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EP4025359B1 - Cross-rolling unit and method for setting the roll pass of a cross-rolling unit - Google Patents

Cross-rolling unit and method for setting the roll pass of a cross-rolling unit Download PDF

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Publication number
EP4025359B1
EP4025359B1 EP20785907.5A EP20785907A EP4025359B1 EP 4025359 B1 EP4025359 B1 EP 4025359B1 EP 20785907 A EP20785907 A EP 20785907A EP 4025359 B1 EP4025359 B1 EP 4025359B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
roll
cross
mandrel
rolls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20785907.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4025359A1 (en
Inventor
Martin Sauerland
Susanne Zeller
Krahn MATTHIAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4025359A1 publication Critical patent/EP4025359A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP4025359B1 publication Critical patent/EP4025359B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/20Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a non-continuous process,(e.g. skew rolling, i.e. planetary cross rolling)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/008Skew rolling stands, e.g. for rolling rounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B19/00Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/78Control of tube rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2265/00Forming parameters
    • B21B2265/12Rolling load or rolling pressure; roll force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis

Definitions

  • the invention relates to a cross-rolling unit and a method for adjusting the rolling caliber of a cross-rolling unit.
  • cross rolling units or adjustment processes are known, for example, from EP 2 116 312 A1 known.
  • the cross rolling unit comprises at least two rolls, each mounted in a rolling mill, a rolling stand in which at least one of the rolling mills is mounted so as to be adjustable in its position via a rolling mill adjustment, an eccentric bush, to change the rolling caliber, in this case the feed.
  • JP53-149858 reveals a corresponding cross-rolling unit.
  • the EN 10 2016 219 723 A1 discloses a corresponding cross-rolling unit with pressure stilts for adjusting the rolling caliber.
  • the invention is based on the basic finding that a good rolling result can be achieved if the rolling caliber can be adjusted during rolling. This allows the rolling caliber to be adapted to changing rolling parameters, which can be obtained, for example, through suitable measurements.
  • the cross-rolling unit comprises at least two rolls and a roll stand in which at least one of the rolls is mounted so that it can be adjusted in position to change the roll caliber. This allows the rolls to be adjusted to a specific roll caliber.
  • roller mills of the two rollers can be mounted so as to be adjustable in their position above a roller mill adjustment in order to change the roller caliber, which enables a more precise adjustment or alignment of the roller caliber.
  • a cross-rolling unit with at least two rolls and with a roll stand in which at least one of the rolls is mounted so as to be adjustable in its position in order to change the roll caliber can be characterized in that a roll positioning device comprises a part bound to the stand and a part bound to the roll frame that can be moved thereto during rolling, which are adjustable relative to one another and that a drive of the roll positioning device is such that is dimensioned to be able to apply rolling forces, wherein the roll positioning device comprises at least one hydraulic cylinder and is variable in its position during rolling, wherein the roll positioning device comprises at least one movable hydraulic cylinder operable with more than 50,000 hPa and the hydraulic cylinder can be controlled with quick-acting valves of the cross-rolling unit.
  • the at least one hydraulic cylinder can be moved at over 30 mm/s.
  • the first part of the roller positioning device is preferably firmly connected to the stand and the second part is connected to the rolling mill.
  • the stand and thus also the first part of the roller positioning device remain stationary in the same place during rolling or can also rotate in a constant path during rolling if necessary.
  • the rolling mill and accordingly also the second part of the roller positioning device connected to it are adjustable relative to the first part or the roller stand, with the stand preferably remaining in its position if necessary also in its rotating path and the rolling mill adjusting accordingly. The adjustment can take place in particular during rolling, with the parts of the roller positioning device also being able to adjust under load.
  • the rolling caliber can thus be adjusted during rolling, for example in order to produce a changing diameter on the workpiece or in order to be able to react accordingly to geometry changes on the workpiece or to rolling parameters that change during rolling, for example when running in or running out.
  • the rolling caliber could be individually adapted to the shape of the rolling piece during rolling.
  • a cross-rolling unit with at least two rolls and with a roll stand in which at least one of the rolls is mounted so as to be adjustable in its position in order to change the roll caliber can be characterized in that a drive of the roll positioning device is dimensioned in such a way as to be able to apply rolling forces.
  • the roll positioning device is dimensioned in such a way that it can apply the rolling forces, its position can also be changed during rolling and thus at least one of the rolls can be positioned differently, which in turn enables the roll caliber to be changed during rolling.
  • a cross-rolling unit with at least two rollers and with a roller stand in which at least one of the rollers is mounted so that it can be adjusted in position to change the rolling caliber can be characterized in that the mandrel position of a mandrel can be adjusted parallel to the workpiece during rolling by means of a mandrel position adjustment device.
  • the rolling caliber can be adjusted or adapted during rolling in accordance with the basic knowledge explained above.
  • the position of the mandrel in relation to the rollers can be changed, thus influencing the influence of the rolling forces on the workpiece or on the mandrel and therefore the rolling caliber.
  • the mandrel can be adjusted at the same speed as the workpiece during rolling, meaning that the workpiece is only pierced to the point where the mandrel did not move at the same speed and direction as the workpiece.
  • the mandrel can also be removed more easily from the workpiece if the workpiece is not completely pierced or after rolling.
  • the advantages mentioned above can be promoted in particular by the adjustability of a mandrel during rolling using a mandrel position adjustment device parallel to the workpiece.
  • the spread angle or similar, and therefore also the roll caliber can also be changed via the mandrel position adjustment device by adjusting the mandrel position adjustment device, for example if it is arranged as a mandrel holder along the roll axis at a distance from the rolls, perpendicular to the roll axis, which, as already indicated above, can also be done by appropriately adjusting or setting the rolls.
  • the former enables the roll caliber to be changed independently of the direction of movement of the roll mill or the part of the roll positioning device attached to the roll mill or independently of the direction of movement of the roll positioning device itself, so that adjustment options for the roll caliber can be provided more cost-effectively here if necessary.
  • the roller positioning device comprises at least one hydraulic cylinder, which enables a sufficiently dynamic and, in particular, with a suitable design, rapid adjustment of the respective roller.
  • a hydraulic cylinder with which high pressures can be used and with which high travel speeds are likely to be possible. This then makes it possible in particular to have the respective hydraulic cylinder bear at least part of the rolling forces or to change the rolling caliber during rolling. Since the corresponding hydraulic cylinder can be operated at more than 50,000 hPa, rolling forces can then be applied by the roller positioning device. Particularly fast adjustment options can be ensured if the hydraulic cylinder can be moved at more than 30 mm/s, preferably at more than 35 mm/s, and can be controlled with quick-acting valves.
  • the lifting height of the hydraulic cylinder is less than 150 mm. Depending on the specific implementation, even lifting heights of less than 100 mm can lead to satisfactory results. If necessary, a two-stage system can be provided in which the rolling caliber is preselected with a coarse roller positioning device, while an adjustment can then be made during rolling using a finer roller positioning device, for example with a low stroke, high adjustment speed and/or high pressures.
  • two or even more roller positioning devices are provided for at least one of the rollers, possibly even for several or all of the rollers. This enables the corresponding rollers to be positioned more precisely, possibly even in terms of their angle. The rolling forces can then also be distributed across several roller positioning devices, so that they can be counteracted in a structurally simpler manner.
  • the cross-rolling unit comprises a multi-variable control system which comprises at least two input variables and at least one output variable, both of which can be determined by the roller positioning device or are transmitted to the roller positioning device.
  • the input variables can be made up of measured variables which are determined, for example, by the roller positioning device or by other measuring systems and transmitted to them. This allows control processes to be carried out based on the measured data so that the cross-rolling unit or an associated control system can intervene in the rolling process accordingly.
  • the measured values determined by the roller positioning device are available to the cross rolling unit in a relatively simple way.
  • the rolling force in particular, but also the position of the rollers or the rolling mills, are suitable measured values.
  • the input variables can be cumulatively or alternatively the measured variables workpiece entry speed, workpiece exit speed, wall thickness, Eccentricity, outside diameter, ovality, rolling force and mandrel holding force are recorded, which are then used cumulatively or alternatively for multi-variable control.
  • a multi-variable control system that includes at least two input variables and at least one output variable is advantageous, as this allows the rolling process to be monitored more precisely and reacted to accordingly. It goes without saying that this advantage can be further enhanced by additional input or output variables. On the other hand, it is also conceivable that only one input variable and/or only one output variable are used if this appears sufficient for the specific application.
  • the workpiece infeed speed describes the speed of the workpiece relative to the rolls before rolling.
  • the required or advantageous rolling caliber can also change.
  • the dimensions of the workpiece can also be decisive for which workpiece infeed speeds are possible, for example.
  • this speed can be a required variable to be regulated if the mandrel is to be adjusted in a certain speed ratio to the workpiece. It goes without saying that, since blocks or hollow blocks can be used as workpieces, which then pass through the cross-rolling unit with or without holes, the infeed speed of the blocks or hollow blocks can serve as a measurement variable.
  • the workpiece run-out speed describes the speed of the workpiece relative to the rollers after rolling, after piercing or when the workpiece is being moved out or run out.
  • the hollow block run-out speed is often higher than the block run-in speed, since rolling often shifts material in the direction of the workpiece's movement. This is particularly true for expansion processes, when However, in punching or other rolling processes, the workpiece exit speed can also be higher than the workpiece entry speed.
  • the difference between the workpiece entry and exit speed can also be used advantageously as a measured value or as a value derived from it, since this value can also provide important information about the rolling process under certain circumstances.
  • the rotational speed of the workpiece can also serve as a measurement variable, since information about the rolling process can also be obtained from this.
  • the position of the workpiece can also be a suitable measurement variable for optimizing the rolling process in a targeted manner. This means that, for example, different control variable values or a different weighting of measurement variables can be provided when determining the control variables at the start or end of rolling.
  • the wall thickness describes the difference between the outside diameter and the inside diameter of the workpiece, especially of a perforated block or a hollow block.
  • the required or measured wall thickness can serve as a measurement value cumulatively or alternatively.
  • Eccentricity describes the deviation of an ellipse from a circular shape. This measurement may be necessary for preventive control in order to be able to determine the eccentricity of the workpiece before rolling and to react accordingly.
  • rolling can be controlled in such a way that, despite the eccentricity of the workpiece, the rolling process or, in particular, other control or output variables are adjusted in such a way that the desired rolling result can be achieved or that the eccentricity can be optimized, for example, by suitable process engineering measures and geometric irregularities can be corrected.
  • Eccentricity can also be a subsequent control criterion to check whether rolling has changed the eccentricity of the workpiece. Eccentricity can be important both on the outside diameter and on the inside diameter.
  • the outside diameter describes the external diameter of the workpiece.
  • the inside diameter of the workpiece in particular a pipe, can also be determined and used as an input variable.
  • the ovality of the workpiece describes the difference between the largest and smallest outside diameter in one plane. This can be helpful in determining whether process-related adjustments to the control variables are necessary in order to achieve the best possible rolling result.
  • the ovality can be used as a subsequent Control can be used, for example, to check tolerances or to check to what extent rolling has influenced the dimensions of the workpiece.
  • the rolling force describes the force that the workpiece experiences during rolling or the force that the rollers apply to the workpiece during rolling.
  • the rolling force can vary depending on the dimensions and properties of the workpiece. However, the rolling force must be applied throughout the entire rolling process to ensure reliable rolling.
  • the mandrel holding force describes the force with which the mandrel acts on the workpiece, particularly during rolling, and corresponds to the force with which the mandrel must be held during rolling.
  • the size of the mandrel holding force can depend in particular on the nature of the workpiece and the workpiece entry speed. This force can also vary accordingly when adjusting the mandrel position or the spreading angle.
  • the output variables preferably comprise control variables which are adjusted, for example, to regulate the rolling caliber, in particular during rolling.
  • the control variables can in particular include a dynamic positioning adjustment of at least one of the rollers, an adjustment of the rolling center by adjusting all the rollers, a dynamic adjustment of the mandrel position and/or an adjustment of the spreading angle.
