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Anstellvorrichtung für die Einbaustücke in Walzwerken, insbesondere in Kaltwalzwerken
Die Erfindung nimmt ihren Ausgang von dem Problem der Verwendung vorgespannter Walzgerüste für das Kaltwalzen. Bekanntlich muss beim Kaltwalzen, beispielsweise in einem Quarto-Gerüst, die Anstellung der Walzen bei zwischen den Walzen befindlichem Walzgut erfolgen. Es müssen nicht nur die Walzen vor einer Umkehr der Walzgutrichtung beim Reversierbetrieb enger gestellt werden, sondern es sind auch häufig Regulierungen während des Durchlaufs des Bandes nötig, wenn das Band über seine Breite ei- nen unterschiedlichen Verformungswiderstand bietet und die Tendenz zeigt, seitlich auszuwandern.
Die Anstellung der Walzen beim Kaltwalzgerüst gegen den Walzdruck erfordert erhebliche Antriebskräfte für die Anstellspindeln. Bei Verwendung ständerloser Walzgerüste mit vorgespannten Zugankemund einer aus Mutter und Spindel bestehenden Anstellvorrichtung würden die Verstellkräfte nocn grösser werden, da das Gewinde zwischen den Zugankern und den äusseren Spannmutter nicht nur den Walzdruck, sondern auch noch einen erheblichen Teil der Vorspannkraft aufzunehmen hat.
Beim Kaltwalzbetrieb, d. h. während des anstehenden Walzdruckes, kann man nicht ohne weiteres-wie bereits bekannt-die Zuganker hydraulisch längen, um die Fläcbenpressung in den Gewinden der Anstellvorrichtung zu vermindern, weil dadurch der Walzspalt vergrössert und somit der Walzdruck absinken würde.
Es wäre eine Einrichtung zum Ändern des Walzdruckes beim Walzen von Walzgut mit verschiedenem Verformungswiderstand über seine Länge denkbar, bei der der hydraulische Dehndruck für die Zuganker in Abhängigkeit des sich ändernden Verformungswiderstandes des Walzgutes während des Walzens geändert wird. Der Walzspalt könnte dabei aber nur um soviel kleiner werden, als sich die gedrückten Querschnitte bei vermindertem hydraulischem Dehndruck, also erhöhter Spannung in den gedrückten Querschnitten, weiter zusammendrücken lassen. Dies sind aber nur Bruchteile von Millimetern, so dass das Vermindern eines hydraulischen Dehndruckes in Zugankern während des Durchlaufs des Walzgutes beim Kaltwalzen Bedeutung haben könnte, wenn man nur an die Regulierung des geraden Bandauslaufes denkt.
Für die Stichab nahme unter Walzdruck vor dem Reversieren des Bandes müsste nach dem bisherigen Stand der Technik die Anstellvorrichtung betätigt werden, wozu-wie ausgeführt-erhebliche Verstellkräfte und entsprechend grosse Motoren notwendig wären.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Zugspannung in hydraulisch gestreckten Zugankern bzw. deren bei sich ändernder Zugspannung wechselnde Länge für eine Walzspaltänderung beim Walzen über die Druckdehnungsmöglichkeit der gedrückten Querschnitte hinaus wirksam zu machen, um gewissermassen einen Teil der benötigten Verstellkraft in hydraulische Spannung umzuwandeln und die motorischen Verstellkräfte gering zu halten.
Die Erfindung geht aus von einer Anstellvorrichtung für die Einbaustücke in Walzwerken, insbesondere in Kaltwalzwerken, mit zwischen den Einbaustücken liegenden, starren, in der Höhe verstellbaren Distanzstücken, und mit den Walzdruck aufnehmenden, vorgespannten Zugankern, deren Vorspannkraft beim Walzen teils über die Einbaustücke und Distanzstücke, teils über die Einbaustücke und das Walzgut geleitet ist, und die durch einen veränderlichen hydraulischen Dehndruck verschie- den stark gelängt werden können. Der Gedanke, den hydraulischen Dehndruck für die Zuganker beispielsweise in Abhängigkeit des sich ändernden Verformungswiderstandes des Walzgutes während des Walzens zu ändern, soll gemäss der Aufgabenstellung ebenfalls als ausserhalb des Schutzes liegend vorausgesetzt werden.
