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Mehrrollen-Walzwerk
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Walzwerkes bestehenden Zwang zum Antrieb von Zwischenrollen zu beseitigen, mit andern Worten, die grossen äusseren Stützrollen antreiben zu können, so dass der Durchmesser der Zwischenrollen nicht mehr nach unten begrenzt ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass zwischen der mittleren Zwischenrolle und den beiden seitlichen Zwischenrollen, die alle an den äusseren Stützrollen anliegen, eine weitere in der Arbeitswalzenebene liegende Zwischenrolle angeordnet ist, an der alle drei Zwischenrollen anliegen. Durch diese zusätzliche mittlere Zwischenrolle wird der Drehsinn der an den beiden äusseren Stützrollen anliegenden mittleren Zwischenrolle umgekehrt, so dass es nicht mehr notwendig ist, an diesen Stützrollen gegenläufig drehbare Stützabschnitte verschiedenen Durchmessers vorzusehen.
Die Stützrollen können zu massiven Walzen ausgebildet und somit angetrieben werden. Eine Eigenart liegt lediglich darin, dass der Drehsinn der äusseren Stützrollen der gleiche ist, so dass im Kammwalzengerüst ein Zwischenrad angeordnet werden muss. Dieser Forderung kommt aber der bei der Grösse der äusseren Stützrolle immer noch beträchtliche Achsabstand entgegen.
Die Lage der zusätzlichen Zwischenrolle zwischen den im Dreieck angeordneten bisher alleinigen Zwischenrollen ist nur dann stabil, wenn alle Kräfte, nämlich die Komponenten aus Walzkraft und Reibungskraft, gleich und symmetrisch sind. Da dies insbesondere unter Berücksichtigung eines Haspelzuges kaum der Fall sein wird, ist die Lösung der gestellten Aufgabe erst dadurch vollendet, dass die zusätzliche, an den beiden seitlichen Zwischenrollen anliegende Zwischenrolle gegenüber Verlagerung aus der Arbeitswalzenebene gesichert ist, u. zw. zweckmässig dadurch, dass sie an ihren Enden in Lagerstücken gelagert ist, die in parallel zur Arbeitswalzenebene verlaufenden Gleitbahnen, vorzugsweise des Stützrollenrahmens, geführt sind.
Eine seitliche Verlagerung der zusätzlichen Zwischenrolle aus der Arbeitwalzenebene würde nämlich die durch die Achsmitten der seitlichen Zwischenrollen verlaufende Ebene aus der Horizontalen verschwenken, so dass eine der beiden seitlichen Zwischenrollen mit ihrer Achse die Verbindungslinie zwischen der Achsmitte der dazugehörigen Arbeitswalze überschreitet und dann ausbricht.
Die Erfindung hat noch eine Reihe von Nebenwirkungen, die unabhängig davon eintreten, ob die äusseren Stützrollen angetrieben sind, oder die Zwischenrollen. Während nämlich bei dem 12-RollenWalzwerk, von dem die Erfindung ihren Ausgang nahm, die einzige mittlere Zwischenrolle abgesetzt kalibriert sein musste, um sich nur an den Stützabschnitten der äusseren Stützrollen mit dem geringen Durchmesser abzustützen, kann diese Zwischenrolle nunmehr eine glatte Walze sein.
Da sich ferner vorher die seitlichen Zwischenrollen nur auf einem Teil der zur Verfügung stehenden Länge der äusseren Stützrollen, nämlich nur auf den Stützabschnitten mit dem grösseren Durchmesser abstützen konnten, bestand die Möglichkeit, dass wegen der grösseren Hertz'schen Pressung die einzelnen Stützabschnitte an den glatten Walzenoberflächen der Zwischenrollen Spuren hinterlassen konnten, die sich auf die Arbeitswalzen und letztlich auf das Walzgut übertragen. Falls diese Befürchtung berechtigt war, ist ihr nunmehr die Grundlage entzogen, da die äusserenStützrollen nach Anordnung der zusätzlichen mittleren Zwischenrolle gemäss der Erfindung nunmehr als glatte, massive Walzen mit je zwei Lagern ausgeführt werden können.
Aber selbst dann, wenn man zur Erhöhung der Steifigkeit der äusseren Stützrollen diese auf ihrer Länge noch in Einzellagern, wie bekannt, unterstützen wollte, u. zw. entweder an eingestochenen Ringnuten massiver Stützwalzen oder-wie es auch für die äusseren Stützrollen bei 20-Rollen-Walzwerken gehand- habt wird-an einer feststehenden Achse von Stützrollen mit frei drehbaren, aber nunmehr im Durchmesser gleichenstützabschnitten. so ist dieSumme der Breite der einzelnen Abschnitte der Stützrollen immer grösser, als sie bei der Bauart zur Verfügung stand, von der die Erfindung ihren Ausgang nahm. Also auch bei Verzicht auf eine glatte, durchgehende Oberfläche der Stützrollen ist der Gefahr, dass sich einzelne Stützabschnitte der äusseren Stützrollen in die Zwischenrollen einarbeiten, begegnet.
