Walzwerk. Erfahrungsgemäss erzeugen beim Walzen Ungenauigkeiten in den Abmessungen von vorgewalzten. Werkstücken, insbesondere beim Walzen von breiten Bändern, auch Unge nauigkeiten des Fertigproduktes, so dass ein Werfen, Faltenbildung am Rande, sowie Ungeradheit in der Längsrichtung des Ban des entsteht. Diese Schwierigkeiten treten besonders oft auf, wenn das Rohmaterial aus mehreren zusammengeschweissten Stücken besteht, da dann zu den Massungenauigkeiten noch die Härteunterschiede der einzelnen Stücke hinzutreten.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet ein Walzwerk, das zum Walzen F)reiter Bänder gut geeignet ist.
Die Erfindung besteht darin, dass in einem aus mindestens zwei Säulen und aus waagrechten, die Arbeitswalzen stützenden Balken bestehenden steifen Walzwerkrahmen jeder Balken mit mindestens zwei zu den Arbeitswalzen parallelen, im Querschnitt durch einen Kreisbogen begrenzten Rinnen versehen ist; in welchen Rinnen Stützböcke abgestützt sind, welche ihrerseits Stützringe tragende Stützachsen abstützen.
Auf der beifolgenden Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes und Varianten dargestellt.
Fig, 1 und 2 stellen das erste Beispiel in der Seitenansicht und im senkrechten Längsschnitt dar; Fig. $ ist eine Seitenan sicht des Gestelles dieser Ausführungsform, und Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines an ders ausgebildeten Gestelles.
In Fig. 5 ist ein senkrechter Längsschnitt nach Linie A-A in Fig. 6, und in Fig. 6 ein Querschnitt der Stützachsenlagerung des ersten Beispiels dargestellt. In Fig. 7 ist ein senkrechter Längsschnitt, und in Fig. 8 ein Querschnitt einer andern Ausbildung- der Walzenunterstützung dargestellt.
Fig. 9 und 10 stellen schematisch die Sei tenansicht und den Grundriss einer weiteren Ausführungsform dar, und Fig. 11 zeigt teil weise einen senkrechten Längsschnitt längs einer Stützachse, teilweise eine Vorderan sicht einer weiteren Ausführungsform.
Der Walzwerkrahmen des ersten Beispiels besteht aus zwei waagrechten Balken 20 und zwei zugehörigen, die Enden dieser Balken verbindenden Säulen. Es sind auch Rah menausführungen mit vier die Enden der Balken verbindenden Säulen möglich. Die Balken und die Säulen sind entweder aus einem einzigen Stück hergestellt oder mit einander so innig verbunden, dass alle Durch biegungen möglichst vermieden werden. Der Rahmen ist also steif.
Jeder Balken 20 ist mit drei zu den zwei Arbeitswalzen 18 paral lelen Rinnen 1, die im Querschnitt von einem Kreisbogen begrenzt sind ausgerüstet, welche Rin nen mindestens so lang wie die Breite des zu walzenden Bandes sind.
In den Rinnen 1 sind Stützböcke 2 ab gestützt die Ausnehmungen aufweisen, in welchen die die Stützringe 4 tragenden Stützachsen 3 abgestützt sind. Die Stütz ringe 4 sind auf den Stützachsen drehbar an geordnet.
Die Ausnehmungen aller Stütz böcke oder mindestens einer Reihe derselben sind zur auf der Rinne aufliegenden äussern Auflagefläche um den Betrag e (Fig. 6) exzentrisch angeordnet, so dass durch Ände rung der Winkellage der einzelnen Stütz böcke eine sehr feine Verstellung der Unter stützung der Arbeitswalzen, also ein ähn licher Effekt erzielt werden kann, wie etwa durch Anpassen der Balligkeit der Arbeits walzen durch deren Schleifen.
Durch diese Verstellbarkeit ist es möglich das Walzwerk schnell betriebsfähig zu machen und Roh material von verschiedener Dicke, Härte und verschiedenen metallurgischen Eigenschaften zu walzen, für welches bei andern Walzwer ken verschiedenballige Arbeitswalzen nötig wären; ausserdem wird dadurch die Unan nehmlichkeit umgangen, dass bei Balligen Walzen -das .gewalzte Metall an den Seiten zur Faltenbildung neigt, und zu Brüchen des Bandes Anlass geben kann.