Die Spannkraft im Zuganker auf Grund des hydraulischen Dehndruckes ist kräftemässig als Be-
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triebslast dem Walzdruck zuzurechnen, so dass die zwischen den Einbaustücken liegenden, starren, verstellbaren Distanzstücke stärker entlastet werden, als wenn nur der Walzdruck als äussere Kraft wirksam wäre. Hieraus folgt, dass sich die verstellbaren Distanzstücke, beispielsweise zusammenarbeitende Gewinderingteile, leichter verstellen lassen müssen, wenn der Zuganker gedehnt ist.
Dies nützt aber nichts, solange von dem Antrieb zum Verstellen der Distanzstücke ein Antrieb zum Verstellen der äusseren Mutter abgeleitet ist, wie es kürzlich im Zusammenhang mit einer Anstellvorrichtung für vorgespannte Walzgerüste unter der Voraussetzung vorgeschlagen wurde, dass beim Verstellen der Einbaustücke kein Walzgut zwischen den Walzen ist. In diesem Falle stUnde immer noch die äussere Mutter unter einem anstehenden Walzdruck. Die Verstelleinrichtung ist deshalb ständig hoch belastet. Die Erfindung besteht demgemäss darin, dass die Verstelleinrichtung für die Distanzstücke unter dem beim Walzen von den Distanzstücken aufgenommenen Teil der Vorspannkraft steht und unabhängig von den Spannmutter der Zuganker ist.
Für eine Stichregelung bei zwischen den Walzenbefindlichem Walzgut, beispielsweise. Kaltband, vollzieht sich der Anstellvorgang dabei gewissermassen in zwei Abschnitten, die auch gleichzeitig ablaufen können, wenn man beim Kaltwalzen die Forderung berücksichtigt, dass während des Durchlaufes des Bandes schnellste einseitige Regulierungen des Walzspaltes vorgenommen werden müssen. Die eine Phase umfasst das motorische Verstellen der Distanzstücke auf eine geringere Höhe. Hiezu bedarf es nur mässiger Verstellkräfte, da vorausgesetzt ist, dass ein wesentlicher Teil der Druckkräfte des Zugankers in die Spannung des hydraulischen Mittels umgeleitet ist. In der zweiten Phase wird der hydraulische Dehndruck vermindert.
Da vorher oder gleichzeitig die Höhe der Distanzstücke vermindert wurde, wirkt sich eine Verkürzung des Zugankers in dem Masse auf die Verstellung des Einbaustücke und somit des Walzspaltes aus, als die Distanzstücke in ihrer Höhe vermindert wurden. Da hiebei die freigegebene Vorspannkraft im Zuganker stets grösser ist als der Walzdruck, muss bei diesem Vorgang eine Stichabnahme erfolgen.
Um sowohl bei laufendem Walzgut auf jeder Gerüstseite Anstellungen vornehmen zu können, als auch beim Kaltwalzen vor dem Reversieren den Walzspalt enger stellen zu können, sieht die Erfindung ferner vor, dass die Verstelleinrichtungen für die Distanzstücke von zwei Zugankerpaaren auf jeder Gerustseite wahlweise paarweise oder für alle vier Distanzstücke gemeinsam betätigbar sind. Dies ist an sich bekannt.
Es ist anzustreben, dass die Restkraft der Vorspannung, die bei'sich änderndem Walzspalt und gleichbleibendem Walzdruck über die Distanzstücke geleitet ist, möglichst konstant bleibt. Sie würde sofort grö- sser, wenn der hydraulische Dehndruck schon abgelassen würde, bevor die Distanzstücke verstellt wurden, wodurch deren Verstellung blockiert werden könnte. Die Restkraft in den Distanzstücken könnte aber auch zu gering oder gleich Null werden, wenn diese vor dem Ablassen des hydraulischen Dehndruckes soweit zurückgestellt würde, dass ihr Vorspanneffekt entfällt. Anderseits würde eine konstante Restkraft in den Distanzstücken beim Verringern des Walzspaltes den gleichen Vorspanneffekt bei gleichem Walzdruck aufrechterhalten.
Um dies zu erreichen, wird gemäss der Erfindung ferner vorgeschlagen, dass von dem Verstellantrieb für die Distanzstücke ein Antrieb zum Ändern des hydraulischen Dehndruckes des dazugehörigen Zugankers abgeleitet ist, der die Differenz zwischen der jeweiligen Zugkraft in den Ankern und der Summe aus Walzdruck und Dehnkraft etwa gleich hält.
