Verfahren und Einrichtung zur Reduktion der Dicke von tafel-, platten- oder bandförmigen Metallen Das vorliegende Patent betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reduktion der Dicke von tafel-, platten- oder bandförmigen Metallen.
Es ist bekannt, die Dicke von Metallen zu redu zieren, indem das Metall progressiv zwischen ein Paar frei drehbarer Arbeitswalzen bewegt wird, wel che synchron miteinander vor- und zurückschwingen, wobei das Metall zwischen den Arbeitswalzen in der Dicke reduziert wird, während diese in der einen Richtung schwingen, und bei der Rückschwingung der Arbeitswalzen in der anderen Richtung wenig stens annähernd keine Reduktion erfährt.
Es hat sich nun gezeigt, dass durch eine Ände rung des Verfahrens die Deformation des Metalls so wohl beim Vor- als auch beim. Zurückschwingen durchgeführt werden kann.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die pendelnden Wälzmittel beständig an zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Metalls angreifen, wodurch der Ab stand der Wälzmittel während der Deformation be ständig zwischen einem Minimum und einem Maxi mum ändert und wodurch eine Deformation entlang bogenförmiger Wege stattfindet, wobei die Walzmittel mit den Oberflächen in Berührung gehalten werden.
Vorzugsweise wird das Metall stetig zwischen und nach den Arbeitswalzen vorgeschoben. Da die Ar beitswalzen frei drehbar sind, geschieht der Vorschub des Metalls zwischen und nach den Walzen mit einer Geschwindigkeit, welche von der Pendelfrenquenz der Walzen ganz unabhängig ist, wobei die zulässige Geschwindigkeit von Null bis zu einem vom Vorgang abhängigen Maximum variieren kann. Diese Eigen schaft, welche dem Vorgang eine beträchtliche Flexi bilität verleiht, ist besonders wichtig, wenn ein wei terer Härtebereich des Metalls, oder wenn kompli- zierte Abschnitte, wie später beschrieben, behandelt werden müssen, oder beim Anfahren.
Wenn die Dicke von Bändern oder Platten ver mindert werden muss, ist es nicht nötig, das Metall mindestens in der Arbeitszone unter Spannung zu halten, um ein Verwerfen der Bänder oder Platten zu verhindern.
Auch kann das Metall durch ein Paar von frei drehbaren, auf beiden Seiten des Metalls angeordne ten Arbeitswalzen geführt werden, wobei die Rollen pendelartig sehr rasch schwingen können, wodurch das Metall der Rollwirkung der frei drehbaren Ar beitswalzen unterworfen wird; dabei sollen die Wal zen während ihren Bewegungen in Kontakt mit dem Metall bleiben. Der von den Arbeitswalzen durch laufene Weg ist deshalb für die Vor- und Rückwärts bewegung der gleiche Bogen.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfah rens weist ein Paar mit ihren freien Enden gegen einandergerichtete, schwingbare Arme, eine auf dem freien Ende jedes dieser Arme angeordnete, frei dreh bare Arbeitswalze, und mechanische Antriebsmittel auf, welche so betätigbar sind, dass sie den Armen eine synchrone Vorwärts- und Rückwärtsschwingung erteilen ; sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die schwingbaren Arme in ortsfesten Lagern gelagert sind, so dass die Arbeitswalzen bogenförmig hin und hergeschwungen werden.
Auch können elastische Mittel zur Verkleinerung derMaschinenbeanspruchung während eines Teiles der Bewegung vorgesehen sein, indem eine elastische Vor richtung zwischen dem Rahmen und dem Drehzapfen der Pendelarme angeordnet wird. Solch' eine Vorrich- tung kann die Form von Federn annehmen, welche zwischen der Befestigungseinheit und demjenigen Teil der Einrichtung eingespannt sind, auf welcher der Drehzapfen des einen Pendelarmes befestigt ist.
Wenn eine solche Vorrichtung vorgesehen ist, kann eine kleinere, aber kontrollierbare Bewegung des Dreh zapfens während eines Pendelhubes zulässig sein, wobei aber die Arbeitswalzen während der ganzen Pendelbewegung in Kontakt mit dem Metall bleiben.
Wenn Platten oder Bänder gewalzt werden, kön nen diese vorzugsweise beim Walzen unter Spannung gehalten werden, indem die Platte bzw. das Band durch ein Paar Klemmwalzen geführt wird, bevor es in die Einrichtung eintritt, und indem das reduzierte Metall zu Rollen aufgerollt wird. Ein solches Vor gehen ist angebracht, wenn das behandelte Metall genügend lang ist; zur Reduktion von Platten ist jedoch infolge der kurzen Länge eine Änderung des Verfahrens erforderlich.