Der technische Vorteil der im Querschnitt von einem Kreisbogen begrenzten Rinnen 1 mit den besonderen Stützböcken 2 gegenüber Rinnen von anderem Querschnitt als dem dargestellten besteht darin, dass die so ge formten Rinnen leichter gehärtet und geschlif fen werden können als Rinnen mit anderem Querschnitt, welche Bearbeitung notwendig ist, um die hohen spezifischen Drücke in der Ausnehmung des Stützbockes 2 aufnehmen zu können.
Ausserdem können die Rinnen 1 viel ,genauer bearbeitet werden als Rinnen mit anderem Querschnitt, und gerade das genaue Zusammenpassen ist wesentlich für die richtige Wirkungsweise dieser Art Walz werke.
Der steife und kurze Rahmen, in welchem die Arbeitswalzen 13 mit den Zwischenwal zen 5 und den Stützböcken gelagert sind. bewirkt, dass die quer zur Werkstückvor- schubbewegung gemessene Gesamtlänge der bei der Arbeit des Walzwerkes unter Bean spruchung befindlichen Teile (Arbeitswalzen, Zwischenwalzen, Querbalken) nur wenig mehr als ein Drittel von dem ausmacht, was in neuzeitlichen Walzwerken der Vierwalzen type gleicher Breite üblich ist.
Infolgedessen macht die gesamte Durchbiegung der Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Quer balken beim Arbeiten nur einen Bruchteil der sonst üblichen Durchbiegungen aus. Ein Walzen auf genaues Mass wird dadurch mehr erleichtert, als bei andern Maschinentypen. Hierzu tritt noch die Tatsache, dass die Stützringe 4, die Stützachsen 3 und eventuell auch die in den Böcken 2 gelagerten Zwi schenwalzen 5 mit einem kühlenden Schmier mittel versehen werden können. was lokale Erhitzungen zu vermeiden, und infolgedessen die Genauigkeit des Walzproduktes zu ver grössern erlaubt.
Die Winkeleinstellung der Stützböcke \? schafft jedoch auch die Möglichkeit, die äu ssern Stützböcke so einstellen zu können, dass beim Walzen von Bändern von einer Breite, die kleiner als die maximale Walzbreite der Maschine ist, die äussersten ausserhalb der Bandränder befindlichen Stützringe an der Aufnahme der Walzreaktionen nicht teil nehmen.
Es- ist klar, dass bei dem -verhält- nismässig kleinen Durchmesser der Arbeits walzen 13, jede Unterstützung am Rande oder ausserhalb des Randes des Bandes nachteilig ist, weil sie eine Durchbiegung des Walzen endes nach dem Bande zu erzeugt, was zur Folge hat, dass die Nachbarschaft .des Randes wellenförmig und dünner wird.
Beim Einstellender Stützböcke 2 (Fig. 6) entfernt man die Zunge 6, dreht den Stütz bock 2 von Hand in die neue Winkellage und schiebt die Zunge 6 wieder vor und sichert sie durch die Schraube 7. Hierbei treten die Zähnchen 8 der Zunge 6 in Zähnchen auf der äussern Auflagefläche des Bockes 2. Die Drehung um einen Zahn entspricht dem Ein stellungsunterschied von wenigen Zehntau sendsteln eines Zolles. Ein Bruchteil davon kann noch erzielt werden, wenn beim Ein stellen unter die Zungen 6 dünne Unterlagen gelegt werden.
Die Parallelität der Stützböcke 2 wird gemäss Fig. 5 und 6 durch Distanzstücke 9 gesichert, und auf dem letzten seitlichen Stützbock sind Klemmschrauben angeordnet, welche die ganze Reihe der Stützböcke 2- und Distanzstücke 9 in achsialer Richtung zu sammenpressen und hierdurch festhalten.
Eine eine Variante bildende andere Ein richtung zum Einstellen der Winkellage der Stützböcke 2 ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Hier ist der Rand der .Stützböcke 21 breiter und ein Teil der äussern Umfangsfläche ist mit Schneckenzähnen versehen, die mit der Schnecke 10 mit Eingriff stehen, was zur Folge hat, dass durch Drehung der Wellen 45 der Schnecken 1,0 die Stützböcke genau eingestellt werden können. Hier sind nur die beiden äussern Stützbockreihen mit zur äu ssern Auflagefläche exzentrischen Ausneh- mungen versehen.
Es können auch andere an sich bekannte Mittel zum Einstellen und Blockieren der Stützböcke angewandt werden.
