AT501739B1 - Walzkraft-einleitung in 4-walzengerüsten - Google Patents

Description

2 AT 501 739 B1

Die folgend beschriebene Vorrichtung dient zur Walzkrafteinleitung in 4-Walzengerüsten, auch Quarto-Gerüste genannt, welche neben anderen Gerüsttypen zur Dickenreduktion von bandförmigen Metall eingesetzt werden. 5 4-Walzengerüste bestehen im wesentlichen aus 2 Arbeitwalzen mit kleinerem Durchmesser, die die Dicke des zu bearbeitenden bandförmigen Metalls dadurch vermindern, dass dieses zwischen den beiden gegenläufig sich drehenden Walzen durchgezogen wird und wobei die Walzen entsprechend der Bandmaterialfestigkeit mit großer Kraft gegen das durchlaufende Band drücken. Der Abstand der Arbeitswalzen zueinander, der die Dicke des fertig gewalzten Materi-io als bestimmt, wird Walzspalt genannt.

Weiters besteht ein 4-Walzengerüst aus 2 Stützwalzen mit großem Durchmesser, die so angeordnet sind, dass diese jeweils auf die dem Walzspalt gegenüberliegende Seite der Arbeitswalze drücken und so die durch die Materialbandbreite und den kleinen Durchmesser der Arbeits-15 walzen verursachte Durchbiegung dieser vermeiden bzw. so weit als möglich vermindern. Während des Walzvorganges wird entsprechend der Materialfestigkeit auf die Lagerstücke der Stützwalzen, auch Stützwalzen-Einbaustücke genannt, Druck ausgeübt. Dieser Druck, auch Walzkraft genannt, wird über den Stützwalzen-Balien auf die Arbeitswalzen-Ballen und in weite-20 rer Folge auf das Bandmaterial weitergegeben.

Die Einbaustücke aller Walzen sind so ausgebildet, dass diese in einem Gerüstgehäuse, Walzenständer genannt, sicher gehalten werden und zueinander so verschoben werden können, dass unterschiedliche Walzendurchmesser eingesetzt sowie der von Zeit zu Zeit erforderliche 25 Walzenwechsel möglich ist.

Um die Walzkraft in Grenzen zu halten und um gute Oberflächenqualität zu erzielen, wird der Walzvorgang üblicherweise durch entsprechenden Bandzug unterstützt. 30 Damit die gewünschte Banddicke erreicht werden kann, muss der Walzspalt entsprechend der gewünschten Band-Fertigdicke und der zu berücksichtigenden Dickentoleranz exakt eingestellt werden. Auch muss eine eventuelle, unterschiedliche Banddicke über die Bandbreite (z.B. Keilform) berücksichtigt werden. Dazu sind teure und komplizierte Einrichtungen erforderlich. 35 Die gebräuchlichen Walzkraft- Einrichtungen sind: • Elektro-mechanische Anstellung: die Einbaustücke der Stützwalzen werden von zwei motorisch angetriebenen Gewindespin-40 dein vertikal so verstellt, dass die Arbeitswalzen jeweils einen genau definierten Abstand zueinander einnehmen - der sich so ergebende Walzspalt ist dann das Maß für die Enddicke des zu verarbeitenden Materials. • Hydraulische Anstellung: 45 die Einbaustücke einer Stützwalze werden von zwei motorisch angetriebenen Gewindespindeln vertikal so vor eingestellt, dass diese mit einer der beiden Arbeitswalzen eine genau definierte Höhenlage, auch pass-line genannt, im Walzgerüst einnehmen. Zwei Hydraulikzylinder verschieben in der Folge vertikal die Einbaustücke der gegenüberliegenden Stützwalze, so bis die zwischen den Stützwalzen angeordneten Arbeitswalzen den gewünschten Abstand (Walzspalt) zueinander einnehmen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, die sich durch große erforderliche Anstellkräfte und engen Walzspalt-Toleranzen ergebende Kostennachteile zu vermeiden und weiters den Walz-55 spalt schnell und nach Möglichkeit automatisch an die Form des einlaufenden Bandes anzu- 3 AT 501 739 B1 passen.

Figur 1 zeigt das wesentliche Merkmal dieser Anordnung, indem die Arbeitswalzen (2) gegenüber den Stützwalzen (3) horizontal und gegen die Bandlaufrichtung, d.h. einlaufseitig versetzt 5 sind, sowie der Abstand der Stützwalzen (3) zueinander kleiner ist, als die Summe der beiden Arbeitswalzen-Durchmesser plus der Banddicke.

Ein weiters Merkmal ist, dass die Einbaustücke der Stützwalzen durch zwei motorisch angetriebene Gewindespindeln vertikal so vor eingestellt werden, dass ein bestimmter Mittenversatz der io Arbeitwalzen und dadurch ein entsprechendes Kräftedreieck (4) entsteht.