Die Tatsache, dass 20-Rollen-Walzwerke mit Erfolg im Betrieb sind, deren grössere Stützrollen feststehende, auf ihre Länge mehrfach unterstützte Achsen und somit auch einzelne frei drehbare Stützabschnitte aufweisen, beweist, dass nach der erfindungsgemässen Umwandlung des 12-Rollen-Walzwerkes in ein 14-Rollen-Walzwerkunabhängig davon, ob die Stützrollen angetrieben sind oder nicht-keine Abdrückung von einzelnen Stützabschnitten auf die Zwischenrollen zu befürchten ist.
Zur Klarstellung sei erwähnt, dass die alternative Verwendung der Stützrollenbauart mit feststehender Achse, Zwischenlagerungen und einzelnen Stützabschnitten einen Antrieb der Stützrollen selbstverständlich verbietet. Diese Alternative ist nur möglich, wenn der Durchmesser der Arbeitswalzen noch einen Durchmesser der seitlichen Zwischenrollen erlaubt, der seinerseits einen Antrieb dieser Zwischenrollen ermöglicht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt,
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u. zw. zeigen : Fig. 1 die Anordnung der Rollen bei einem 14-Rollen-Walzgerüst mit sehr dünnen Arbeitswalzen und angetriebenen äusseren Stützrollen, und Fig. 2 eine gleiche Rollenanordnung für Arbeitswalzen grösseren Durchmessers und mit angetriebenen seitlichen Zwischenrollen.
Von den Arbeitswalzen 1, 1', deren Achsen die Arbeitswalzenebene bestimmen, wird der auftretende Walzdruck auf die sich über die ganze Länge der Arbeitswalzen erstreckenden Zwischenrollen 2 übertragen. In der Arbeitswalzenebene ist erfindungsgemäss eine Zwischenrolle 3 vorgesehen, die sich auf der weiteren mittleren Zwischenrolle 4 abstützt. Sowohl diese Zwischenrolle 4, als auch die beiden seitlichen Zwischenrollen 2 liegen, wie bekannt, an den äusseren Stützrollen 5,6 an.
Wie sich aus den eingezeichneten Laufrichtungen aller Rollen ergibt, haben die Stützrollen 5,6 gleiche Umdrehungsrichtungen. Ausser den Stützrollen 5,6 ist keine der Walzen bzw. Rollen starr gelagert. Die Lage der Zwischenrollen 2,4 und der Arbeitswalzen ist lediglich durch den Verlauf der Kräfte bestimmt. Die Sicherung der unstarr gelagerten Zwischenrollen ergibt sich aus dem Kräfteplan, wie er in Fig. 2 eingezeichnet ist. Hienach geht die Walzkraft a von der Arbeitswalze 1 durch den Mittelpunkt einer Zwischenrolle 2. Die Kraft a zerlegt sich in die Komponenten b und c. Die Kraftrichtung der Komponente b ist durch den Mittelpunkt der Stützrolle 5 bestimmt. Die Kraftrichtung der Komponente c ist bestimmt durch den Mittelpunkt der Zwischenrolle 3. Auf die Zwischenrolle 3 wirken von beiden Seiten her die Kräfte c.
Diese Kräfte ergeben eine Resultierende d, die von der Zwischenrolle 4 aufgenommen wird. Hier zerlegt sich die Resultierende d in die beiden Komponenten e in Richtung auf die Mittelpunkte der Stützrollen 5,6. Aus den beiden auf die Stützrollen 5,6 wirkenden Komponenten e und b ergibt sich die Resultierende f.
Für die bestimmte Lage der Zwischenrollen 2 ist es wichtig, dass die Komponenten c stets vorhanden und zur Arbeitswalzenebene hin gerichtet sind. Dies ist nur dann der Fall, wenn der Mittelpunkt einer Zwischenrolle 2 innerhalb des Winkels cx liegt, der von der Arbeitswalzenebene und von der Verbindunglinie zwischen dem Mittelpunkt der Arbeitswalze 1 und dem Mittelpunkt einer der Stützrollen 5,6 gebildet wird. Man kann also den Durchmesser der Arbeitswalzen 1, l'nicht unabhängig von dem Durchmesser der Zwischenrollen frei wählen. Bei einer Verringerung des Durchmessers der Arbeitswalzen allein kommt der Mittelpunkt der Zwischenrollen 2 sehr schnell ausserhalb des Winkels ce zu liegen, wodurch sich nach aussen gerichtete Komponenten c ergeben und die Zwischenrollen 2 ausbrechen können.