  • the control variables are used for multi-variable control in that the control variables can be used to react to the input variables or to control the input variables accordingly.
  • the control variables all describe adjustment options for the individual elements of the cross-rolling unit, such as the adjustment of the rollers and the mandrel. These adjustment options, which are determined by the control variables, are used to actively influence the measured variables. For example, a certain rolling force can only be determined by adjusting the position of the upper or lower roller accordingly.
  • the rotational speed of the rollers or the rotary drive force acting on the rollers and similar can also be used cumulatively or alternatively as output variables.
  • the methods for adjusting the rolling caliber of a cross-rolling unit with at least two rolls can be characterized in that at least one of the rolls is adjusted during rolling. It goes without saying that two or all of the rolls of the cross-rolling units can also be adjusted accordingly. This also cumulatively or alternatively implements the basic insight explained at the beginning that adjustment of the rolling caliber should be possible during rolling.
  • a method for adjusting the rolling caliber of a cross-rolling unit with at least two rolls can be characterized in that a spreading angle or setting angle and/or the axial position of a mandrel are adjusted during rolling in order to achieve the best possible rolling result.
  • the rolling caliber can also be adapted to any changes or abnormalities in the respective specific rolling process by moving the mandrel, be it in its spreading angle or setting angle or in its axial position in relation to the rolls.
  • the axial position of the mandrel is usually defined in relation to the rolling centre line or in relation to the line of passage of the workpieces through the respective cross-rolling unit and then the relative position of the mandrel on the rolling centre line or on the line of passage in relation to the rolls is determined.
  • This axial position can be determined and adjusted as required, in particular, by a mandrel holder, by a mandrel rod holder or by a mandrel position adjustment device holding the mandrel.
  • the spreading angle or angle of attack of the mandrel can be adjusted, which determines the angle between the mandrel and the workpiece.
  • the adjustable spreading angle allows, for example, ovality, eccentricity or the general shape of the hole to be changed or optimized as required.
  • At least two corresponding rollers are set to a certain rolling caliber or adjusted during rolling. Because the total rolling force to be applied is not applied by the drive of one roller, but by at least two drives of the two rollers, each drive of the rollers applies less force than when adjusting with one roller. For example, when adjusting two rollers, half the force required when adjusting one roller can be applied. be.
  • the corresponding rolls are adjusted synchronously with a certain roll caliber or adjusted synchronously during rolling.
  • the roll center line may shift, but this may also may be desired.
  • this can also be prevented by moving the rollers exactly against each other or only changing their angle of inclination. This is very advantageous for the entire device, as the workpiece can also be moved further along its line.
  • rolling with straight-line transport of the workpiece can be achieved if necessary. operational safety can no longer be guaranteed.
  • a more precise roll caliber adjustment or roll caliber setting can also be provided by adjusting or setting at least two corresponding rolls than by adjusting or setting one roll.
  • roller mill positioning device In order to ensure a reliable and error-free rolling process, rolling forces can be applied continuously by driving the roller mill positioning device. This makes it possible to move or adjust the rollers even during rolling, as the risk of jamming or similar problems can be minimized.
  • a roller mill can be mounted so that it can be adjusted using several or only one roller positioning device. If there are several roller positioning devices for a roller mill, the roller positioning devices can be used to adjust the roller positioning devices. For example, targeted angle changes of the rollers can be made using the roller positioning devices. On the other hand, adjusting a roller mill using only one roller positioning device enables a simpler structure, which can be particularly advantageous for roller mills that support both sides of the rollers.
  • the adjustment of the roller, the rollers or the mandrel takes place as a function of determined measured variables, such as those already mentioned above, in particular not merely according to a previously determined rolling plan which depends only on the position of the workpiece or on the time.
  • the rolling center line is a theoretically and mechanically specified ideal line on which the rolling stock passes through the cross-rolling unit.
  • cross-rolling or cross-rolling units are distinguished from longitudinal rolling or longitudinal rolling units by the fact that the axes of the two rolls have a component parallel to a rolling center line of the cross-rolling unit or the cross-rolls.
  • the rolling surface of the rolls has a rotation component perpendicular to the rolling center line of the cross-rolling unit or the cross-rolls during rolling, which represents a different distinction from longitudinal rolling, in which the roll surface is moved parallel to the rolling center line or parallel to the direction of movement of the material.
  • the rolling caliber describes in particular the free space that the cross-rolling unit leaves for the workpiece during rolling. It therefore includes in particular the position of the rollers and, if present, the mandrel. However, particularly in connection with cross-rolling units, it also describes the position of the roller surface in relation to the workpieces in terms of its angle in relation to the rolling center line.
  • the cross-rolling units 10 shown in the figures each comprise at least two rolls 20 (see Figures 1 to 3 ) or three reels 20 (see Figures 4 to 7 ), which are carried in roller mills 21, which in turn are mounted on a roller stand 27 so as to be adjustable via a roller positioning device 22.
  • the rollers 20 can rotate about roller axes 25 and have rolling surfaces 26 which are successively coated with a Figure 8 come into contact with the elongated workpiece 32 shown in more detail.
  • the workpiece 32 essentially runs along a rolling center line 11, which roughly represents the center of gravity of the material passing through and - more precisely - represents the axis from an inlet roller table (not shown) through the center of the rolling unit to an outlet roller table (not shown).
  • roller axes 25 are aligned essentially parallel to the roller center line 11, whereby in the present embodiment a slight inclination angle of between 5° and 8° is provided. In different embodiments, other inclination angles can of course also be used, if necessary also with respect to the horizontal. be provided.
  • rollers 20 themselves have a relatively complex rolling surface 26, which in turn leads to a relatively complex rolling caliber and in particular, this also leads to a different load on the respective roller mills 21 of a roller 20.
  • roller axes 25 can also be inclined relative to the horizontal, which can possibly be provided for in the case of cross-rolling units 10 even without a load.
  • the roller positioning device 22 of the Figures 1 and 2 The embodiments shown are connected to the roller stand 27 via longitudinal beams which serve as attack points 24, so that the rolling forces are guided into the roller stand 27 via the attack points 24 or via the connection between the attack points 24 and the roller stand 27, which can be referred to as attack 23, which leads to a corresponding springing of the roller stand 27, which can ultimately lead to a corresponding non-uniform loading of the roller stand 27 in accordance with the non-uniform loading of the rollers 20 and the roller mills 21 already indicated above.
  • a solid roller stand 27 is provided, in which in the embodiment according to Figures 4 and 5 a thread to a roller positioning device 22 and in the embodiment according to Figures 6 and 7 a hydraulic cylinder and piston arrangement are introduced, which can be used to adjust the rollers 20 and defined as an attack 23. It is understood that in different embodiments, if necessary, also in the embodiment according to Figures 6 and 7 Threads can be provided as roller positioning devices, while in the Figures 4 and 5 In the embodiment shown, hydraulic roller positioning devices 22 can also be used instead of the threads.
  • Each roller mill 21 is mounted on the roller stand 27 so that it can be adjusted by two roller positioning devices 22. This allows the roller axes 25 in particular to be adjusted at an angle to the roller center line 11 or non-uniform load changes to be counteracted.
  • each roller mill 21 has only one roller positioning device 22, which is structurally simpler to implement.
  • roller positioning device 22 even in the embodiments according to Figures 2 to 5 only one roller positioning device and/or one hydraulic roller positioning device 22 can be provided, while in the embodiment according to Figures 6 and 7 if necessary, two roller positioning devices 22 or mechanical roller positioning devices 22 can be provided. Mechanical and hydraulic roller positioning device 22 may be combined if necessary. Other roller positioning devices 22, such as piezoelectric or pneumatic adjustments, may also be provided.
  • the rolling surface 26 of the rollers 20 has a movement component perpendicular to the rolling center line 11 of the cross-rolling unit 10 during rolling.
  • the axes 25 of the two rollers 20 also have a component parallel to the rolling center line 11 of the cross-rolling unit 10, as can be seen directly from the figures.
  • the path 40 between the two roller mills 21 of both rollers 20 is measured by arranging a path measuring system 41 between roller covers 50 on the roller mills 21 and reference covers 60 arranged on the respective roller mill 21, whereby the measurement can also be carried out without further ado during rolling.
  • the roller cover 50 of a first roller mill 21 can be specifically referred to as the reference reference 60 of the second roller mill 21 using the same position measuring system 41.
  • only a single position measuring system 41 can be used, which can then only be used between two roller mills 21 or covers 50, 60, each of which is provided on one of the two rollers 20, which, however, can then only make a somewhat less precise statement about the respective roller caliber.
  • the respective ends of the path measuring system 41 are attached directly to the roller mills 21, so that the roller mills 21 themselves serve as roller reference points 51 or reference reference points 61. Accordingly, the roller mills 21 also serve as the respective reference for measuring the path 40 to the other roller mill 21.
  • roller reference points 51 or reference reference points 61 can also serve as roller reference points 51 or reference reference points 61, as is the case in the embodiment according to Figure 3 is shown as an example.
  • projections are provided as roller reference point 51 and reference reference point 61, respectively, wherein the projections for the roller reference point 51 are arranged on the roller mills 21 and the projections for the reference reference points 61 are arranged on a separate reference frame 62.
  • the reference frame 62 is decoupled from the roll stand 27 so that it provides a reference or reference reference 61 independently of the respective rolling forces.
  • the latter is also the case in the embodiment according to Figures 4 and 5 the case, whereby the roller reference points 51 or the roller covers 50 are provided on the roller frames 21, which, however, can also be provided on other assemblies in different embodiments, as is the case in the embodiment according to Figures 6 and 7 which also uses a reference frame 62.
  • a distance measurement between the rollers 20 or the roller mills 21 can be carried out, as is exemplified by the example in Figure 2 illustrated embodiment.
  • the embodiments according to Figure 3 to 7 the path 40 between the roller frames of the rollers 20 and a reference provided outside the attack 23 is measured.
  • the reference reference 61 is arranged outside the attack point 24 of the roller positioning device 22 of the roller frame 21 engaging the roller stand 27.
  • resistance sensors, capacitive sensors and/or inductive sensors are used as distance measuring systems 41 or for distance measurement.
  • optical distance meters, ultrasonic sensors or radar sensors can also be used accordingly.
  • FIG. 8 The embodiment shown schematically illustrates a piercing process of a workpiece 32 by means of a mandrel 30 and two rollers 20. A corresponding procedure can be used in particular in conjunction with the other cross-rolling units 20 presented here.
  • hollow blocks can alternatively be rolled with a mandrel 30 as an internal tool with corresponding cross-rolling units 10. Internal tools or mandrels 30 can also be dispensed with if necessary, regardless of whether a block or a hollow block is cross-rolled as a workpiece 32.
  • control and measurement variables are shown which can be used advantageously for a multi-variable control 70 among other control and measurement variables as input variables or as output variables in all embodiments shown here. It is understood that if necessary, only individual measurement and control variables can be used and individual ones of these measurement and control variables can be dispensed with or other measurement and control variables and variables derived therefrom can be used for the multi-variable control 70.
  • the workpiece entry speed 71, the workpiece exit speed 72, the wall thickness 73, the eccentricity 74, the outside diameter 75, the ovality 76, the rolling force 77 and the mandrel holding force 78 can serve as measurement variables and are in the Figure 8 shown schematically.
  • These measurements and other measurements as well as the Quantities derived from measured variables can then serve as input variables of the multi-variable control 70, as shown in Figure 9 shown as an example.
  • an adjustment 80 of the spreading angle, a dynamic positioning adjustment 81 of the rollers 20 used here as upper and lower rollers, a dynamic adjustment 82 of the roller center by synchronously adjusting the rollers used as upper and lower rollers and the dynamic adjustment 83 of the mandrel position are schematically shown as control variables.
  • control variables can be implemented, if necessary, by individual output variables to the respective roller positioning devices 22 and a mandrel position adjustment device 31 holding the mandrel 30, while in the present embodiment these control variables each address the associated actuators, i.e. the roller positioning devices 22 and the mandrel position adjustment device 31, together in order to ensure, for example, a synchronous movement of the rollers 20.
  • the adjustment 80 of the spreading angle can be achieved, for example, by a corresponding adjustment of the mandrel 30 with the mandrel position adjustment device 31 perpendicular to the roll center line 11 or by the dynamic adjustment 82 of the roll center.
  • the mandrel position adjustment device 31 can also adjust the axial position of the mandrel 30, i.e. its position in relation to the rollers 20 seen along the roller center line 11, which can also be used as a control variable if necessary.
  • All control variables shown in this embodiment can be adjusted, in particular during rolling.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägwalzaggregat sowie ein Verfahren zum Anstellen des Walzkalibers eines Schrägwalzenaggregats.The invention relates to a cross-rolling unit and a method for adjusting the rolling caliber of a cross-rolling unit.