In vorgespannten Schraubverbindungen ist es üblich, das Verhältnis zwischen der Vorspannkraft und der äusseren Betriebslast in der Grössenordnung 3 - 4 zu wählen. Man erstrebt damit eine grosse Vorspannsicherheit, um auch bei einer ausserordentlich grossen Betriebslast den Vorspanneffekt nochbeizubehal- ten und um ein Auseinanderklaffenderzusammengedrückten Teilezuvermeiden. Die Erfindung sieht demgegenüber vor, die sogenannte Vorspannsicherheit so klein zu wählen, dass die Restkraft in den Distanzstücken kleiner als der Walzdruck ist. Hiedurch wird erreicht, dass bei plötzlichem Anstieg des Walzdruckes auf Grund ungleich starker Stellen, z.
B. an einer Schweissnaht im Band, die Restkraft gleich Null wird und sich die Zuganker unter Fortfall des Vorspanneffektes allein in Abhängigkeit von ihrer Federkonstanten und dem Walzdruck sprunghaft dehnen. Bisher hat mal1 bei Ankunft einer Schweissnaht am Walzspalt eines Kaltwalzwerkes die Bandgeschwindigkeit verringert. Wurde eine Schweissnaht versehentlich schnell überfahren, so bestand stets die Gefahr, dass das Band an der Schweissstelle zu Bruch ging. Mit der Anstellvorrichtung gemäss der Erfindung kann eine Schweissnaht aber schnell überfahren werden, wenn man mit einer solchen geringen Restkraft in den Distanzstücken fährt, dass bald nach einer unzulässigen Erhö- hung des Walzdruckes der Vorspanneffekt entfällt und eine erwünschte grössere Dehnung des Zugankers einsetzt.
Selbstverständlich muss der Zuganker so bemessen sein, dass er beim Überfahren einer Schweissnaht nicht über seine Streckgrenze beansprucht wird. Eine kleine Restkraft in den Distanzstücken, die im übrigen auch dem Wunsch nach geringen Verstellkräften entgegenkommt, wird schon bei einer Vorspannsicherheit in der Grössenordnung zwischen 1 und 2 erhalten.
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ker 3 ist durch Beaufschlagen des Kolbens 4, der über einen Kernbolzen 5 auf das obere, abgeschlossene Ende des Zugankers einwirkt, hydraulisch dehnbar.
Zwischen den Einbaustücken 1, 2 sind starre Distanzstücke angeordnet, bestehend aus einem den Zuganker 3 umgreifenden Gewinderingbolzen 6 und einer mit diesem zusammenwirkenden Gewinderingmutter 7, von denen der Ringbolzen 6 undrehbar und die Ringmutter 7 mittels eines auf der dem Verstellspalt abgewendeten Seite eines der zu verstellenden Einbaustücke 1 und 2 angeordneten Antriebsrades 8 über einen rohrförmigen Fortsatz 8a, der das Einbaustück l durchgreift, drehbar ist, wobei der Zuganker 3 undrehbar festgelegt ist. Auch die obere Spannmutter 9 des Zugankers 3 ist bekannt.
Erfindungsgemäss wirkt sich der Antrieb auf das Antriebsrad 8 nur auf die Verstellung der Distanzstücke
6,7 aus, nicht dagegen auf die Stellung der Spannmutter 9. Diese wird um das gleiche Mass, um das die Höhe der Distanzstücke 6,7 verringert wurde, nach unten nachgeholt, indem der hydraulische Druck auf den Kolben 4 verringert wird. Es besteht also keine Verriegelung zwischen dem Antriebsrad 8 und der Spannmutter 9, wie es bisher vorgesehen war. Anderseits muss aber die Abstützung der Spannmutter 9 gegenüber dem Bekannten noch eine Abwandlung erfahren, insofern, als sichergestellt sein muss, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das obenliegende Antriebsrad 8 ausserhalb der Vorspannkräfte liegt.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass sich die Spannmutter 9 des Zugankers 3 unter Umgehung des Antriebsrades 8 unmittelbar an dem Einbaustück 1 bzw. dessen Träger abstützt. Hiezu ist eine drucksteife Haube 10 über dem Einbaustück 1 vorgesehen.
Die Wirkungsweise der Anstellvorrichtung gemäss der Erfindung wird an Hand der beiden Diagramme nach der. Fig. 2 und 3 näher erläutert. In beiden Diagrammen stellt die Linie a die Zugdehnungslinie des Zugankers dar : Seine Federkonstante ist der Tangens des Winkels 0 :. Die auf der Abszisse aufgetragenen Zugdehnungen sind-bezogen auf einen Nullpunkt- als Masse für den Walzspalt aufzufassen.