Damit dieses Ausbrechen nicht noch durch eine Verlagerung der Zwischenrolle 3 aus der Arbeitswalzenebene begünstigt wird, ist diese Zwischenrolle an den Enden in Lagerstücken gelagert, die in der Arbeitswalzenebene beweglich geführt sind (nicht dargestellt). Die Gleitbeweglichkeit der Lagerstücke in der Arbeits- walzenebene ist wegen der Änderung der Achsabstände aller Rollen durch Verschleiss und Nachschleifen notwendig. Je nachdem, wie gross und wie gerichtet eine nicht mit der Arbeitswalzenebene zusammenfallende Resultierende d ist, kann der Lagerdurchmesser grösser sein, als der Durchmesser der meist dünnen Zwischenrolle 3. Dies ist möglich, da die andern Zwischenrollen 2 und 4 keine seitlichen Lager haben, sondern nur axial festgelegt sind, indem sie, wie bekannt, mit ihren Stirnflächen gegen Abschlussdeckel laufen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bestehen die Stützrollen 5,6 aus einzelnen Laufringen, die auf einer feststehenden Achse 7 montiert sind. Aussen und zwischen den einzelnen Laufringen bzw. Stützabschnitten sind die Achsen 7 in einem bestimmten Achsabstand voneinander mittels Lagerstücken 8 gehalten. Dieser Aufbau von Stützrollen ist an sich bekannt und erprobt. Da schon vereinzelte Zwischenstützen 8 die Steifigkeit der Stützrollen beträchtlich erhöhen, ist der Verlust an Stützlänge auf Grund des Platzbedarfes der Zwischenstützen 8 unbedeutend. Damit ist auch die Hertz'sche Pressung zwischen den Zwischenrollen 2 einerseits und den Stützrollen 5 bzw. 6 anderseits nur wenig grösser, als wenn die Stützrollen eine glatte, durchgehende Oberfläche hätten.
Durch die Zwischenstützen 8 gewinnt man jedoch eine grössere Steifigkeit der äusseren Stützrollen.
Im Falle des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 können die Stützrollen 5,6 naturgemäss nicht angetrieben sein. Hier werden-wie bekannt-die Zwischenrollen 2 angetrieben. Will man dünnere Arbeitswalzen einsetzen, wodurch aus den vorbeschriebenen Gründen hinsichtlich des Kräfteverlaufes auch der Durchmesser der Zwischenrollen 2 verringert werden müsste, so wird es bei besonders kleinen Arbeitswalzendurchmessern unmöglich, das erforderliche Drehmoment noch in die Zwischenwalzen 2 einzuleiten.
Für diesen Fall ermöglicht es die Erfindung, durch die Hinzufügung der Zwischenrolle 3 gegenüber einem bekannten 12-Rollen-Walzwerk ähnlichen Aufbaues, die Stützrollen 5,6 als massive Walzen auszuführen und diese in bekannter Weise anzutreiben. Zum gleichsinnigen Antrieb der Stützrollen ist ein Kammwalzengerüst mit drei Rädern erforderlich. Der Reibungsantrieb an einer der Arbeitswalzen erfolgt, von den Stützrollen 5,6 ausgehend, im wesentlichen über die Zwischenrollen 2 auf die Arbeitswalzen 1,1'.
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Auch massive Stützrollen 5, 6 können auf ihrer Länge mehrfach unterstützt sein, wenn man Ringnuten in die Walzen einsticht und geteilte Lager vorsieht. Diese Ausführung ist bei grösseren Bandbreiten zu empfehlen.
Das 14-Rollen-Walzwerk kann gemäss der Erfindung wahlweise mit den verschiedensten Arbeitswalzendurchmessem betrieben werden, wenn nur die Stützrollen 5,6 als massive Walzen ausgeführt und angetrieben sind. Die lose eingelegten Arbeitswalzen 1, l'sowie die Zwischenwalzen 2 - 4 können leicht ausgewechselt werden. Die Durchmesseränderungen bei einem derartigen Rollenwechsel ergeben einen unterschiedlichen Abstand der Arbeitswalzen 1, 1', was durch einen ausreichend bemessenen Anstellweg für die beiden Stützrollen 5,6 berücksichtigt werden muss.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrrollen-Walzwerk, bei welchem jeweils über bzw. unter der Walzebene eine Arbeitswalze, zwei diese abstützende, seitlich und symmetrisch zur Arbeitswalzenebene angeordnete Zwischenrollen, eine in der Arbeitswalzenebene angeordnete, beide Zwischenrollen abstützende mittlere Rolle und zwei weitere, seitlich und symmetrisch zur Arbeitswalzenebene angeordnete äussere Stützrollen angeordnet sind, an denen sich je eine der seitlich zur Arbeitswalzenebene angeordneten Zwischenrollen und die deren Komponente in Richtung der Arbeitswalzenebene aufnehmende mittlere Rolle abstützen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mittleren Rolle (4) und den beiden seitlichen Zwischenrollen (2) eine weitere, in der Arbeitswalzenebene liegende Zwischenrolle (3) angeordnet ist,
an der alle drei Zwischenrollen anliegen und die gegenüber Verlagerung aus der Arbeitswalzenebene gesichert ist.