Derartige Schrägwalzaggregate bzw. Anstellverfahren sind beispielsweise aus der EP 2 116 312 A1 bekannt. Hierbei umfasst das Schrägwalzaggregat zumindest zwei jeweils in Walzstühlen gelagerte Walzen, einen Walzenständer, in welchem wenigstens einer der Walzstühle zur Veränderung des Walzkalibers, dort des Vorschubs, in seiner Position über eine Walzstuhlanstellung, dort eine Exzenterbuchse, anstellbar gelagert ist. Auch die JP 53-149858
offenbart ein entsprechendes Schrägwalzaggregat. Die DE 10 2016 219 723 A1 offenbart ein entsprechendes Schrägwalzaggregat mit Druckstelzen zum Anstellen des Walzkalibers.
Such cross rolling units or adjustment processes are known, for example, from EP 2 116 312 A1 known. The cross rolling unit comprises at least two rolls, each mounted in a rolling mill, a rolling stand in which at least one of the rolling mills is mounted so as to be adjustable in its position via a rolling mill adjustment, an eccentric bush, to change the rolling caliber, in this case the feed. JP53-149858
reveals a corresponding cross-rolling unit. The EN 10 2016 219 723 A1 discloses a corresponding cross-rolling unit with pressure stilts for adjusting the rolling caliber.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, Schrägwalzaggregate sowie Verfahren zum Anstellen des Walzkalibers von Schrägwalzaggregaten bereitzustellen, die ein möglichst gutes Walzergebnis erzielen lassen.It is the object of the present invention to provide cross-rolling units and methods for adjusting the rolling caliber of cross-rolling units which enable the best possible rolling result to be achieved.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch Schrägwalzaggregate sowie Verfahren zum Anstellen des Walzkalibers von Schrägwalzaggregaten mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere, ggf. auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen befinden sich in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung.The object of the invention is achieved by cross-rolling units and methods for adjusting the rolling caliber of cross-rolling units with the features of the independent claims. Further, possibly also independent of these, advantageous embodiments can be found in the subclaims and in the following description.

Hierbei geht die Erfindung von der Grunderkenntnis aus, dass ein gutes Walzergebnis erzielt werden kann, wenn auch während des Walzens ein Verstellen des Walzkalibers ermöglicht wird. Hierdurch kann das Walzkaliber dann entsprechend an sich verändernde Walzparameter, die beispielsweise durch geeignete Messungen gewonnen werden können, angepasst werden.The invention is based on the basic finding that a good rolling result can be achieved if the rolling caliber can be adjusted during rolling. This allows the rolling caliber to be adapted to changing rolling parameters, which can be obtained, for example, through suitable measurements.

Das Schrägwalzaggregat umfasst zumindest zwei Walzen und einen Walzenständer, in welchem wenigstens eine der Walzen zur Veränderung des Walzkalibers in seiner Position anstellbar gelagert ist. Hierdurch können die Walzen mit einem bestimmten Walzkaliber angestellt werden.The cross-rolling unit comprises at least two rolls and a roll stand in which at least one of the rolls is mounted so that it can be adjusted in position to change the roll caliber. This allows the rolls to be adjusted to a specific roll caliber.

Insbesondere können jeweils beide, oder wenn mehr Walzen und zugehörige Walzenstühle zur Anwendung kommen, alle der Walzenstühle der beiden Walzen zur Veränderung des Walzkalibers in ihrer Position über einer Walzstuhlanstellung anstellbar gelagert sein, was eine präzisere Anpassung bzw. Ausrichtung des Walzkalibers ermöglicht.In particular, both or, if more rollers and associated roller mills are used, all of the roller mills of the two rollers can be mounted so as to be adjustable in their position above a roller mill adjustment in order to change the roller caliber, which enables a more precise adjustment or alignment of the roller caliber.

Um Schrägwalzaggregate bereitzustellen, die ein möglichst gutes Walzergebnis erzielen lassen, kann sich in Umsetzung der vorstehend genannten Grunderkenntnis ein Schrägwalzaggregat mit zumindest zwei Walzen und mit einem Walzenständer, in welchem wenigstens eine der Walzen zur Veränderung des Walzkalibers in seiner Position anstellbar gelagert ist, dadurch auszeichnen, dass eine Walzenpositioniereinrichtung einen Ständer gebundenen Teil und einen dazu während des Walzens verfahrbaren, Walzstuhl gebundenen Teil umfasst, welche gegeneinander verstellbar sind und dass ein Antrieb der Walzenpositioniereinrichtung derart
dimensioniert ist, um Walzkräfte aufbringen zu können, wobei die Walzenpositioniereinrichtung wenigstens einen Hydraulikzylinder umfasst und während des Walzens in ihrer Anstellung veränderbar ist, wobei die Walzenpositioniereinrichtung wenigstens einen verfahrbaren und mit mehr als 50.000 hPa betreibbaren Hydraulikzylinder umfasst und
der Hydraulikzylinder mit Schnellschaltventilen des Schrägwalzaggregats ansteuerbar ist. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Hydraulikzylinder mit über 30 mm/s verfahrbar.
In order to provide cross-rolling units that achieve the best possible rolling result, in implementation of the above-mentioned basic knowledge, a cross-rolling unit with at least two rolls and with a roll stand in which at least one of the rolls is mounted so as to be adjustable in its position in order to change the roll caliber can be characterized in that a roll positioning device comprises a part bound to the stand and a part bound to the roll frame that can be moved thereto during rolling, which are adjustable relative to one another and that a drive of the roll positioning device is such that
is dimensioned to be able to apply rolling forces, wherein the roll positioning device comprises at least one hydraulic cylinder and is variable in its position during rolling, wherein the roll positioning device comprises at least one movable hydraulic cylinder operable with more than 50,000 hPa and
the hydraulic cylinder can be controlled with quick-acting valves of the cross-rolling unit. Preferably, the at least one hydraulic cylinder can be moved at over 30 mm/s.

Der erste Teil der Walzenpositioniereinrichtung ist hierbei vorzugsweise fest mit dem Ständer verbunden und der zweite Teil ist mit dem Walzstuhl verbunden. Der Ständer und somit auch der erste Teil der Walzenpositioniereinrichtung verbleiben während des Walzens stationär an derselben Stelle oder können auch ggf. während des Walzens in einer konstanten Bahn umlaufen. Der Walzstuhl und entsprechend auch der damit verbundene zweite Teil der Walzenpositioniereinrichtung sind gegen den ersten Teil bzw. den Walzenständer verstellbar, wobei der Ständer vorzugsweise an seiner Position ggf. auch in seiner umlaufenden Bahn verbleibt und sich der Walzstuhl entsprechend verstellt. Hierbei kann das Verstellen insbesondere während des Walzens erfolgen, wobei sich die Teile der Walzenpositioniereinrichtung auch unter Last verstellen können. So kann das Walzkaliber während des Walzens angepasst werden, um beispielsweise einen sich verändernden Durchmesser am Werkstück zu erzeugen bzw. um beispielsweise auf Geometrieänderungen am Werkstück oder auch auf sich während des Walzens, beispielsweise beim Einlaufen oder Auslaufen, verändernde Walzparameter entsprechend reagieren zu können. Beispielsweise könnte bei nicht konstanter Exzentrizität des Werkstücks das Walzkaliber der Form des Walzstücks individuell während des Walzens angepasst werden.The first part of the roller positioning device is preferably firmly connected to the stand and the second part is connected to the rolling mill. The stand and thus also the first part of the roller positioning device remain stationary in the same place during rolling or can also rotate in a constant path during rolling if necessary. The rolling mill and accordingly also the second part of the roller positioning device connected to it are adjustable relative to the first part or the roller stand, with the stand preferably remaining in its position if necessary also in its rotating path and the rolling mill adjusting accordingly. The adjustment can take place in particular during rolling, with the parts of the roller positioning device also being able to adjust under load. The rolling caliber can thus be adjusted during rolling, for example in order to produce a changing diameter on the workpiece or in order to be able to react accordingly to geometry changes on the workpiece or to rolling parameters that change during rolling, for example when running in or running out. For example, if the eccentricity of the workpiece is not constant, the rolling caliber could be individually adapted to the shape of the rolling piece during rolling.

Darüber hinaus kann sich, um Schrägwalzaggregate bereitzustellen, die ein möglichst gutes Walzergebnis erzielen lassen, ein Schrägwalzaggregat mit zumindest zwei Walzen und mit einem Walzenständer, in welchem wenigstens eine der Walzen zu Veränderungen des Walzkalibers in seiner Position anstellbar gelagert ist, dadurch auszeichnen, dass ein Antrieb der Walzenpositioniereinrichtung derart dimensioniert ist, um Walzkräfte aufbringen zu können.Furthermore, in order to provide cross-rolling units that allow the best possible rolling result to be achieved, a cross-rolling unit with at least two rolls and with a roll stand in which at least one of the rolls is mounted so as to be adjustable in its position in order to change the roll caliber can be characterized in that a drive of the roll positioning device is dimensioned in such a way as to be able to apply rolling forces.

Ist die Walzenpositioniereinrichtung derart dimensioniert, dass sie die Walzkräfte aufbringen kann, kann sie auch während des Walzens in ihrer Anstellung verändert werden und somit zumindest eine der Walzen entsprechend anders positionieren, was wiederum eine Veränderung des Walzkalibers während des Walzens ermöglicht.If the roll positioning device is dimensioned in such a way that it can apply the rolling forces, its position can also be changed during rolling and thus at least one of the rolls can be positioned differently, which in turn enables the roll caliber to be changed during rolling.

Kumulativ bzw. alternativ kann sich, um Schrägwalzaggregate bereitzustellen, die ein möglichst gutes Walzergebnis erzielen lassen, ein Schrägwalzaggregat mit zumindest zwei Walzen und mit einem Walzenständer, in welchem wenigstens eine der Walzen zu Veränderungen des Walzkalibers in seiner Position anstellbar gelagert ist, dadurch auszeichnen, dass die Dornlage eines Dorns während des Walzens mittels einer Dornlagenverstelleinrichtung parallel zum Werkstück verstellbar ist. Auch dieses bedingt dann bei geeigneter konkreter Umsetzung, dass das Walzkaliber entsprechend der oben erläuterten Grunderkenntnis während des Walzens verstellt bzw. angepasst werden kann.Cumulatively or alternatively, in order to provide cross-rolling units that achieve the best possible rolling result, a cross-rolling unit with at least two rollers and with a roller stand in which at least one of the rollers is mounted so that it can be adjusted in position to change the rolling caliber, can be characterized in that the mandrel position of a mandrel can be adjusted parallel to the workpiece during rolling by means of a mandrel position adjustment device. This also means, with suitable concrete implementation, that the rolling caliber can be adjusted or adapted during rolling in accordance with the basic knowledge explained above.

Dadurch kann beispielsweise die Lage des Dorns bezüglich der Walzen verändert und somit auch der Einfluss der Walzkräfte auf das Werkstück bzw. auf den Dorn und mithin das Walzkaliber beeinflusst werden. Beispielsweise kann der Dorn mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Werkstück während des Walzens verstellt werden, wodurch das Lochen des Werkstücks nur bis zu der Stelle reicht, bis zu der der Dorn sich nicht mit gleicher Geschwindigkeit und Richtung des Werkstücks verstellte. Auch kann der Dorn bei einem nicht vollständig gelochten Werkstück bzw. nach dem Walzen leichter aus dem Werkstück entfernt werden. Vorstehend genannte Vorteile können insbesondere durch die Verstellbarkeit eines Dorns während des Walzens mittels einer Dornlagenverstelleinrichtung parallel zum Werkstück begünstigt werden.This means, for example, that the position of the mandrel in relation to the rollers can be changed, thus influencing the influence of the rolling forces on the workpiece or on the mandrel and therefore the rolling caliber. For example, the mandrel can be adjusted at the same speed as the workpiece during rolling, meaning that the workpiece is only pierced to the point where the mandrel did not move at the same speed and direction as the workpiece. The mandrel can also be removed more easily from the workpiece if the workpiece is not completely pierced or after rolling. The advantages mentioned above can be promoted in particular by the adjustability of a mandrel during rolling using a mandrel position adjustment device parallel to the workpiece.

Aber auch durch eine Verstellung der Dornlagenverstelleinrichtung, wenn diese beispielsweise als Dornhalterung entlang der Walzachse von den Walzen beabstandet angeordnet ist, senkrecht zu der Walzachse können der Spreizwinkel oder ähnliches, also auch das Walzkaliber, auch über die Dornlagenverstelleinrichtung verändert werden, was, wie bereits vorstehend angedeutet ggf. auch durch eine geeignete Anstellung bzw. Verstellung der Walzen geschehen kann. Ersteres ermöglicht jedoch eine Änderung des Walzkalibers unabhängig von einer Bewegungsrichtung des Walzstuhls bzw. des Walzstuhl gebundenen Teils der Walzenpositioniereinrichtung bzw. unabhängig von einer Bewegungsrichtung der Walzenpositioniereinrichtung selbst, so dass hier ggf. Anstellmöglichkeiten für das Walzkaliber kostengünstiger bereitgestellt werden können.But the spread angle or similar, and therefore also the roll caliber, can also be changed via the mandrel position adjustment device by adjusting the mandrel position adjustment device, for example if it is arranged as a mandrel holder along the roll axis at a distance from the rolls, perpendicular to the roll axis, which, as already indicated above, can also be done by appropriately adjusting or setting the rolls. The former, however, enables the roll caliber to be changed independently of the direction of movement of the roll mill or the part of the roll positioning device attached to the roll mill or independently of the direction of movement of the roll positioning device itself, so that adjustment options for the roll caliber can be provided more cost-effectively here if necessary.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Walzenpositioniereinrichtung wenigstens einen Hydraulikzylinder umfasst, was eine ausreichend dynamische und insbesondere auch, bei geeigneter Ausgestaltung, schnelle Anstellung der jeweiligen Walze ermöglicht.In particular, it is advantageous if the roller positioning device comprises at least one hydraulic cylinder, which enables a sufficiently dynamic and, in particular, with a suitable design, rapid adjustment of the respective roller.

Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, dass ein Hydraulikzylinder zur Anwendung kommt, bei welchem hohe Drücke verwendet werden können und bei welchem voraussichtlich hohe Fahrgeschwindigkeiten möglich sind. Dieses ermöglicht es dann insbesondere, während des Walzens den jeweiligen Hydraulikzylinder wenigstens einen Teil der Walzkräfte tragen zu lassen bzw. das Walzkaliber zu verändern. Da der entsprechende Hydraulikzylinder mit mehr als 50.0000 hPa betreibbar ist, können Walzkräfte durch die Walzenpositioniereinrichtung dann aufgebracht werden. Besonders schnelle Verstellmöglichkeiten lassen sich gewährleisten, wenn der Hydraulikzylinder mit mehr als 30 mm/s, vorzugsweise mit mehr als 35 mm/s, verfahrbar und mit Schnellschaltventilen ansteuerbar ist.It is particularly advantageous here to use a hydraulic cylinder with which high pressures can be used and with which high travel speeds are likely to be possible. This then makes it possible in particular to have the respective hydraulic cylinder bear at least part of the rolling forces or to change the rolling caliber during rolling. Since the corresponding hydraulic cylinder can be operated at more than 50,000 hPa, rolling forces can then be applied by the roller positioning device. Particularly fast adjustment options can be ensured if the hydraulic cylinder can be moved at more than 30 mm/s, preferably at more than 35 mm/s, and can be controlled with quick-acting valves.

Je nach konkreter Umsetzung kann es ausreichen, wenn die Hubhöhe des Hydraulikzylinders unter 150 mm liegt. Je nach konkreter Umsetzung können sogar Hubhöhen unter 100 mm hier zu befriedigenden Ergebnissen führen. Gegebenenfalls kann ein zweistufiges System vorgesehen sein, bei welchem das Walzkaliber mit einer groben Walzenpositioniereinrichtung vorgewählt wird, während über eine feinere Walzenpositioniereinrichtung, beispielsweise mit geringem Hub, hoher Verstellgeschwindigkeit und/oder hohen Drücken, dann eine Verstellung während des Walzens realisiert werden kann.Depending on the specific implementation, it may be sufficient if the lifting height of the hydraulic cylinder is less than 150 mm. Depending on the specific implementation, even lifting heights of less than 100 mm can lead to satisfactory results. If necessary, a two-stage system can be provided in which the rolling caliber is preselected with a coarse roller positioning device, while an adjustment can then be made during rolling using a finer roller positioning device, for example with a low stroke, high adjustment speed and/or high pressures.

Vorzugsweise sind für wenigstens eine der Walzen, ggf. sogar für mehrere bzw. alle der Walzen, zwei oder sogar mehr Walzenpositioniereinrichtungen vorgesehen. Dieses ermöglicht eine genauere Anstellung der entsprechenden Walzen, ggf. sogar in ihrem Winkel. Auch lassen sich dann die Walzkräfte auf mehrere Walzenpositioniereinrichtungen verteilen, so dass diesen entsprechend baulich einfacher begegnet werden kann.Preferably, two or even more roller positioning devices are provided for at least one of the rollers, possibly even for several or all of the rollers. This enables the corresponding rollers to be positioned more precisely, possibly even in terms of their angle. The rolling forces can then also be distributed across several roller positioning devices, so that they can be counteracted in a structurally simpler manner.

Es ist von Vorteil, wenn das Schrägwalzaggregat eine Mehrgrößenregelung umfasst, welche wenigstens zwei Eingangsgrößen und wenigstens eine Ausgangsgröße umfasst, die beide von der Walzenpositioniereinrichtung ermittelbar sind bzw. an die Walzenpositioniereinrichtung übermittelt werden. Die Eingangsgrößen können sich aus Messgrößen zusammensetzen, die beispielsweise von der Walzenpositioniereinrichtung ermittelt bzw. von anderen Messsystemen ermittelt und an diese übermittelt werden. Hierdurch können anhand der gemessenen Daten Regelvorgänge vorgenommen werden, sodass das Schrägwalzaggregat bzw. eine zugehörige Steuerung entsprechend in den Walzprozess eingreifen kann.It is advantageous if the cross-rolling unit comprises a multi-variable control system which comprises at least two input variables and at least one output variable, both of which can be determined by the roller positioning device or are transmitted to the roller positioning device. The input variables can be made up of measured variables which are determined, for example, by the roller positioning device or by other measuring systems and transmitted to them. This allows control processes to be carried out based on the measured data so that the cross-rolling unit or an associated control system can intervene in the rolling process accordingly.

Durch die Walzenpositioniereinrichtung ermittelte Messgrößen stehen dem Schrägwalzaggregat auf baulich verhältnismäßig einfache Weise zur Verfügung. Hier sind insbesondere die Walzkraft aber auch die Position der Walzen bzw. auch der Walzstühle als geeignete Messgrößen zu nennen.The measured values determined by the roller positioning device are available to the cross rolling unit in a relatively simple way. The rolling force in particular, but also the position of the rollers or the rolling mills, are suitable measured values.

So können insbesondere als Eingangsgrößen kumulativ bzw. alternativ hierzu die Messgrößen Werkstückeinlaufgeschwindigkeit, Werkstückauslaufgeschwindigkeit, Wanddicke,
Exzentrizität, Außendurchmesser, Ovalität, Walzkraft und Dornhaltekraft aufgenommen werden, die dann kumulativ bzw. alternativ für die Mehrgrößenregelung genutzt werden.
In particular, the input variables can be cumulatively or alternatively the measured variables workpiece entry speed, workpiece exit speed, wall thickness,
Eccentricity, outside diameter, ovality, rolling force and mandrel holding force are recorded, which are then used cumulatively or alternatively for multi-variable control.

Insofern ist eine Mehrgrößenregelung von Vorteil, die zumindest zwei Eingangsgrößen und wenigstens eine Ausgangsgröße umfasst, da hierdurch der Walzprozess genauer überwacht und entsprechend reagiert werden kann. Hierbei versteht es sich, dass durch noch weitere Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen dieser Vorteil noch verstärkt werden kann. Andererseits ist es auch denkbar, dass lediglich eine Eingangsgröße und/oder lediglich eine Ausgangsgröße zum Einsatz kommen, wenn dieses für den konkreten Anwendungsfall ausreichend erscheint.In this respect, a multi-variable control system that includes at least two input variables and at least one output variable is advantageous, as this allows the rolling process to be monitored more precisely and reacted to accordingly. It goes without saying that this advantage can be further enhanced by additional input or output variables. On the other hand, it is also conceivable that only one input variable and/or only one output variable are used if this appears sufficient for the specific application.

Die Werkstückeinlaufgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit Werkstücks relativ zu den Walzen vor dem Walzen. Je nach Werkstückeinlaufgeschwindigkeit kann sich auch das erforderliche oder vorteilhafte Walzkaliber ändern. Auch können die Dimensionen des Werkstücks entscheidend dafür sein, welche Werkstückeinlaufgeschwindigkeiten beispielsweise möglich sind. Außerdem kann diese Geschwindigkeit eine erforderliche zu regelnde Größe sein, wenn der Dorn in einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zum Werkstück verstellt werden soll. Hierbei versteht es sich, dass, da als Werkstücke Blöcke oder Hohlblöcke zum Einsatz kommen können, die dann gelocht oder auch nicht gelocht das Schrägwalzaggregat durchlaufen, entsprechend die Einlaufgeschwindigkeit der Blöcke oder Hohlblöcke als Messgröße dienen können.The workpiece infeed speed describes the speed of the workpiece relative to the rolls before rolling. Depending on the workpiece infeed speed, the required or advantageous rolling caliber can also change. The dimensions of the workpiece can also be decisive for which workpiece infeed speeds are possible, for example. In addition, this speed can be a required variable to be regulated if the mandrel is to be adjusted in a certain speed ratio to the workpiece. It goes without saying that, since blocks or hollow blocks can be used as workpieces, which then pass through the cross-rolling unit with or without holes, the infeed speed of the blocks or hollow blocks can serve as a measurement variable.

Die Werkstückauslaufgeschwindigkeit beschreibt hingegen die Geschwindigkeit des Werkstücks relativ zu den Walzen nach dem Walzen, nach einem Lochen bzw. beim Herausfahren oder Auslaufen des Werkstücks. Die Hohlblockauslaufgeschwindigkeit ist häufig höher als die Blockeinlaufgeschwindigkeit, da durch das Walzen häufig Material in Richtung der Bewegungsrichtung des Werkstücks verlagert wird. Insbesondere bei Aufweitprozessen, beim Lochen oder auch in anderen Walzprozessen kann die Werkstückauslaufgeschwindigkeit jedoch auch höher als die Werkstückeinlaufgeschwindigkeit sein.The workpiece run-out speed, on the other hand, describes the speed of the workpiece relative to the rollers after rolling, after piercing or when the workpiece is being moved out or run out. The hollow block run-out speed is often higher than the block run-in speed, since rolling often shifts material in the direction of the workpiece's movement. This is particularly true for expansion processes, when However, in punching or other rolling processes, the workpiece exit speed can also be higher than the workpiece entry speed.

Ggf. kann auch die Differenz zwischen der Werkstückeinlauf- und -auslaufgeschwindigkeit als Messgröße oder als hiervon abgeleitet Größe entsprechend vorteilhaft genutzt werden, da auch diese Größe unter bestimmten Umständen wichtige Informationen über den Walzprozess liefern kann.If necessary, the difference between the workpiece entry and exit speed can also be used advantageously as a measured value or as a value derived from it, since this value can also provide important information about the rolling process under certain circumstances.

Insbesondere beim Schrägwalzen kann auch die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks, ggf. auch eingangsseitig und/oder ausgangsseitig differenziert, als Messgröße dienen, da auch hieraus Informationen über den Walzprozess gewonnen werden können.Particularly in the case of cross rolling, the rotational speed of the workpiece, possibly differentiated on the input side and/or output side, can also serve as a measurement variable, since information about the rolling process can also be obtained from this.

Auch die Position des Werkstücks, wie beispielsweise der Länge des bereits gewalzten oder auch die Länge des nicht zu walzenden Werkstücks kann ggf. eine geeignete Messgröße sein, um den Walzprozess gezielt zu optimieren. Hierdurch können beispielsweise beim Walzbeginn oder auch beim Walzende andere Stellgrößenwerte oder auch eine andere Wichtung von Messgrößen bei der Ermittlung der Stellgrößen vorgesehen sein.The position of the workpiece, such as the length of the workpiece that has already been rolled or the length of the workpiece that is not to be rolled, can also be a suitable measurement variable for optimizing the rolling process in a targeted manner. This means that, for example, different control variable values or a different weighting of measurement variables can be provided when determining the control variables at the start or end of rolling.

Die Wanddicke beschreibt die Differenz zwischen Außendurchmesser und Innendurchmesser des Werkstücks, insbesondere eines gelochten Blocks oder eines Hohlblocks. Die geforderte bzw. gemessene Wanddicke kann kumulativ bzw. alternativ als Messgröße dienen.The wall thickness describes the difference between the outside diameter and the inside diameter of the workpiece, especially of a perforated block or a hollow block. The required or measured wall thickness can serve as a measurement value cumulatively or alternatively.

Die Exzentrizität beschreibt die Abweichung einer Ellipse von der Kreisform. Diese Messgröße kann bei einer präventiven Kontrolle notwendig sein, um schon vor dem Walzen die Exzentrizität des Werkstücks feststellen und entsprechend reagieren zu können. Beispielweise kann das Walzen so geregelt werden, dass trotz der Exzentrizität des Werkstücks der Walzvorgang bzw. insbesondere weitere Stell- oder Ausgangsgrößen derart angepasst werden, dass das das gewünschte Walzergebnis erzielt werden kann bzw. dass die Exzentrizität beispielsweise durch geeignete verfahrenstechnische Maßnahmen optimiert und geometrische Unregelmäßigkeiten korrigiert werden können. Auch kann die Exzentrizität ein nachträgliches Kontrollkriterium sein, um zu überprüfen, ob das Walzen die Exzentrizität des Werkstücks verändert hat. Die Exzentrizität kann hierbei sowohl am Außendurchmesser als auch beim Innendurchmesser von Bedeutung sein.Eccentricity describes the deviation of an ellipse from a circular shape. This measurement may be necessary for preventive control in order to be able to determine the eccentricity of the workpiece before rolling and to react accordingly. For example, rolling can be controlled in such a way that, despite the eccentricity of the workpiece, the rolling process or, in particular, other control or output variables are adjusted in such a way that the desired rolling result can be achieved or that the eccentricity can be optimized, for example, by suitable process engineering measures and geometric irregularities can be corrected. Eccentricity can also be a subsequent control criterion to check whether rolling has changed the eccentricity of the workpiece. Eccentricity can be important both on the outside diameter and on the inside diameter.

