch dadurch ausgestaltet, indem innerhalb jedes Seitenständers beabstandet jeweils zwei durchgehende Führungsschienen angeordnet sind, an denen die Führungswagen mit den Walzstangen-Modulen einstell- und verfahrbar sind. Hierdurch können die Walzstangen-Module sehr leichtgängig, auch einzeln, in kleinen wie in großen Bereichen verfahren werden. In Verbindung mit den Querverstell-Antrieben und entsprechenden Wegmeßeinrichtungen ist hierdurch auch ein Pendelwalzen möglich.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen:

1 eine prinzipielle perspektivische Darstellung einer Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine in Vorderansicht,

2 Ansicht der Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine ähnlich 1 mit perspektivischen Teileinsichten im Maschinengestell, Walzstangen-Module und Planetenrollspindel-Trieb,

3 perspektivische Teilansicht in einem anderen Maßstab des oberen Walzstangen-Moduls gemäß Pfeildarstellung nach

2 mit oberem Planetenrollspindel-Trieb, Linearmotoren-Antrieb und fest angeordnetem Führungstisch,

4 eine Schnittdarstellung durch den unteren Walzstangen-Modul – rechtsseitige Ansicht und schließlich

5 eine Schnittdarstellung durch den unteren Walzstangen-Modul – linksseitige Ansicht Die 1 zeigt perspektivisch den prinzipiellen Aufbau der Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine 30, wobei die einzelnen Maschinen-Körper-Teile jeweils aus Stahlplatten zu Schweißteilen zusammengefügt sind. Die Profilwalzmaschine 30 besteht demnach aus einem derartigen Maschinen-Körper-Unterteil 1.1 und einem Maschinen-Körper-Oberteil 1.2. Diese beiden Maschinen-Körper-Teile 1.1 und 1.2 werden durch einen rechten Seitenständer 2 und durch einen linken Seitenständer 3 prinzipiell abgestützt.

Mittels eines vorderen Seitenständers 4.1 und eines hinteren Seitenständers 4.2 (2) werden die radialen Walzkräfte während des Walzprozesses am Entstehungsort egalisiert.

Zwecks Erhöhung der Gesamtstabilität der Profilwalzmaschine 30 sind die vorgenannten einzelnen Maschinen-Körper-Teile über Zuganker 7 mittels entsprechender Muttern 8 vorgespannt ausgebildet. Innerhalb dieses stabil ausgebildeten Maschinen-Körpers sind nun die Walzstangen-Module 5, 6 angeordnet. Das Walzstangen-Modul 5 ist hierbei als das untere Walzstangen-Modul ausgebildet, während das Walzstangen-Modul 6 als Gesamtanordnung das obere Walzstangen-Modul betrifft. Diese Walzstangen-Module 5, 6 sind gemäß dem Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzen-Prinzip gleichartig ausgebildet, wobei die gegenläufige Anordnung in der gezeigten Horizontallage eine linksseitige untere Walzstange 10.1 mit einem entsprechenden unteren Walzschlitten 11.1 aufzeigt, während rechtsseitig die obere Walzstange 10.2 mit dem oberen Walzschlitten 11.2 (2) angeordnet ist.

In 2 werden nun Teileinsichten gemäß der beschriebenen 1 in die Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine 30 aufgezeigt. Diese Teileinsichten betreffen insbesondere das Maschinengestell, wobei der vordere Seitenständer 4.1 sowie der rechte Seitenständer 2 bis auf die in diesen Seitenständern angeordneten vorgespannten Zugstangen 7 fortgelassen wurden, so daß die prinzipielle Anordnung der beiden Walzstangen-Module 5, 6 (1) mit deren elektrischen Linearmotoren-Antriebe 26, 27 sowie die Planetenrollspindel-Triebe 16, 17 der Gesamt-Module einsehbar werden.

In dieser dargestellten Grundposition befindet sich das zu walzende Werkstück 19 in seiner Walzposition, wobei der das Werkstück 19 tragende Spindelstück nicht gezeigt ist. Der untere Walzstangen-Modul 5 besteht aus der unteren Walzstange 10.1, die auf dem unteren Walzschlitten 11.1 aufmontiert ist. Dieser untere Walzschlitten 11.1 ist mit der Führungsschiene 21.1 (4) fest verbunden, wobei diese, die beim Walzvorgang auftretenden radialen Walzkräfte auf den dahinter fest angeordneten Führungstisch 20.1 überträgt. Daher ist eine Durchbiegung während jeder Walzposition, sowohl beim Walzbeginn als auch in Walzmitte oder zum Walzende hin, ausgeschlossen. Aus 2 ist weiterhin einsehbar, daß der elektrische Linearmotoren-Antrieb 26 unterhalb der festen Tischanordnung 20.1 (4) vorgesehen ist, wobei das Sekundär-Teil 9 des elektrischen Linearmotors 26 zwischen dem Doppel-Primär-Teil 18.1 vorgesehen ist. Die gleiche Anordnung des elektrischen Linearmotors 27 ist für den oberen Walzstangen-Modul 6 vorgesehen, lediglich seitenversetzt.

Die obere Walzstange 10.2, in 2 linksseitig, wird vom Walzschlitten 11.2 getragen.