Mindestens eine, zweckmässig jedoch zwei der drei die eine Arbeitswalze abstüt zenden Stützachsen 3, besitzen Stützflächen 11 für die Stützringe, die exzentrisch zu den Stützflächen sind, mit denen die Stützwal- zen auf die Stützböcke abgestützt sind, was zur Folge hat, dass, durch Drehung der Stütz achse 3, eine senkrechte Verstellung der Arbeitswalze 1.3 erzielt wird. Hierbei sind die Arbeitswalzen 13 auf je zwei Zwischen walzen 5 gelagert.
An jedem Ende der zwei äussern, obern Stützachsen 3, sind Schneckenradsegmente 14 fest angeordnet. Eine genau gleiche Ver drehung dieser beiden Stützachsen 3 im ent gegengestellten Drehsinn @ wird durch eine Welle 15 mit zwei Schnecken erzielt, von denen die eine rechtsgängig, die andere links gängig ist, und die mit je einem Schnecken radsegment 14 im Eingriff stehen. Am Ende der Welle 15 ist ein durch eine Schnecken welle 17 angetriebenes Schneckenrad 16 auf gekeilt. Die Schneckenwelle 17 erhält ihrer seits den Antrieb zum Beispiel von einem Elektromotor mit Hilfe einer Kettenüber setzung.
Es könnte auch eine Zahnradüber setzung vorgesehen sein.
Nach Fig. 2 wird das Band 18 nachein ander durch die Bremsvorrichtung 19 dann zwischen den Arbeitswalzen 13- hindurch geführt, worauf es um die Strecktrommel 12 läuft. Bei Anwendung eines so kleinen Arbeitswalzendurchmessers ist es erforder lich, geeignete Mittel zu verwenden, um die durch die Strecktrommel 12, auf das Band übertragene Zugkraft möglichst zu vergrö ssern, zum Beispiel durch Vergrösserung der Reibung.
Hierzu dienen die Druckrollen 21 (Fig. 2), welche etwa die Hälfte des Trom melumfangen umfassen und deren letztes Glied zum Beispiel mittels Exzenterwelle oder durch einen Luftdruckkolben angezogen wird, um so bei der immer kleiner werden den Dicke des Bandes die Zugkraft auszu gleichen. Die freien Bandenden können ent weder jedes für sich aufgewickelt werden, oder sie können zweckmässig miteinander (zum Beispiel durch Schweissen) verbunden und- über eine in -der Zeichnung nicht dar gestellte Spannrolle geführt sein.
Natürlich muss der Abstand zwischen der Spannrolle und dem übrigen Teil des Walzwerkes ver änderlich sein um der wachsenden Bandlänge Rechnung zu tragen. Der Zug wird auf den ausserhalb der Maschine liegenden Teil des Bandes ausgeübt.
Bei der Ausführungsform gemäss' Fig. 4 sind keine Zwischenwalzen vorhanden und jede Arbeitswalze 13 ist hier auf zwei Reihen von ;Stützringen 1 abgestützt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9, 10 ist ein gemeinsamer Antrieb sowohl der Arbeitswalzen 13, als auch der Strecktrom mel 12 von einer einzigen Kraftquelle aus, zum Beispiel von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor vorgesehen, welcher an der Scheibenkupplung 27 an greift. Von der Hauptwelle 22 (Fig. 10) aus wird der Antrieb durch das Zahnradpaar 2'4, 23 auf eine der Arbeitswalzen 13 und an derseits mittels zweier ,durch eine Zahnkette verbundene Zahnräder 26 und 25 auf die andere Arbeitswalze 13 übermittelt.
Dieser Antrieb ist nicht nachgiebig, wogegen der Antrieb der Strecktrommel 12, wenn er auch kraftschlüssig ist, eine gewisse Feineinstel lung des Übersetzungsverhältnisses zulässt.
Diese Feineinstellung wird dadurch er zielt; dass zwischen Strecktrommel und Arbeitswalzen ein Ausgleichgetriebe, und zwar ein Planetengetriebe eingebaut ist und könnte auch an Stelle dieses Getriebes ein Riemengetriebe mit veränderbarer Überset. zung, und zwar von einer solchen Grösse, dass der auftretende.
Schlupf vernachlässig- bar ist, eingebaut sein, oder es kann auch ein Flüssigkeitsgetriebe mit veränderlicher Über setzung von bekannter Bauart angewandt werden, zum Beispiel ein Thomagetriebe, bei welchem die Motorseite eine konstante 01- menge pro Umdrehung aufnimmt und die Pumpenseite veränderliche Ölmengen pro Umdrehung, zum Beispiel durch Änderung des Hubes liefert.