Der Außendurchmesser beschreibt den äußeren Durchmesser des Werkstücks. Unter Bezugnahme der Wanddicke kann beispielsweise auch der Innendurchmesser des Werkstücks, insbesondere eines Rohres, ermittelt und als Eingangsgröße genutzt werden.The outside diameter describes the external diameter of the workpiece. By referring to the wall thickness, the inside diameter of the workpiece, in particular a pipe, can also be determined and used as an input variable.

Die Ovalität des Werkstücks beschreibt die Differenz zwischen größten und kleinsten Außendurchmesser in einer Ebene. Diese kann zum einen hilfreich sein zu erkennen, ob verfahrenstechnische Anpassungen der Stellgrößen notwendig sind, um ein möglichst gutes Walzergebnis zu erzielen. Zum anderen kann die Ovalität unter anderem als nachträgliche
Kontrolle dienen, um beispielsweise Toleranzen zu überprüfen bzw. zu prüfen, inwiefern das Walzen die Dimensionen des Werkstücks beeinflusst hat.
The ovality of the workpiece describes the difference between the largest and smallest outside diameter in one plane. This can be helpful in determining whether process-related adjustments to the control variables are necessary in order to achieve the best possible rolling result. On the other hand, the ovality can be used as a subsequent
Control can be used, for example, to check tolerances or to check to what extent rolling has influenced the dimensions of the workpiece.

Die Walzkraft beschreibt die Kraft, die das Werkstück während des Walzens erfährt bzw. die Kraft, die die Walzen während des Walzens auf das Werkstück geben. Die Walzkraft kann je nach Dimension und je nach Eigenschaften des Werkstücks variieren. Die Walzkraft muss jedoch während der gesamten Dauer des Walzens aufgetragen werden, um ein betriebssicheres Walzen zu gewährleisten.The rolling force describes the force that the workpiece experiences during rolling or the force that the rollers apply to the workpiece during rolling. The rolling force can vary depending on the dimensions and properties of the workpiece. However, the rolling force must be applied throughout the entire rolling process to ensure reliable rolling.

Die Dornhaltekraft beschreibt die Kraft, mit der der Dorn, insbesondere während des Walzens auf das Werkstück wirkt und entspricht der Kraft, mit welcher der Dorn während des Walzens gehalten werden muss. Die Größe der Dornhaltekraft kann insbesondere von der Beschaffenheit des Werkstücks und der Werkstückeinlaufgeschwindigkeit abhängen. Auch kann diese Kraft beim Verstellen der Dornlage bzw. des Spreizwinkels entsprechend variieren.The mandrel holding force describes the force with which the mandrel acts on the workpiece, particularly during rolling, and corresponds to the force with which the mandrel must be held during rolling. The size of the mandrel holding force can depend in particular on the nature of the workpiece and the workpiece entry speed. This force can also vary accordingly when adjusting the mandrel position or the spreading angle.

Die Ausgangsgrößen umfassen vorzugsweise Stellgrößen welche beispielsweise zum Regeln des Walzkalibers, insbesondere während des Walzens, verstellt werden.The output variables preferably comprise control variables which are adjusted, for example, to regulate the rolling caliber, in particular during rolling.

Die Stellgrößen können insbesondere eine dynamische Positionierverstellung zumindest eine der Walzen, eine Verstellung der Walzmitte durch Verstellen aller Walzen, eine dynamische Verstellung der Dornlage und/oder eine Verstellung des Spreizwinkels umfassen. Die Stellgrößen dienen der Mehrgrößenregelung, indem mit den Stellgrößen auf die Eingangsgrößen reagiert werden kann bzw. die Eingangsgrößen entsprechend geregelt werden. Die Stellgrößen beschreiben allesamt Anstellmöglichkeiten der einzelnen Elemente des Schrägwalzaggregats, wie beispielsweise die Anstellung der Walzen und des Dorns. Diese Anstellmöglichkeiten, welche durch die Stellgrößen bestimmt werden, dienen dazu, aktiv die Messgrößen zu beeinflussen. Beispielsweise kann nur durch eine entsprechende Positionsverstellung der Ober-bzw. Unterwalze eine bestimmte Walzkraft festgelegt werden.The control variables can in particular include a dynamic positioning adjustment of at least one of the rollers, an adjustment of the rolling center by adjusting all the rollers, a dynamic adjustment of the mandrel position and/or an adjustment of the spreading angle. The control variables are used for multi-variable control in that the control variables can be used to react to the input variables or to control the input variables accordingly. The control variables all describe adjustment options for the individual elements of the cross-rolling unit, such as the adjustment of the rollers and the mandrel. These adjustment options, which are determined by the control variables, are used to actively influence the measured variables. For example, a certain rolling force can only be determined by adjusting the position of the upper or lower roller accordingly.

Als Ausgangsgrößen können aber auch die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen bzw. die auf die Walzenwirkende Drehantriebskraft und ähnliches kumulativ bzw. alternativ hierzu genutzt werden.However, the rotational speed of the rollers or the rotary drive force acting on the rollers and similar can also be used cumulatively or alternatively as output variables.

Um Verfahren zum Verstellen des Walzkalibers von Schrägwalzaggregaten bereitzustellen, die ein möglichst gutes Walzergebnis erzielen lassen, können sich die Verfahren zum Anstellen des Walzkalibers eines Schrägwalzaggregats mit zumindest zwei Walzen dadurch auszeichnen, dass zumindest eine der Walzen während des Walzens verstellt wird. Es versteht sich, dass entsprechend vorteilhaft auch zwei oder alle Walzen der Schrägwalzaggregate entsprechend verstellt werden können. Auch hierdurch wird kumulativ bzw. alternativ die eingangs erläutert Grunderkenntnis, dass während des Walzens ein Verstellen des Walzkalibers ermöglicht werden sollte, umgesetzt.In order to provide methods for adjusting the rolling caliber of cross-rolling units that allow the best possible rolling result to be achieved, the methods for adjusting the rolling caliber of a cross-rolling unit with at least two rolls can be characterized in that at least one of the rolls is adjusted during rolling. It goes without saying that two or all of the rolls of the cross-rolling units can also be adjusted accordingly. This also cumulatively or alternatively implements the basic insight explained at the beginning that adjustment of the rolling caliber should be possible during rolling.

Kumulativ bzw. alternativ kann sich ein Verfahren zum Anstellen des Walzkalibers eines Schrägwalzaggregats mit zumindest zwei Walzen dadurch auszeichnen, dass ein Spreizwinkel bzw. Anstellwinkel und/oder die axiale Position eines Dorns während des Walzens verstellt werden, um ein möglichst gutes Walzergebnis zu erzielen. Auch durch eine Verlagerung des Dorns, sei es in seinem Spreiz- oder Anstellwinkel oder aber in seiner axialen Position in Bezug auf die Walzen kann ebenfalls das Walzkaliber während des Walzens an etwaige Änderungen oder Auffälligkeiten des jeweiligen konkreten Walzprozesses angepasst werden.Cumulatively or alternatively, a method for adjusting the rolling caliber of a cross-rolling unit with at least two rolls can be characterized in that a spreading angle or setting angle and/or the axial position of a mandrel are adjusted during rolling in order to achieve the best possible rolling result. The rolling caliber can also be adapted to any changes or abnormalities in the respective specific rolling process by moving the mandrel, be it in its spreading angle or setting angle or in its axial position in relation to the rolls.

Hierbei sei an dieser Stelle festgehalten, dass die axiale Position des Dorns in der Regel in Bezug auf die Walzmittellinie bzw. in Bezug auf die Durchlauflinie der Werkstücke durch das jeweilige Schrägwalzaggregat definiert ist und dann die relative Position des Dorns auf der Walzmittellinie oder auf der Durchlauflinie in Bezug auf die Walzen ermittelt bzw.
vorgegeben wird. Diese axiale Position kann insbesondere durch eine Dornhalterung, durch eine Dornstangenhalterung oder durch eine den Dorn haltende Dornlageverstelleinrichtung festgelegt und nach Bedarf verstellt werden.
It should be noted at this point that the axial position of the mandrel is usually defined in relation to the rolling centre line or in relation to the line of passage of the workpieces through the respective cross-rolling unit and then the relative position of the mandrel on the rolling centre line or on the line of passage in relation to the rolls is determined.
This axial position can be determined and adjusted as required, in particular, by a mandrel holder, by a mandrel rod holder or by a mandrel position adjustment device holding the mandrel.

Vorzugsweise kann der Spreizwinkel bzw. Anstellwinkel des Dorns verstellt werden, welcher den Winkel zwischen Dorn und Werkstück bestimmt. Dadurch ändert sich die Form bzw. der Bereich des Dornkopfes, welcher unmittelbar beim Lochen oder Walzen des Werkstücks mit dem Werkstück in Kontakt kommt und somit die beim Walzen entstehende Position bestimmt. Hierbei können sich ggf. noch erforderliche Walzkräfte bzw. Geschwindigkeit des Werkstücks verändern. Durch den verstellbaren Spreizwinkel können beispielsweise Ovalität, Exzentrizität oder generell die Form des Lochs nach Bedarf verändert bzw. optimiert werden.Preferably, the spreading angle or angle of attack of the mandrel can be adjusted, which determines the angle between the mandrel and the workpiece. This changes the shape or the area of the mandrel head, which comes into contact with the workpiece immediately when the workpiece is punched or rolled and thus determines the position that occurs during rolling. This can change the rolling forces or speed of the workpiece that may be required. The adjustable spreading angle allows, for example, ovality, eccentricity or the general shape of the hole to be changed or optimized as required.

Es ist von Vorteil, wenn eine einzelne Walze bezüglich der zweiten feststehenden Walze mit einem bestimmten Walzkaliber angestellt bzw. während des Walzens verstellt wird, um ein bestimmtes Walzkaliber bereitzustellen. Hierbei ist der Aufwand zum Verstellen des Walzkalibers möglichst gering, da lediglich eine Walze angetrieben bzw. verstellt bzw. angestellt werden muss. Je nach ermittelten Messgrößen und je nach anderen Erfordernissen kann dieses bereits ausreichen, um gute Walzergebnisse zu erzielen.It is advantageous if a single roll is set to a specific roll caliber relative to the second fixed roll or is adjusted during rolling to provide a specific roll caliber. In this case, the effort required to adjust the Rolling calibers should be kept as low as possible, since only one roll needs to be driven, adjusted or set. Depending on the measured values determined and other requirements, this may already be sufficient to achieve good rolling results.

Auch denkbar ist, dass zumindest zwei korrespondierende Walzen mit einem bestimmten Walzkaliber angestellt bzw. während des Walzens verstellt werden. Dadurch, dass die gesamt aufzubringende Walzkraft nicht vom Antrieb einer Walze, sondern von zumindest zwei Antrieben der zwei Walzen aufgegeben werden kann, bringt jeder Antrieb der Walzen weniger Kraft als beim Verstellen mit einer Walze auf. So kann beispielsweise beim Verstellen von zwei Walzen die Hälfte der beim Verstellen von einer Walze benötigten Kraft aufzubringen
sein.
It is also conceivable that at least two corresponding rollers are set to a certain rolling caliber or adjusted during rolling. Because the total rolling force to be applied is not applied by the drive of one roller, but by at least two drives of the two rollers, each drive of the rollers applies less force than when adjusting with one roller. For example, when adjusting two rollers, half the force required when adjusting one roller can be applied.
be.