Ein weiters Merkmal ist, dass durch den Bandzug (5) die Arbeitswalzen (2) in den keilförmigen Spalt zwischen oberer und unterer Stützwalze (3) gezogen werden und so eine entsprechende Klemmwirkung = Walzkraft (6) zwischen Band (1) und Arbeitswalzen (2) bewirkt wird. Entspreis chend der Positionierung der Stützwalzen (3) kann das oben beschriebene Kräftedreieck (4) und somit die Walzkraft (6) verändert werden.

Ein weiteres Merkmal ist, dass die Einbaustücke der Arbeitswalzen von kleinen, horizontal angeordneten Hydraulikzylindern in und gegen die Bandlaufrichtung gedrückt werden. Dadurch 20 können die Arbeitswalzen schnell in den bzw. aus dem Spalt zwischen den Stützwalzen gedrückt und so ein schnelles Öffnen des Walzspaltes und Wiederaufsetzen der Arbeitswalzen, z.B. bei Schweißnahtdurchlauf, erreicht werden.

Figur 2 zeigt ein weiteres, wesentliches Merkmal, dass durch den Mittenversatz der Arbeitswal-25 zen diese sich automatisch an die Bandform des einlaufenden Materials anpassen. Da die Kraftflusslinie Arbeitswalze-Band und die Abstützlinie Stützwalze-Arbeitswalze zueinander versetzt sind, weicht die Arbeitswalze örtlich entsprechend der Umfangskontur der Stützwalze zwangsläufig nach außen bzw. oben aus. Dies bewirkt eine gleichförmige Verteilung der Gesamtwalzkraft über die Bandbreite und es kommt zu keiner unerwünschten einseitigen Ver-30 formung (konventionell erfolgt die Bandformanpassung mit teueren Walzenbiege-Vorrichtungen).

Ein weiteres Merkmal ist, dass die gewünschte Band-Enddicke nicht durch den einzustellenden Walzspalt erreicht wird, sondern durch die Regelung der Geschwindigkeit des einlaufenden 35 zum auslaufenden Bandes, da sich die Banddickenreduktion exakt verkehrt proportional verhält, wie Bandeinlauf- zu Bandauslaufgeschwindigkeit.

Folgende, patentierte Einrichtungen mit besonderer Stellung der Arbeitswalzen im Gerüst wurden recherchiert: 40 • EP 1 514 616 A1 - Walzvorrichtung mit angetriebenen Stütz- und Arbeitswalzen sowie Gerüst -auslaufseitig versetzte Arbeitswalzen:

Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass durch die Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit 45 der Stützwalzen zu den Arbeitswalzen der horizontale Achsversatz eingestellt wird. Eine Walzkraftwirkung durch keilförmige Klemmung des Bandmaterials ist dabei nicht beabsichtigt und wird auch nicht erreicht. • EP 0 277 248 B1 - Mehrwalzen-Vorrichtung mit, gegen die Stützwalzen Gerüst-50 auslaufseitig, horizontal versetzten Arbeitswalzen:

Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass die Arbeitswalze von mehreren, kleinen Rollen einseitig, horizontal abgestützt wird und wobei eine dieser Stützrollen aus mehreren Einzelrollen besteht. Durch horizontales Verschieben einzelner dieser Einzelrollen kann die 55 Arbeitwalze entsprechend gebogen werden. Eine Walzkraftwirkung durch keilförmige Klem-

Claims (6)