Durch die Anwendung eines Ausgleich getriebes, ist die Möglichkeit geschaffen, durch das Getriebe für veränderliche Über setzung nur einen kleinen Prozentsatz der Gesamtkraft, höchstens 1 bis 2 % durchzu leiten. Auf der Welle 22 ist das Zahnrad 33 (Sonnenrad) aufgekeilt, welches das Zahnrad 31 mit Innenverzahnung durch Vermittlung mehrerer Planetenräder 32 antreibt, wobei das Zahnrad 31 auf derselben, auf der Welle 2,2 lose umlaufenden Muffe 46 aufgekeilt ist, auf welcher auch das Kettenzahnrad 28 fest aufsitzt. Die Planetenräder 32 drehen sich um Bolzen 41, welche in einem auf der Welle 22 lose umlaufenden Zahnrad 34 angeordnet sind.
Das Zahnrad 34 steht durch die Zahn kette mit dem zusammen mit dem Schnecken rad 43- umlaufenden Zahnrade 44 in Eingriff, wobei das Schneckenrad 43 mit der Schnecke 39 zusammenarbeitet. Die Schnecke '39 wird durch das Flüssigkeitsgetriebe 3.7, .38, dessen Tourenzahl veränderbar ist, angetrieben. Sie kann auch durch ein elektrisches Getriebe, bei welchem das Übersetzungsverhältnis ein stellbar und ein Schlupf nur wenig oder über haupt nicht vorhanden ist, angetrieben wer den.
Der eine Teil dieses Getriebes mit ver änderbarer Übersetzung, welches zwischen das Ausgleichgetriebe und dem Antrieb der Strecktrommel eingeschaltet ist, und zwar die Flüssigkeitspumpe 37, wird durch die Zwischenwelle 42, und zwar durch Vermitt lung der Riemenscheiben 36 und 35 ange trieben. Das veränderliche .Übersetzungs getriebe wird durch das Rad 40 gesteuert, das heisst durch Drehen dieses Rades werden die wechselnden Übersetzungen erzeugt.
Ist das Steuerrad 40 in der Nullage, dann dreht sich die Schnecke 39 überhaupt nicht, während das Walzwerk in Bewegung ist. Dann. besitzt die Übersetzung zwischen der Hauptwelle 22 und den beiden Arbeitswel len 13 einerseits und anderseits zwischen der Hauptwelle 22 und der Strecktrommel 12 eine bestimmte Grösse, und wird so bleiben, so lange als das Steuerrad 40 von der Null- lage nicht verstellt wird,
wobei die Tangen- tiaIgeschwindigkeit der Strecktrommel 12 ein wenig grösser (bei weichem Stahl etwa 2 % ) ist, als die Tangentialgeschwindigkeit der Arbeitswalzen.
Ist der Walzvorgang vorgeschritten und das Band von der ursprünglichen Dicke von ungefähr 4 mm auf etwa 0,22 mm herunter gewalzt worden, so kann es erwünscht sein, diesen Vorsprung von 2 auf 1 % herunter und später sogar noch mehr zu ermässigen, um ein vollkommen flaches und genaues Band ohne Bruchrisiko zu .erzielen. Dies er reicht man dadurch, dass man durch Drehen des Steuerrades 40 das Getriebe 37, 38 so einstellt, dass das Zahnrad 34 in diesem Bei spiel in entgegengesetzter Richtung umläuft, wobei es eine halbe, eine ganze, oder zwei Umdrehungen pro 100 Umdrehungen des Zahnrades 31, oder etwa einen Zwischenwert davon macht.
Wenn einmal das beste Verhältnis für das Strecken für jeden nachfolgenden Stich bei einem gegebenen Walzprogramm gefuu- den ist, so kann das Steuerrad 40 mit einem der die obere Arbeitswalze einstellenden Schneckenradsektor 14 verbunden werden. Diese Verbindung kann zum Beispiel mittels Hebeln, Ketten oder dergleichen erfolgen, damit eine automatische Wiederholung der selben Walzbedingungen, unabhängig von der Bedienungsmanschaft, bei jedem Bande vorliegt.