Vorteilhafterweise werden beim Verstellen zumindest zweier korrespondierender Walzen die korrespondierenden Walzen synchron mit einem bestimmten Walzkaliber angestellt bzw. synchron während des Walzens angestellt. Bei dem synchronen Verstellen der korrespondierenden Walzen kann sich die Walzmittellinie ggf. verschieben, was jedoch ggf. auch
gewollt sein kann. Je nach konkreter Ausgestaltung einer Walzenpositionierung kann dieses jedoch auch verhindert werden, indem die Walzen genau gegeneinander bewegt werden oder nur in ihrem Schrägheitswinkel verändert werden. Das ist sehr vorteilhaft für die gesamte Vorrichtung, da auch das Werkstück auf seiner Linie weiter bewegt werden kann. Beim Verschieben der Walzmittellinie kann ein Walzen mit gradlinigem Transport des Werkstücks ggf.
nicht mehr betriebssicher gewährleistet werden.
Advantageously, when adjusting at least two corresponding rolls, the corresponding rolls are adjusted synchronously with a certain roll caliber or adjusted synchronously during rolling. When adjusting the corresponding rolls synchronously, the roll center line may shift, but this may also
may be desired. Depending on the specific design of a roller positioning, this can also be prevented by moving the rollers exactly against each other or only changing their angle of inclination. This is very advantageous for the entire device, as the workpiece can also be moved further along its line. When moving the roller center line, rolling with straight-line transport of the workpiece can be achieved if necessary.
operational safety can no longer be guaranteed.

Auch kann bei geeigneter Ausgestaltung durch ein Verstellen bzw. Anstellen zumindest zweier korrespondierender Walzen eine präzisere Walzkaliberverstellung bzw. Walzkaliberanstellung als beim Verstellen bzw. Anstellen einer Walze bereitgestellt werden.With a suitable design, a more precise roll caliber adjustment or roll caliber setting can also be provided by adjusting or setting at least two corresponding rolls than by adjusting or setting one roll.

Um einen betriebssicheren bzw. möglichst fehlerfreien Walzvorgang bereitstellen zu können, können stetig Walzkräfte durch den Antrieb der Walzenstuhlpositioniereinrichtung aufgebracht werden. Hierdurch kann eine An- oder Verstellung der Walzen auch während des Walzens ermöglicht werden, da die Gefahr eines Festbackens oder ähnlicher Schwierigkeiten minimiert werden kann.In order to ensure a reliable and error-free rolling process, rolling forces can be applied continuously by driving the roller mill positioning device. This makes it possible to move or adjust the rollers even during rolling, as the risk of jamming or similar problems can be minimized.

Je nach konkreter Ausgestaltung kann ein Walzenstuhl über mehrere oder auch nur über eine einzige Walzenpositioniereinrichtung anstellbar gelagert sein. Bei mehreren Walzenpositioniereinrichtungen für einen Walzenstuhl können über die Walzenpositioniereinrichtungen beispielsweise gezielt Winkelveränderungen der Walzen über die Walzenpositioniereinrichtungen vorgenommen werden. Andererseits ermöglicht die Anstellung eines Walzenstuhls lediglich über eine Walzenpositioniereinrichtung einen einfacheren Aufbau, was insbesondere bei Walzenstühlen, welche beide Walzenseiten lagern, entsprechend von Vorteil sein kann.Depending on the specific design, a roller mill can be mounted so that it can be adjusted using several or only one roller positioning device. If there are several roller positioning devices for a roller mill, the roller positioning devices can be used to adjust the roller positioning devices. For example, targeted angle changes of the rollers can be made using the roller positioning devices. On the other hand, adjusting a roller mill using only one roller positioning device enables a simpler structure, which can be particularly advantageous for roller mills that support both sides of the rollers.

Vorzugsweise erfolgt die Verstellung der Walze, der Walzen oder des Dorns in Abhängigkeit von ermittelten Messgrößen, wie sie beispielsweise bereits vorstehend bereits erwähnt sind, insbesondere als nicht lediglich nach einem zuvor festgelegten Walzplan, der lediglich von der Position des Werkstücks oder von der Zeit abhängt.Preferably, the adjustment of the roller, the rollers or the mandrel takes place as a function of determined measured variables, such as those already mentioned above, in particular not merely according to a previously determined rolling plan which depends only on the position of the workpiece or on the time.

In der Regel ist die Walzmittellinie eine theoretisch und maschinenbaulich vorgegebenen Ideallinie, auf welcher das Walzgut das Schrägwalzaggregat durchläuft. In vorliegendem Zusammenhang sei nochmals betont, dass Schrägwalzen bzw. Schrägwalzaggregate sich in Abgrenzung zu Längswalzen bzw. Längswalzaggregaten dadurch auszeichnen, dass die Achsen der beiden Walzen eine Komponente parallel zu einer Walzmittellinie des Schrägwalzaggregats bzw. der Schrägwalzen aufweisen. Bei Schrägwalzaggregaten bzw. Schrägwalzen weist die Walzoberfläche der Walzen beim Walzen eine Umdrehungskomponente senkrecht zur Walzmittellinie des Schrägwalzaggregats bzw. der Schrägwalzen auf, was eine andere Abgrenzung gegen Längswalzen darstellt, bei denen die Walzenoberfläche jeweils parallel zur Walzmittellinie bzw. parallel zur Bewegungsrichtung des Materials bewegt wird. Dieses bedeutet im Ergebnis, dass die genaue Walzenposition wesentlich schwieriger und komplexer für einen
bestimmten Walzvorgang zu ermitteln ist, als beim Längswalzen. Auch hat die Position der Walzen beim Schrägwalzen in der Regel einen wesentlich komplexeren Einfluss auf den Walzprozess. Insbesondere sind auch die entsprechenden Walzstühle und ihre Anbindung an den Walzenständer sehr komplex.
As a rule, the rolling center line is a theoretically and mechanically specified ideal line on which the rolling stock passes through the cross-rolling unit. In this context, it should be emphasized again that cross-rolling or cross-rolling units are distinguished from longitudinal rolling or longitudinal rolling units by the fact that the axes of the two rolls have a component parallel to a rolling center line of the cross-rolling unit or the cross-rolls. In cross-rolling units or cross-rolling, the rolling surface of the rolls has a rotation component perpendicular to the rolling center line of the cross-rolling unit or the cross-rolls during rolling, which represents a different distinction from longitudinal rolling, in which the roll surface is moved parallel to the rolling center line or parallel to the direction of movement of the material. This means that the exact roll position is much more difficult and complex for a
specific rolling process than with longitudinal rolling. The position of the rolls in cross rolling also generally has a much more complex influence on the rolling process. In particular, the corresponding rolling mills and their connection to the roll stand are very complex.

Das Walzkaliber beschreibt in vorliegendem Zusammenhang insbesondere den freien Raum, den das Schrägwalzaggregat dem Werkstück während des Walzens belässt. Es umfasst somit insbesondere die Lage der Walzen und, falls vorhanden, des Dorns. Es beschreibt insbesondere in dem Zusammenhang mit Schrägwalzaggregaten aber auch die Anstellung der Walzenoberfläche in Bezug auf die Werkstücke in ihrem Winkel in Bezug auf die Walzmittellinie.In this context, the rolling caliber describes in particular the free space that the cross-rolling unit leaves for the workpiece during rolling. It therefore includes in particular the position of the rollers and, if present, the mandrel. However, particularly in connection with cross-rolling units, it also describes the position of the roller surface in relation to the workpieces in terms of its angle in relation to the rolling center line.

Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen ggf. auch kombiniert werden können um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.It is understood that the features of the solutions described above or in the claims can also be combined if necessary in order to be able to implement the advantages cumulatively.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1
eine schematische Aufsicht auf zwei Schrägwalzen eines Schrägwalzaggregats;
Figur 2
eine schematische Seitenansicht eines ersten Schrägwalzaggregats;
Figur 3
eine schematische Seitenansicht eines zweiten Schrägwalzaggregats;
Figur 4
eine schematische Frontansicht eines dritten Schrägwalzaggregats;
Figur 5
eine schematische Seitenansicht des dritten Schrägwalzaggregats;
Figur 6
eine schematische Frontansicht eines vierten Schrägwalzaggregats;
Figur 7
eine schematische Seitenansicht des vierten Schrägwalzaggregats;
Figur 8
eine schematische Seitenansicht eines durch ein Schrägwalzaggregat mit Dorn laufenden Werkstücks mit Mess- und Stellgrößen; und
Figur 9
eine schematische Darstellung der Mehrgrößenregelung mit Ein- und Ausgangsgrößen.
Further advantages, objectives and properties of the present invention are explained in the following description of embodiments, which are also shown in particular in the attached drawing. In the drawing:
Figure 1
a schematic plan view of two cross rolls of a cross rolling unit;
Figure 2
a schematic side view of a first cross-rolling unit;
Figure 3
a schematic side view of a second cross rolling unit;
Figure 4
a schematic front view of a third cross rolling unit;
Figure 5
a schematic side view of the third cross rolling unit;
Figure 6
a schematic front view of a fourth cross rolling unit;
Figure 7
a schematic side view of the fourth cross rolling unit;
Figure 8
a schematic side view of a workpiece running through a cross rolling unit with mandrel with measuring and control variables; and
Figure 9
a schematic representation of the multi-variable control with input and output variables.

Die in den Figuren dargestellten Schrägwalzaggregate 10 umfassen jeweils zumindest zwei Walzen 20 (siehe Figuren 1 bis 3) bzw. drei Walzen 20 (siehe Figuren 4 bis 7), die in Walzenstühlen 21 getragen werden, welche ihrerseits über eine Walzenpositioniereinrichtung 22 anstellbar an einem Walzenständer 27 gelagert ist.The cross-rolling units 10 shown in the figures each comprise at least two rolls 20 (see Figures 1 to 3 ) or three reels 20 (see Figures 4 to 7 ), which are carried in roller mills 21, which in turn are mounted on a roller stand 27 so as to be adjustable via a roller positioning device 22.

Die Walzen 20 können um Walzenachsen 25 rotieren und weisen Walzoberflächen 26 auf, welche sukzessive mit einem lediglich in Figur 8 näher dargestellten länglichen Werkstück 32 in Kontakt kommen.The rollers 20 can rotate about roller axes 25 and have rolling surfaces 26 which are successively coated with a Figure 8 come into contact with the elongated workpiece 32 shown in more detail.

Hierbei läuft das Werkstück 32 im Wesentlichen entlang einer Walzmittellinie 11, welche grob den Materialschwerpunkt des durchlaufenden Materials darstellt und - genauer ausgedrückt - die Achse von einem nicht dargestellten Einlaufrollgang durch die Walzaggregatmitte zu einem nicht dargestellten Auslaufrollgang repräsentiert.In this case, the workpiece 32 essentially runs along a rolling center line 11, which roughly represents the center of gravity of the material passing through and - more precisely - represents the axis from an inlet roller table (not shown) through the center of the rolling unit to an outlet roller table (not shown).

Die Walzenachsen 25 sind hierbei im Wesentlichen parallel zu der Walzenmittellinie 11 ausgerichtet, wobei bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ein leichter Neigungswinkel zwischen 5° und 8° vorgesehen ist. In abweichenden Ausführungsformen können hier selbstverständlich auch andere Neigungswinkel, ggf. auch gegenüber der Horizontalen,
vorgesehen sein.
The roller axes 25 are aligned essentially parallel to the roller center line 11, whereby in the present embodiment a slight inclination angle of between 5° and 8° is provided. In different embodiments, other inclination angles can of course also be used, if necessary also with respect to the horizontal.
be provided.

Die Walzen 20 selbst weisen eine verhältnismäßig komplexe Walzoberfläche 26 auf, welche ihrerseits dann wiederum zu einem verhältnismäßig komplexen Walzkaliber und insbesondere auch zu einer unterschiedlichen Belastung der jeweiligen Walzenstühle 21 einer Walze 20 führt. Dieses bedingt, dass die Walzenachsen 25 auch gegenüber der Horizontalen geneigt sein können, was gegebenenfalls auch bereits ohne Last entsprechend bei Schrägwalzaggregaten 10 vorgesehen sein kann.The rollers 20 themselves have a relatively complex rolling surface 26, which in turn leads to a relatively complex rolling caliber and in particular, this also leads to a different load on the respective roller mills 21 of a roller 20. This means that the roller axes 25 can also be inclined relative to the horizontal, which can possibly be provided for in the case of cross-rolling units 10 even without a load.

Die Walzenpositioniereinrichtung 22 der in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele sind über Längsholme, die als Angriffsstellen 24 dienen, mit dem Walzenständer 27 verbunden, sodass über die Angriffsstellen 24 bzw. über die Verbindung zwischen den Angriffsstellen 24 und dem Walzenständer 27, die als Angriff 23 bezeichnet werden kann, die Walzkräfte in den Walzenständer 27 geleitet werden, was zu einer entsprechenden Auffederung des Walzenständers 27 führt, welche letztlich entsprechend der vorstehend bereits angedeuteten ungleichförmigen Belastungen der Walzen 20 und der Walzenstühle 21 zu einer entsprechenden ungleichförmigen Belastung des Walzenständers 27 führen kann.The roller positioning device 22 of the Figures 1 and 2 The embodiments shown are connected to the roller stand 27 via longitudinal beams which serve as attack points 24, so that the rolling forces are guided into the roller stand 27 via the attack points 24 or via the connection between the attack points 24 and the roller stand 27, which can be referred to as attack 23, which leads to a corresponding springing of the roller stand 27, which can ultimately lead to a corresponding non-uniform loading of the roller stand 27 in accordance with the non-uniform loading of the rollers 20 and the roller mills 21 already indicated above.