Sowohl der untere Walzschlitten 11.1 als auch der obere Walzschlitten 11.2 sind innerhalb ihrer Module 5, 6 über jeweils beidseitig ausgebildete Führungswagen 12.1 und Führungsschienen 13.1, gemäß 2 rechtsseitig, unten, oder Führungswagen 12.2 und Führungsschiene 13.2 linksseitig, oben, entsprechend geführt (siehe auch 3 und 4). Auch der jeweilige elektrische Linearmotoren-Antrieb 26 des unteren Walzstangen-Moduls 5 und der obere elektrische Linearmotoren-Antrieb 27 des oberen Walzstangen-Moduls 6 wird mittels entsprechenden gestellfesten Führungswagen 22.1 und 22.2 für das Sekundär-Teil 9 auf verfahrbaren Führungsschienen 23.1 und 23.2 geführt.

Prinzipiell ist in 2 auch dargestellt, daß die jeweiligen Walzstangen-Module 5, 6 über jeweils innen an den beiden Seitenständern 2, 3 angeordnete Führungsschienen 15, zwei an jeden der Seitenständer 2 und 3, verfügen, in denen die an den Walzstangen-Modulen 5, 6 integrierten Führungswagen 14 exakt vertikal geführt werden. Mittels der Planetenrollspindel-Triebe 16 bzw. 17, die in den Maschinen-Körper-Unterteil 1.1 bzw. im Maschinen-Körper-Oberteil 1.2 plaziert sind, können nun die Module 5, 6 insgesamt in Maschinenkörper horizontal in großen Bereichen entsprechend genau und über entsprechende Programme der Steuerungen der Planetenrollspindel-Triebe 16, 17 verstellt werden.

Diese Verstellmöglichkeiten können während des Walzprozesses oder beim Walzstangenwechsel genutzt werden.

3 zeigt eine perspektivische Teilansicht (in einem anderen Maßstab) des oberen Walzstangen Moduls 6 gemäß Pfeildarstellung nach 2 mit dem oberen Planetenrollspindel-Trieb 17, den elektrischen Linearmotoren-Antrieb 27 (2) und dem fest angeordneten Führungstisch 20.2. Insbesondere zeigt die 3, daß der Planetenrollspindel-Trieb 17 für den Walzstangen-Modul 6 außerhalb dieses Modul 6 im Maschinen-Körper-Oberteil 1.2 (2) plaziert ist.

Der oberhalb des Walzteiles 19 angeordnete Walzschlitten 11.2, der die Walzstange 10.2 trägt, überträgt die beim Walzvorgang entstehenden Walzkräfte über die Führungsschiene 21.2 auf den im Walzmodul 6 fest angeordneten Führungstisch 20.2. Dieser Walzschlitten 11.2 ist mit zwei seitlichen Führungswagen 12.2 bestückt und läuft in den zwei gezeigten seitlichen Führungsschienen 13.2, welche sich an den seitlichen Gestellteilen des oberen Walzstangen-Moduls 6 abstützen. Im oberen Teil dieses Walzstangen-Moduls 6 werden desweiteren die feststehende Anordnung des oberen Doppel-Primär-Teiles 18.2 sowie die horizontalen Längsführungen des beweglichen Sekundärteiles 9 ersichtlich.

Dem Sekundär-Teil 9 ist im oberen Teil des Walzstangen-Moduls 6 eine beidseitige Längslagerung und im unteren Teil eine Längslagerung zugeordnet, wobei auf der gestellfesten Führungsschiene 25.2 der verfahrbare Führungswagen 24.2 beidseitig vorgesehen ist und sowohl der festen Führungstischseite 20.2 als auch dem Planetenrollspindel-Trieb 17 zugewandt ist, während eine weitere verfahrbare Führungsschiene 23.2, am Mitnehmer 31 des Sekundär-Teiles 9 angeordnet im gestellfesten Führungswagen 22.2 bewegt wird.

Die 4 und 5 stellen jeweils eine Schnittdarstellung durch den unteren Walzstangen-Modul 5 dar, wobei 4 eine rechtsseitige Schnitt-Ansicht (gemäß 2) und 5 eine linksseitige Schnitt-Ansicht (gemäß 2) ergeben, um die Anordnung der wesentlichen Hauptteile im Walzstangen-Modul 5 aufzuzeigen. Auf dem Walzschlitten 11.1 ist die Walzstange 10.1 fest angeordnet. Mit dem Walzschlitten 11.1 ist eine Führungsschiene 21.1 fest verbunden, die über den Führungstisch 20.1 die radialen Walzkräfte in das Walzstangen-Modul 5 weiterleitet. Der Walzschlitten 11.1 besitzt beidseitig Führungswagen 12.1, die in den beiden Führungsschienen 13.1 in Walzstangen-Modul 5 geführt werden. Der Mitnehmer 31 übernimmt die Verbindung vom elektrischen Linearmotoren-Antrieb, den beweglichen Sekundär-Teil 9, zum Walzschlitten 11.1. Schließlich ist die Längslagerung des Sekundär-Teils 9 aufgezeigt mit zwei feststehenden Führungsschienen 25.1 und entsprechend verfahrbaren Führungswagen 24.1 sowie der verfahrbaren Führungsschiene 23.1 und dem gestellfesten Führungswagen 22.1.

Mittels der im einzelnen beschriebenen Anordnung der neuartigen Zweischlitten-Flachbacken-Profilwalzmaschine gelingt es erstmalig auf Grund des elektrischen Linearmotoren-Antriebes Walzgeschwindigkeiten von bis zu 2m/s zu realisieren, die Walzteilgenauigkeiten in wiederholbaren Bereichen durch hohe Steifigkeit der Tischausbildung zu gewährleisten sowie mittels der Gesamtverstellmöglichkeit der Walzstangen-Module sowohl beim Wechseln der Walzstangen für andere Walzprofile als auch beim Werkstückwechsel selbst Einsparungen zu erzielen.