Im Zusammenhange mit nicht Balligen, sondern genau zylindrischen, steif unter stützten Arbeitswalzen, ermöglicht die Vor richtung zum Strecken des Bandes nach Ver lassen der Arbeitswalzen die Erzielung star ker Reduktionen der Banddicke bei jedem Stich etwa bis 50% und mehr, und ausserdem die Erzielung eines ganz flachen Materials, trotzdem das verwendete Werkstückmaterial grosse Unterschiede (bis zu 10%) der Dicke und auch Unterschiede in der Härte infolge ungleicher Ausglühung besitzt.
Mit dieser Streckvorrichtung ist es auch möglich, Bän der bis zu den kleinsten Dicken in bequemer Weise zu walzen, wobei von einem Werk stück ausgegangen werden kann, welches dicker ist, als die gegenwärtig verwendeten Werkstücke. So kann ein Werkstück von 6 bis 7 mm Dicke bis zu 0,25 mm, oder bei weichem Stahl sogar bis zu 0,125 mm Dicke gewalzt werden. Durch wiederholtes Schleifen wird der Durchmesser der Arbeitswalzen 13 kleiner, und diese Tatsache würde das vorausgesehene Streckverhältnis ändern.
Man könnte jedoch das vorhin beschriebene Ausgleichgetriebe so bemessen, dass auch auf diesen Faktor Rück sicht genommen wird. Es ist jedoch besser, das Getriebe nur zur Feineinstellung an sich zu verwenden und zu dem besagten Zwecke andere Mittel anzuwenden, zum Beispiel Er satz des Kettenzahnrades 28 durch ein klei neres, wenn das verhältnismässig kleine Inter vall der Einstellung mittels des Ausgleich getriebes überschritten ist.
Mittels der dargestellten. Walzwerke ist es bei praktisch vollkommen steifen. Rahmen, steifer Arbeitswalzenunterstützung und auf der ganzen Länge gleichen Arbeitswal zendurchmessern möglich bei vollkommen schlupfloser Übersetzung, die Strecktrommel 12! ganz nahe am Walzrahmen anzuordnen.
Es ist klar, dass bei den bekannten Bau arten, bei denen zum Beispiel die Arbeits walzen durch einen Motor angetrieben wer den, eine gewisse Spannung auf das bearbei tete Band einwirkt, die den Walzvorgang günstig beeinflusst, indem sie die notwendige Walzballendruckkraft kleiner werden lässt.
Geht jedoch bei bekannten Walzwerken ein Teil des Bandes, welches zum Beispiel etwas dicker ist als die andern Teile, zwi schen den Arbeitswalzen durch, dann nimmt die Walzendruckkraft zu, der Rahmen der nicht steif ist, gibt infolge seiner Elastizität nach, und das Produkt wird an dieser Stelle dicker. Wenn ein solches dickeres Band die Walzen verlässt, dann wird infolge der tat sächlich gleichbleibenden Zugkraft die Zug spannung pro Quadratzentimeter Querschnitt kleiner.
Hierdurch nimmt jedoch die Wal- zendruckkräft wiederum zu, und der unzu lässige Unterschied wird auf diese Weise noch grösser.
Im Vergleich mit diesem Vorgang bei bekannten Walzwerken erlaubt .das in Fig. 9 und 10 dargestellte Walzwerk ein Strecken des Bandes ganz unabhängig von der Dicke und vom Querschnitt. Es ist überraschend leicht mit demselben alle Ungleichmässigkei ten des rohen Werkstückes in dem Masse zu beseitigen, dass sogar ein in normalen Walz werken ganz ungeeignetes Material verarbei tet werden kann.
Es ist noch zu bemerken, dass die beschrie bene parallele Feineinstellung der Arbeits walzen bei bis jetzt gebräuchlichen Walz werktypen nicht anwendbar wäre, weil die selben nicht eine genau bestimmte, jedoch einstellbare Übersetzung für die gleich hin ter den Arbeitswalzen angeordnete Streck vorrichtung besitzen. Deshalb muss man bei solchen bekannten Walzwerken bei vorkom menden Stärkeunterschieden im-Walzgut und zwecks dessen teilweiser Beseitigung zur in dividuellen Nachstellung der linken oder rechten Stellschraube greifen.
Nun wird sich hierbei auf der dünner gewalzten .Seite des Bandes stets eine grössere Streckung (der Länge nach) auf .dieser Seite ergeben, was zur Folge hat, dass das ganze Band die Ten denz hat, auf dem Aufnahmehaspel entweder nach links oder nach rechts zu laufen.
Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der die obern Stützböcke 2 vermittels Schnecken 190 und die untern Stützböcke 2 vermittels Zungen 6 verdreht und in ihrer Lage gesichert werden.