Bei den in Figuren 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein massiver Walzenständer 27 vorgesehen, in welchem bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 4 und 5 ein Gewinde zu einer Walzenpositioniereinrichtung 22 und bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 6 und 7 eine Hydraulikzylinder- und -kolbenanordnung eingebracht sind, die zum Anstellen der Walzen 20 genutzt und als Angriff 23 definiert werden können. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen ggf. auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 6 und 7 Gewinde als Walzenpositioniereinrichtungen vorgesehen sein können, während bei dem in Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel statt der Gewinde auch hydraulische Walzenpositioniereinrichtungen 22 zum Einsatz 6 kommen können.In the Figures 4 to 7 In the embodiments shown, a solid roller stand 27 is provided, in which in the embodiment according to Figures 4 and 5 a thread to a roller positioning device 22 and in the embodiment according to Figures 6 and 7 a hydraulic cylinder and piston arrangement are introduced, which can be used to adjust the rollers 20 and defined as an attack 23. It is understood that in different embodiments, if necessary, also in the embodiment according to Figures 6 and 7 Threads can be provided as roller positioning devices, while in the Figures 4 and 5 In the embodiment shown, hydraulic roller positioning devices 22 can also be used instead of the threads.

Bei den Anordnungen nach Figuren 2 bis 5 ist jeder Walzenstuhl 21 durch zwei Walzenpositioniereinrichtung 22 an dem Walzengerüst 27 anstellbar gelagert. Hierdurch können insbesondere auch die Walzenachsen 25 in ihrem Winkel zur Walzmittellinie 11 angestellt oder es kann auch ungleichförmigen Laständerungen begegnet werden.In the case of the arrangements according to Figures 2 to 5 Each roller mill 21 is mounted on the roller stand 27 so that it can be adjusted by two roller positioning devices 22. This allows the roller axes 25 in particular to be adjusted at an angle to the roller center line 11 or non-uniform load changes to be counteracted.

Die Ausführungsbeispiele nach Figuren 6 und 7 hingegen weisen je Walzenstuhl 21 lediglich eine Walzenpositioniereinrichtung 22 auf, was konstruktiv einfacher zu realisieren ist.The examples according to Figures 6 and 7 In contrast, each roller mill 21 has only one roller positioning device 22, which is structurally simpler to implement.

Es versteht sich, dass auch bei den Ausführungsbeispielen nach Figuren 2 bis 5 jeweils lediglich eine Walzenpositioniereinrichtung und/oder eine hydraulische Walzenpositioniereinrichtung 22 vorgesehen sein kann, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 6 und 7 ggf. auch zwei Walzenpositioniereinrichtungen 22 bzw. mechanische Walzenpositioniereinrichtungen 22 vorgesehen sein können. Auch können mechanische und hydraulische Walzenpositioniereinrichtung 22 ggf. kombiniert werden. Ebenso können andere Walzenpositioniereinrichtungen 22, wie beispielsweise piezoelektrische oder pneumatische Anstellungen, vorgesehen sein.It is understood that even in the embodiments according to Figures 2 to 5 only one roller positioning device and/or one hydraulic roller positioning device 22 can be provided, while in the embodiment according to Figures 6 and 7 if necessary, two roller positioning devices 22 or mechanical roller positioning devices 22 can be provided. Mechanical and hydraulic roller positioning device 22 may be combined if necessary. Other roller positioning devices 22, such as piezoelectric or pneumatic adjustments, may also be provided.

Die Walzoberfläche 26 der Walzen 20 weist, wie aus den Figuren unmittelbar ersichtlich, beim Walzen eine Bewegungskomponente senkrecht zur Walzmittellinie 11 des Schrägwalzaggregats 10 auf. In der Regel folgt hieraus dementsprechend, dass die Walzoberfläche 26 der Walzen 20 beim Walzen eine Bewegungskomponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Werkstücks 32 durch das Schrägwalzaggregat 10 aufweisen. Auch weisen die Achsen 25 der beiden Walzen 20 eine Komponente parallel zu der Walzmittellinie 11 des Schrägwalzaggregats 10 auf, wie unmittelbar aus den Figuren erkennbar ist.As can be seen directly from the figures, the rolling surface 26 of the rollers 20 has a movement component perpendicular to the rolling center line 11 of the cross-rolling unit 10 during rolling. As a rule, this accordingly means that the rolling surface 26 of the rollers 20 has a movement component perpendicular to the direction of movement of the workpiece 32 through the cross-rolling unit 10 during rolling. The axes 25 of the two rollers 20 also have a component parallel to the rolling center line 11 of the cross-rolling unit 10, as can be seen directly from the figures.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Weg 40 zwischen den beiden Walzenstühlen 21 beider Walzen 20 gemessen, indem ein Wegmesssystem 41 jeweils zwischen Walzenbezügen 50 an den Walzenstühlen 21 und an dem jeweiligen Walzenstuhl 21 angeordneten Referenzbezügen 60 angeordnet ist, wobei die Messung ohne weiteres auch
während des Walzens erfolgen kann. Hierbei kann konkret der Walzenbezug 50 eines ersten Walzenstuhls 21 als Referenzbezug 60 des dasselbe Wegmesssystem 41 nutzenden zweiten Walzenstuhls 21 bezeichnet werden.
In the Figure 2 In the embodiment shown, the path 40 between the two roller mills 21 of both rollers 20 is measured by arranging a path measuring system 41 between roller covers 50 on the roller mills 21 and reference covers 60 arranged on the respective roller mill 21, whereby the measurement can also be carried out without further ado
during rolling. In this case, the roller cover 50 of a first roller mill 21 can be specifically referred to as the reference reference 60 of the second roller mill 21 using the same position measuring system 41.

Es versteht sich, dass in einer abweichenden Ausführungsform auch nur ein einziges Wegmesssystem 41, welches dann nur zwischen zwei Walzenstühlen 21 bzw. Bezügen 50, 60, die jeweils an einer der beiden Walzen 20 vorgesehen sind, zur Anwendung kommen kann, was jedoch dann ggf. jedoch nur entsprechend eine etwas ungenauere Aussage über das jeweilige Walzkaliber treffen kann.It is understood that in a different embodiment, only a single position measuring system 41 can be used, which can then only be used between two roller mills 21 or covers 50, 60, each of which is provided on one of the two rollers 20, which, however, can then only make a somewhat less precise statement about the respective roller caliber.

Bei diesem Ausführungsbespiel sind die jeweiligen Enden des Wegemesssystems 41 an den Walzenstühlen 21 unmittelbar angebracht, sodass die Walzenstühle 21 selbst als Walzenbezugsstellen 51 bzw. Referenzbezugsstellen 61 dienen. Dementsprechend dienen auch die Walzenstühle 21 als jeweilige Referenz für die Messung des Wegs 40 zu dem jeweils anderen Walzenstuhl 21.In this embodiment, the respective ends of the path measuring system 41 are attached directly to the roller mills 21, so that the roller mills 21 themselves serve as roller reference points 51 or reference reference points 61. Accordingly, the roller mills 21 also serve as the respective reference for measuring the path 40 to the other roller mill 21.

Es versteht sich, dass bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 gegebenenfalls auch separate Baugruppen als Walzenbezugsstellen 51 bzw. Referenzbezugsstellen 61 dienen können, wie dieses bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 exemplarisch dargestellt ist. Auch können andere Baugruppen, wie beispielsweise zwischen den Walzenpositioniereinrichtungen 22 und den Walzenstühlen 21 vorgesehene Baugruppen oder die Längs- bzw. Ständerholme, entsprechend genutzt werden bzw. entsprechende separate Baugruppen als Träger der Walzenbezugsstellen 51 bzw. Referenzbezugsstellen 61 dienen.It is understood that in the embodiment according to Figure 2 if necessary, separate assemblies can also serve as roller reference points 51 or reference reference points 61, as is the case in the embodiment according to Figure 3 is shown as an example. Other assemblies, such as between the roller positioning devices 22 and the assemblies provided for the roller mills 21 or the longitudinal or column beams are used accordingly or corresponding separate assemblies serve as supports for the roller reference points 51 or reference reference points 61.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils Ansätze als Walzenbezugsstelle 51 bzw. Referenzbezugsstelle 61 vorgesehen, wobei die Ansätze für die Walzenbezugsstelle 51 an den Walzenstühlen 21 und die Ansätze für die Referenzbezugsstellen 61 an einem separaten Referenzgestell 62 angeordnet sind.In the Figure 3 In the embodiment shown, projections are provided as roller reference point 51 and reference reference point 61, respectively, wherein the projections for the roller reference point 51 are arranged on the roller mills 21 and the projections for the reference reference points 61 are arranged on a separate reference frame 62.

Das Referenzgestell 62 ist von dem Walzenständer 27 entkoppelt, sodass dieses unabhängig von den jeweiligen Walzkräften eine Referenz bzw. einen Referenzbezug 61 bereitstellt. Letzteres ist auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 4 und 5 der Fall, wobei hier die Walzenbezugsstellen 51 bzw. die Walzenbezüge 50 an den Walzenstühlen 21 vorgesehen sind, was jedoch in abweichenden Ausführungsformen auch an anderen Baugruppen vorgesehen sein kann, wie dieses bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 6 und 7 der Fall ist, welches ebenfalls ein Referenzgestell 62 nutzt.The reference frame 62 is decoupled from the roll stand 27 so that it provides a reference or reference reference 61 independently of the respective rolling forces. The latter is also the case in the embodiment according to Figures 4 and 5 the case, whereby the roller reference points 51 or the roller covers 50 are provided on the roller frames 21, which, however, can also be provided on other assemblies in different embodiments, as is the case in the embodiment according to Figures 6 and 7 which also uses a reference frame 62.

Es versteht sich, dass in einer abweichenden Ausführungsformen der in Figuren 3, 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiele auch auf separate Ansätze zum Bereitstellen der Walzenbezugsstellen 51 bzw. der Referenzbezugsstellen 61 verzichtet werden kann, wenn dieses baulich insbesondere hinsichtlich des Platzes umsetzbar ist, wobei gegebenenfalls die schräge Anordnung der Walzen 20 mit der hieraus resultierenden versetzten Anordnung der Walzenstühle
21 genutzt werden kann, um das Wegmesssystem 41 ohne separate Ansätze ankoppeln zu können.
It is understood that in a different embodiment of the Figures 3 , 6 and 7 illustrated embodiments, separate approaches for providing the roller reference points 51 or the reference reference points 61 can also be dispensed with if this is structurally feasible, in particular with regard to space, where appropriate, the oblique arrangement of the rollers 20 with the resulting offset arrangement of the roller mills
21 can be used to couple the position measuring system 41 without separate attachments.

Auch kann bei den in Figuren 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen kann ggf. eine Wegmessung zwischen den Walzen 20 oder den Walzenstühlen 21 untereinander erfolgen, wie dieses exemplarisch anhand des in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt ist.Also, in the Figures 3 to 7 In the embodiments shown, a distance measurement between the rollers 20 or the roller mills 21 can be carried out, as is exemplified by the example in Figure 2 illustrated embodiment.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Walzenstuhl 21 jeder Walze 20 entsprechend in seinem Weg 40 erfasst, wobei es sich versteht, dass, wie gestrichen dargestellt, auch ein weiteres Referenzgestell 62 für die Messung der jeweils anderen Walzenstühle 21 jeder Walze 20 vorgesehen sein kann, um noch genauere Aussagen über das Walzkaliber treffen zu können. Ebenso kann bei den Ausführungsbeispielen nach Figuren 4 bis 7 auf einzelne Wegmesssysteme 41 unter Verzicht auf entsprechende Messgenauigkeit ggf. auch verzichtet werden.In the Figure 3 In the embodiment shown, only one roller mill 21 of each roller 20 is recorded in its path 40, whereby it is understood that, as shown in crossed-out lines, a further reference frame 62 can also be provided for measuring the other roller mills 21 of each roller 20 in order to be able to make even more precise statements about the rolling caliber. Likewise, in the embodiments according to Figures 4 to 7 Individual position measuring systems 41 may be dispensed with without sacrificing the corresponding measurement accuracy.

Wie unmittelbar ersichtlich, wird bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 3 bis 7 der Weg 40 zwischen den Walzenstühlen der Walzen 20 und einer außerhalb der Angriff 23 vorgesehenen Referenz gemessen. Hierzu ist der Referenzbezug 61 außerhalb der an dem Walzenständer 27 angreifenden Angriffsstelle 24 der Walzenpositioniereinrichtung 22 des Walzenstuhls 21 angeordnet.As is immediately apparent, the embodiments according to Figure 3 to 7 the path 40 between the roller frames of the rollers 20 and a reference provided outside the attack 23 is measured. For this purpose, the reference reference 61 is arranged outside the attack point 24 of the roller positioning device 22 of the roller frame 21 engaging the roller stand 27.