1. 4 AT 501 739 B1 mung des Bandmaterials ist dabei nicht beabsichtigt und wird auch nicht erreicht. • DE 102 57 971 A1 - Mehrwalzen-Vorrichtung mit, gegen die Stützwalzen horizontal verschiebbaren Arbeitswalzen: 5 Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass die Arbeitswalze von mehreren, kleinen Rollen beidseitig, horizontal abgestützt wird und wobei die Arbeitswalzen auch axial verschiebbar sind. Eine Walzkraftwirkung durch keilförmige Klemmung des Bandmaterials ist dabei nicht beabsichtigt. 10 • DE 101 02 821 A1 - Walzvorrichtung mit, gegen die Stützwalzen Gerüst -auslaufseitig, horizontal versetzten Arbeitswalzen: Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass die Arbeitswalzen axial verschiebbar und zumin-15 dest eine in Bandlaufrichtung auslaufseitig verstellbar sind. Weiters sind diese mit einem speziellen Walzenschliff in Längsrichtung versehen. Eine Walzkraftwirkung durch keilförmige Klemmung des Bandmaterials ist dabei nicht beabsichtigt und wird auch nicht erreicht. • DE 38 11 847 A1 - Mehrwalzen-Vorrichtung mit, gegen die Stützwalzen Gerüst- 20 auslaufseitig, horizontal versetzten Arbeitswalzen: Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass die Arbeitswalze von einer kleinen Rolle einseitig, horizontal abgestützt wird und wobei die Stützkräfte in den beiden Rollenlagern so verändert werden können, dass sich die horizontale Lage der Stützrolle exakt 90° zur Bandlauf-25 richtung einstellt. Eine Walzkraftwirkung durch keilförmige Klemmung des Bandmaterials ist dabei nicht beabsichtigt und wird auch nicht erreicht. • DE 33 27 433 A1 - Mehrwalzen-Vorrichtung mit, gegen die Stützwalzen Gerüst-einlaufseitig, horizontal versetzten Arbeitswalzen: 30 Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass die Arbeitswalze von mehreren, kleinen Rollen einseitig, horizontal abgestützt wird und wobei hydrostatisch wirkende Druckplatten die äußerste der Stützrollen nach Bedarf durchbiegen und so eine ebensolche Durchbiegung der Arbeitswalze bewirken. Eine Walzkraftwirkung durch keilförmige Klemmung des Band-35 materials ist dabei nicht beabsichtigt. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzeugung einer zur Dickenreduktion von bandförmigem Material (1) erfor derlichen Walzkraft (6) in 4-Walzengerüsten, wobei diese Walzgerüste im Wesentlichen aus zwei, in vertikal verschiebbaren Einbaustücken gelagerten Arbeitswalzen (2), und aus zwei in vertikal verschiebbaren Einbaustücken gelagerten Stützwalzen (3) bestehen und wobei weiters je eine Stützwalze und eine Arbeitswalze eine Einheit bilden und jeweils eine 45 solche Einheit von einer Seite, die zweite spiegelgleich angeordnete Einheit von der ande ren Seite gegen das zwischen den Arbeitswalzen durchlaufende, bandförmige Material (1) gedrückt wird und wobei die Achsen der Arbeitswalzen (2) gegenüber den Achsen der Stützwalzen (3) horizontal und gegen die Bandlaufrichtung versetzt sind und wobei jeweils die Stützwalzen (3) von einer mechanischen Verschiebe-Einrichtung senkrecht zur Band-50 laufebene positioniert werden um dadurch einen gewünschten Achsversatz zwischen Stütz- und Arbeitswalzen zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Variation des Bandzuges (5) eine Kraft auf die Arbeitswalzen (2)erzeugt wird, welche damit in Bandlaufrichtung gezogen werden und durch die so entstehende Klemmwirkung die Walzkraft <6) auf das bandförmigem Material (1) erzeugt bzw. variiert wird. 55 5 AT 501 739 B1
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Dicke des bandförmigen Materials (1) durch Geschwindigkeitsregelüng des einlaufenden zum auslaufenden Band eingestellt wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Achsversatz von Stützwalzen (3) und Arbeitswalzen (2) eine automatische Biegung der Arbeitswalzen erreicht wird, d.h. Anpassung an die Bandform erfolgt, und somit eine gleichmäßig verteilte Walzkraft über die Bandbreite erzielt wird. io 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Arbeitswalzen (2) von zusätzlichen mechanisch-hydraulischen Verschiebe-Einrichtungen parallel zur Bandlaufebene und damit gegen die Bandlaufrichtung verschoben werden können, um so ein schnelles Öffnen des Walzspaltes, bzw. ein schnelles Wie-deranstellen der Arbeitswalzen (2) zu ermöglichen. 15
4. 5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die horizontal und gegen die Bandlaufrichtung gegenüber den Stützwalzen (3) versetzten Arbeitswalzen (2) und durch Variation des Bandzuges (5) eine vorgegebene Walzkraft (6) eingestellt wird und somit keine eigene Walzkraft-Vorrichtung mit Regelung erforderlich ist. 20
5. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Arbeitswalzen (2) durch deren Achsversatz gegenüber den Stützwalzen (3) automatisch an die Bandform des zu walzenden Materials (1) anpassen, sich so eine eventuell erforderliche Arbeitswalzenbiegung von selbst einstellt, wodurch eine gleichmäßige Oberflächenbehandlung erzielt 25 wird und somit keine eigene Arbeitswalzen-Biegevorrichtung mit Regelung erforderlich ist.
6. 7. Vorrichtung zur Erzeugung einer zur Dickenreduktion von bandförmigem Material (1) in einem 4-Walzengerüst zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das 4-Walzengerüst im Wesentlichen aus zwei, in vertikal verschiebbaren 30 Einbaustücken gelagerten Arbeitswalzen (2) und aus zwei in vertikal verschiebbaren Einbaustücken gelagerten Stützwalzen (3) besteht und wobei weiters je eine Stützwalze und eine Arbeitswalze eine Einheit bilden und jeweils eine solche Einheit von einer Seite, die zweite spiegelgleich angeordnete Einheit von der anderen Seite gegen das zwischen den Arbeitswalzen durchlaufende, bandförmige Material (1) gedrückt wird und wobei die 35 Achsen der Arbeitswalzen (2) gegenüber den Achsen der Stützwalzen (3) horizontal und gegen die Bandlaufrichtung versetzt sind und wobei jeweils die Stützwalzen (3) von einer mechanischen Verschiebe-Einrichtung senkrecht zur Bandlaufebene positioniert werden um dadurch einen gewünschten Achsversatz zwischen Stütz- und Arbeitswalzen zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Variation des Bandzuges (5) eine Kraft auf die 40 Arbeitswalzen (2) erzeugt wird, welche damit in Bandlaufrichtung gezogen werden und durch die so entstehende Klemmwirkung die Walzkraft (6) auf das bandförmige Material (1) erzeugt bzw. variiert wird. 45 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 50 55