Der kleinste, sich bei einem hydraulischenDehndruck pHy gleich Null und einer von den Distanzstücken 6 und 7 aufgenommenen Restkraft PR einstellende Walzspalt sei 10'Der grösste benötigte Walzspalt sei Imax'so dass die Differenz A 11'die mögliche Stichregulierung ist. Zunächst wird der hydrau- lische Dehndruck P Hy soweit erhöht und der Zuganker soweit gestreckt, dass die Distanzstücke 6,7 bis zum Erreichen des maximalen Walzspaltes lmax spielfrei angezogen sind. Der entsprechende Druck kann noch 'etwas weiter bis auf PH erhöht werden, um das Kaltballd zwischen die Walzen einführen zu können.
Wenn der hydraulische 1Jehnáruck auf PHy vermindert wird, so drücken sich die gedruckten Querschnitte entsprechend der Dmckdehnungslinie b1 zusammen. Man erreicht einen Vorspanneffekt mit dem Vorspann- dreieck A-B-C, wenn die gesamte, im Zuganker erzeugte Streckkraft sich in die Walzkraft Pu'dite hydraulische Dehnkraft PHY1 und die Restkraft PR, die allein von den Distanzstücken 6,7 aufzunehmen ist, aufteilt. Die Verhältnisse können leicht so eingestellt werden, dass P und damit die Verstellkräfte für die Distanzstücke klein sind, etwa 1/4 des Walzdruckes PW.
Um die Walzen nach einem Banddurchlauf enger zu stellen, werden die Gewindeteile 6,7 in eine dem Walzspalt lo + Al entsprechende Höhe vermindert und gleichzeitig der hydraulishe Dehndruck pHv1 vermindert. Wenn vorausgesetzt wird, dass der Walzdruck PW und die Restkraft PR konstant bleiben sollen, so gilt die Gleichung :
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wobei Cs die Federkonstante des Zugankers ist. Unter diesem Gesetz muss die steuerungsmässige Kopplung zwischen dem Verstellantrieb für die Distanzstücke und der Einrichtung zum Ändern des hydraulischen Dehndruckes stehen. Im Diagramm nach Fig. l erfordert eine Verringerung der Höhe der Distanzstücke auf eine dem Walzspalt 1o + #l2 entsprechende Höhe eine hydraulische Dehnkraft Paya.
Der kleinste Walzspalt 10 wird bei dem Vorspanndreieck A B'C'erhalten, wenn PH = 0 ist. Verlässt das Band jetzt den Walzspalt, so kommen die gedrückten Querschnitte unter die volle Vorspannkraft Pvo, die grösser als der Walzdruck ist. Unter dieser Last lässt sich die Verstelleinrichtung wegen zu hoher Flächenpressung an den DistanzstUcken 6 und 7 nicht betätigen. Es ist daher Vorsorge zu treffen, dass der hydraulische Dehndruck unter Ausschaltung seiner wirkungsmässigen Verbindung zur Verstelleinrichtung auch allein vergrössert werden kann, zumindest bis zur Grösse des Walzdruckes Pug si dass der Walzdruck PW im Dreieck A B'C'durch die hydraulische Dehnkraft ersetzt wird und nur noch die Restkraft PR auf die Distanzstücke 6 und 7 wirkt.
Von da ab kann die gekoppelte Steuerung wieder einsetzen, um den Walzspalt zu vergrössern.
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Fig. 3 gibt die Kraft- und Dehnungsverhältnisse wieder. für den Fall, dass eine verdickte Schweissnaht überfahren wird. PW ist der normale Walzdruck, dem zusammen mit P liy und PR eine Gesamtdehnung des Zugankers A ; \entspricht. Bis zum grösseren Walzdruck PW, bei gleicher hydraulischer Dehnkraft PHy und PR gleich Null, bleibt der Vorspanneffekt der Distanzstücke 6 und 7 erhalten ; die Zugdehnung steigt ent-
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ErhöhtPATENTANSPRÜCHE :
1. Anstellvorrichtung für die Einbaustücke in Walzwerken, insbesondere in Kaltwalzwerken, mitzwi- schen den Einbaustücke liegenden, starren, in der Höhe verstellbaren Distanzstücken, und mit den Walzdruck aufnehmenden, durch Spannmuttern vorgespannten Zugankern, deren Vorspannkraft beim Walzen teils über die Einbaustücke und Distanzstücke, teils über die Einbaustücke und das Walzgut geleitet ist, und die durch einen veränderlichen hydraulischen Dehndruck verschieden stark gelängt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (8, 8a) für dieDistanzstücke (6, 7) nur unter dem beim Walzen von den Distanzstücken aufgenommenen Teil der Vorspannkraft steht und unabhängig von der Spannmutter (9) der Zuganker (3) ist.