Bei vorliegenden Ausführungsbeispielen kommen Widerstandssensoren, kapazitive Sensoren und/oder induktive Sensoren als Wegmesssysteme 41 bzw. zur Wegemessung zum Einsatz. Alternativ können auch optische Entfernungsmesser, Ultraschallsensoren oder Radarsensoren dementsprechend zum Einsatz kommen.In the present embodiments, resistance sensors, capacitive sensors and/or inductive sensors are used as distance measuring systems 41 or for distance measurement. Alternatively, optical distance meters, ultrasonic sensors or radar sensors can also be used accordingly.

Dementsprechend kann eine berührende oder auch berührungslose Messung vorgenommen werden.Accordingly, a contact or non-contact measurement can be carried out.

In dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist schematisch ein Lochvorgang eines Werkstücks 32 mittels eines Dorns 30 und zwei Walzen 20 verdeutlicht. Eine entsprechende Vorgehensweise kann insbesondere im Zusammenspiel mit den übrigen hier vorgestellten Schrägwalzaggregaten 20 zur Anwendung kommen.In the Figure 8 The embodiment shown schematically illustrates a piercing process of a workpiece 32 by means of a mandrel 30 and two rollers 20. A corresponding procedure can be used in particular in conjunction with the other cross-rolling units 20 presented here.

Es versteht sich, dass alternativ auch Hohlblöcke mit einem Dorn 30 als Innenwerkzeug mit entsprechenden Schrägwalzaggregaten 10 gewalzt werden können. Auch kann ggf. auf Innenwerkzeuge bzw. Dorne 30 verzichtet werden, unabhängig davon, ob ein Block oder ein Hohlblock als Werkstück 32 schräggewalzt werden.It is understood that hollow blocks can alternatively be rolled with a mandrel 30 as an internal tool with corresponding cross-rolling units 10. Internal tools or mandrels 30 can also be dispensed with if necessary, regardless of whether a block or a hollow block is cross-rolled as a workpiece 32.

Auch sind in Figuren 8 und 9 exemplarisch Stell- und Messgrößen dargestellt, die unter anderen Stell- und Messgrößen als Eingangsgrößen bzw. als Ausgangsgrößen in sämtlichen hier dargestellten Ausführungsformen vorteilhaft für eine Mehrgrößenregelung 70 zur Anwendung kommen können. Es versteht sich, dass ggf. auch lediglich einzelne Mess- und Stellgrößen genutzt sowie auf einzelne dieser Mess- und Stellgrößen verzichtet oder auch weitere Mess- und Stellgrößen sowie hiervon abgeleitete Größen für die Mehrgrößenregelung 70 genutzt werden können.Also in Figures 8 and 9 Examples of control and measurement variables are shown which can be used advantageously for a multi-variable control 70 among other control and measurement variables as input variables or as output variables in all embodiments shown here. It is understood that if necessary, only individual measurement and control variables can be used and individual ones of these measurement and control variables can be dispensed with or other measurement and control variables and variables derived therefrom can be used for the multi-variable control 70.

So können beispielhaft die Werkstückeinlaufgeschwindigkeit 71, die Werkstückauslaufgeschwindigkeit 72, die Wanddicke 73, die Exzentrizität 74, der Außendurchmesser 75, die Ovalität 76, die Walzkraft 77 und die Dornhaltekraft 78 als Messgrößen dienen und sind in der Figur 8 schematisch dargestellt. Diese Messgrößen und weitere Messgrößen sowie von den Messgrößen abgeleitete Größen können dann als Eingangsgrößen der Mehrgrößenregelung 70 dienen, wie in Figur 9 exemplarisch dargestellt.For example, the workpiece entry speed 71, the workpiece exit speed 72, the wall thickness 73, the eccentricity 74, the outside diameter 75, the ovality 76, the rolling force 77 and the mandrel holding force 78 can serve as measurement variables and are in the Figure 8 shown schematically. These measurements and other measurements as well as the Quantities derived from measured variables can then serve as input variables of the multi-variable control 70, as shown in Figure 9 shown as an example.

Ebenfalls sind in den Figuren 8 und 9 exemplarisch als Stellgrößen eine Verstellung 80 des Spreizwinkels, eine dynamische Positionierverstellung 81 der hier als Ober- und Unterwalze genutzten Walzen 20, eine dynamische Verstellung 82 der Walzmitte durch Verstellen der als Ober- und Unterwalze genutzten Walzen synchron und die dynamische Verstellung 83 der Dornlage schematisch dargestellt.Also in the Figures 8 and 9 By way of example, an adjustment 80 of the spreading angle, a dynamic positioning adjustment 81 of the rollers 20 used here as upper and lower rollers, a dynamic adjustment 82 of the roller center by synchronously adjusting the rollers used as upper and lower rollers and the dynamic adjustment 83 of the mandrel position are schematically shown as control variables.

Im konkreten können diese Stellgrößen ggf. durch einzelne Ausgangsgrößen zu den jeweiligen Walzenpositioniereinrichtungen 22 und einer den Dorn 30 haltenden Domlagenverstelleinrichtung 31 umgesetzt sein, während bei vorliegendem Ausführungsbeispiel diese Stellgrößen jeweils die zugehörigen Stellglieder, also die Walzenpositioniereinrichtungen 22 bzw. die Dornlagenverstelleinrichtung 31, gemeinsam ansprechen, um beispielsweise eine synchrone Bewegung der Walzen 20 zu gewährleisten.In concrete terms, these control variables can be implemented, if necessary, by individual output variables to the respective roller positioning devices 22 and a mandrel position adjustment device 31 holding the mandrel 30, while in the present embodiment these control variables each address the associated actuators, i.e. the roller positioning devices 22 and the mandrel position adjustment device 31, together in order to ensure, for example, a synchronous movement of the rollers 20.

Es versteht sich, dass die Verstellung 80 des Spreizwinkels beispielsweise durch eine entsprechende Verstellung des Dorns 30 mit der Dornlagenverstelleinrichtung 31 senkrecht zur Walzenmittellinie 11 oder aber auch durch die dynamische Verstellung 82 der Walzenmitte.It is understood that the adjustment 80 of the spreading angle can be achieved, for example, by a corresponding adjustment of the mandrel 30 with the mandrel position adjustment device 31 perpendicular to the roll center line 11 or by the dynamic adjustment 82 of the roll center.

Die Dornlagenverstelleinrichtung 31 kann im Übrigen auch die axiale Position des Dorns 30, also dessen Position in Bezug auf die Walzen 20 gesehen in Bezug entlang der Walzenmittellinie 11, verstellen, was ggf. auch als Stellgröße genutzt werden kann.The mandrel position adjustment device 31 can also adjust the axial position of the mandrel 30, i.e. its position in relation to the rollers 20 seen along the roller center line 11, which can also be used as a control variable if necessary.

Sämtliche in diesem Ausführungsbeispielen dargestellten Stellgrößen können insbesondere während des Walzens verstellt werden.All control variables shown in this embodiment can be adjusted, in particular during rolling.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1010
SchrägwalzaggregatCross rolling unit
1111
WalzenmittellinieRoll centerline
2020
Walzeroller
2121
WalzstuhlRolling mill
2222
WalzenpositioniereinrichtungRoller positioning device
2323
Angriffattack
2424
AngriffsstelleAttack point
2525
WalzenachsenRoller axes
2626
WalzenoberflächeRoller surface
2727
WalzenständerRoller stand
3030
Dornmandrel
3131
DornlageverstelleinrichtungMandrel position adjustment device
3232
Werkstückworkpiece
4040
Weg (exemplarisch dargestellt)Path (shown as an example)
4141
WegmesssystemPosition measuring system
5050
Walzenbezug (exemplarisch beziffert)Roller cover (exemplary numbered)
5151
Walzenbezugsstelle (exemplarisch beziffert)Roller reference point (exemplary numbered)
6060
Referenzbezug (exemplarisch beziffert)Reference (exemplary number)
6161
Referenzbezugsstelle (exemplarisch beziffert)Reference point (exemplary numbered)
6262
ReferenzgestellReference frame
7070
MehrgrößenregelungMulti-variable control
7171
WerkstückeinlaufgeschwindigkeitWorkpiece infeed speed
7272
WerkstückauslaufgeschwindigkeitWorkpiece run-out speed
7373
WanddickeWall thickness
7474
Exzentrizitäteccentricity
7575
AußendurchmesserOutside diameter
7676
OvalitätOvality
7777
WalzkraftRolling force
7878
DornhaltekraftMandrel holding force
8080
Verstellung des SpreizwinkelsAdjusting the spread angle
8181
dynamische Positionierverstellung individuelldynamic positioning adjustment individually
8282
dynamische Verstellung der Walzmittedynamic adjustment of the rolling center
8383
dynamische Verstellung der Dornlagedynamic adjustment of the mandrel position

Claims (16)

  1. Cross-rolling unit (10) with at least two rolls (30) and with a roll housing (27) in which at least one of the rolls (30) is mounted to be adjustable in its position for changing the roll pass, characterised in that a roll positioning device (22) comprises a part connected with the housing and a part which is movable relative thereto during the rolling and is connected with a rolling mill (21), the parts being adjustable relative to one another, and that a drive of the roll positioning unit (22) is dimensioned in such a way as to be able to exert rolling forces, wherein the roll positioning device (22) comprises at least one hydraulic cylinder and is variable in its setting during the rolling, wherein the roll positioning device (22) comprises at least one movable hydraulic cylinder which is operable at more than 50,000 hPa and which is controllable by quick-action switching valves of the cross-rolling unit (10).
  2. Cross-rolling unit (10) according to claim 1, characterised in that the mandrel position of a mandrel (30) is adjustable parallel to the workpiece by means of mandrel position adjusting device (31) during the rolling.
  3. Cross-rolling unit (10) according to claim 1 or 2, characterised in that the stroke length of the at least one hydraulic cylinder lies under 150 mm, particularly under 100 mm.
  4. Cross-rolling unit (10) according to any one of claims 1 to 3, characterised in that two roll positioning devices (22) are provided for at least one of the rolls (30).
  5. Cross-rolling unit (10) according to any one of claims 1 to 4, characterised by a multi-variable regulation (70) which comprises at least input variables and at least one output variable.
  6. Cross-rolling unit (10) according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the input variables and the output variables are both determinable by the roll positioning device (22) and/or are transmitted to the roll positioning device (22) and/or that the input variables comprise the measured variables of workpiece entry speed (71), workpiece exit speed (72), wall thickness (73), eccentricity (74), outer diameter (75), ovality (76), rolling force (77) and/or mandrel holding force (78) and/or that the output variables comprise the setting variables of dynamic position adjustment (81) of at least one of the rolls (20), adjustment of the roll centre (82) by adjustment of all rolls (20), dynamic adjustment of the mandrel position (83) and/or adjustment of the spread angle (80) which determines the angle between mandrel (30) and workpiece.
  7. Cross-rolling unit (10) according to any one of claims 1 to 6, characterised in that at least one hydraulic cylinder is movable at more than 30 mm/s.
  8. Method for adjusting the roll pass of a cross-rolling unit (10) with at least two rolls (20), characterised in that at least one of the rolls (20) is adjusted during the rolling.
  9. Roll pass adjusting method according to claim 8, characterised in that a spread angle (80) which determines the angle between mandrel (3) and workpiece is adjusted during the rolling.
  10. Roll pass adjusting method according to claim 8 or 9, characterised in that the axial position of a mandrel (30) is adjusted during the rolling.
  11. Roll pass adjusting method according to any one of claims 8 to 10, characterised in that a single roll (20) is set with a specific roll pass with respect to the second roll (20) of fixed location and/or is adjusted during the rolling.
  12. Roll pass adjusting method according to any one of claims 8 to 11, characterised in that at least two corresponding rolls (20) are set with a specific roll pass.
  13. Roll pass adjusting method according to any one of claims 8 to 12, characterised in that at least two corresponding rolls (20) are adjusted during the rolling.
  14. Roll pass adjusting method according to claim 13, characterised in that at least two corresponding rolls (20) are synchronously set with a specific roll pass and/or synchronously adjusted during the rolling.
  15. Roll pass adjusting method according to any one of claims 8 to 14, characterised in that constant rolling forces are exerted by the drive of the rolling mill positioning device (22).
  16. Roll pass adjusting method according to any one of claims 8 to 14, characterised in that the adjustment of the rolls (20) and/or of the mandrel (30) is carried out in dependence on determined measurement variables.
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