Das Metall, entweder in Platten- oder Bandform, muss durch die Walze geführt werden, indem es ent weder von Klemmwalzen auf der Eingangsseite ge- stossen oder auf der Ausgangsseite gezogen wird.
In einigen Fällen ist es vorteilhaft, die Resultie rende der auf das Material wirkenden Kräfte so zu wählen, dass sie immer dem Vorschub entgegenwirkt. Das kann zum Beispiel dadurch erhalten werden, dass man die Walzen in einem Bogen auf der Eingangs seite der die Drehbolzen verbindenden Mittellinie pendeln lasst, so dass die Walzenachsen während des Pendelns die Mittellinie nicht erreichen.
Dadurch wirkt immer eine Komponente der Walzkraft auf das Material entgegen der Vorschubrichtung. So ist es möglich, Platten zu walzen, ohne dass das Metall zwischen Klemmwalzen gespannt gehalten werden muss, wie zum Beispiel, wenn das Plattenende auf der Eingangsseite durch die Klemmwalzen hindurch gegangen ist und von der Aufrollvorrichtung durch die Walzen hindurchgezogen wird. Ohne die Stoss wirkung der erwähnten Kraftkomponente ist es mö glich, dass das Metall stark beult oder von den Ar beitswalzen durch die Walze geschleppt wird.
Wenn mehrere Platten von ähnlicher Dicke nach einander gewalzt werden, werden die heissen Plätten Ende an Ende aneinandergereiht und zwischen die Walzen vorgeschoben. Der Übergang von einer Walze zur anderen ist unmerklich, und es ist nicht nötig, die Plattenenden miteinander zu verschweissen.
Während die aneinanderliegenden Plattenenden durch die Arbeitswalzen gehen, pendeln diese über die Verbindungsstellen vor und zurück, so dass eine Tendenz besteht, dass sich die Enden des heissen Metalles beim Walzen verschweissen. Dies ist kein Nachteil, da dadurch das Aufrollen des so erhaltenen Bandes möglich wird.
Die Einrichtung zum Walzen von Platten kann einen senkrechten oder geneigten Metalldurchgang aufweisen, so dass das zu reduzierende Metall nach oben wandert, wobei die Platte unter den Walzen liegt. In einem solchen Fall kann die Pendelamplitude der Walzen grösser sein, als wenn der Metalldurch gang horizontal ist, da bis zu einem gewissen Grad die Schwerkraft als die dem Materialvorschub ent- gegenwirkende Kraft benutzt werden kann.
Bei einem senkrechten Metalldurchgang kann das zu reduzie rende Metall über den Arbeitswalzen angeordnet sein, so dass die Einrichtung unter einer kontinuierlichen Giessmaschine angeordnet sein kann, wobei das frisch verfestigte Metall kurz nach dem Verlassen der Giess- maschine gewalzt werden kann. Die schon erwähnte, elastische Vorrichtung kann in der Einrichtung zur Dickenreduktion von Platten eingebaut sein.
Die Arbeitswalzen zur Erzeugung von Band aus Platten können glatte Walzen sein, oder wie es bei der Walzpraxis üblich ist, können profiliert sein, um ein gewalztes Profil zu erhalten. So können die Wal zen gerillt sein, um zum Beispiel ein Flanschband, Winkel, U- oder 1-Profil zu erhalten. In solchen Fäl len ist es kaum möglich, das Profil aufzurollen, so dass es durch andere Mittel herausgezogen werden muss. Ein seitliches Ausfliessen des Bandes kann ver hindert werden, indem die Walzen mit Flanschen ver sehen sein können, deren Höhe weniger als die Hälfte der Dicke des gewalzten Bandes beträgt und die so angeordnet sind, dass die Kanten des Bandes bei der Klemmstelle der Walzen gefasst werden.
Diese Aus bildung der Walzen gewährleistet, dass das Band saubere Kanten aufweist.
Mittels einer Abänderung des Verfahrens ist es möglich, ein Band zu erhalten, dessen Dicke in Längsrichtung zu- oder abnimmt. Dies wird durch Betätigung der Niederschraubvorrichtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit während des Reduzier vorganges erreicht. Mittels einer weiteren Änderung kann ein Band von veränderlicher Dicke in Längs richtung erhalten werden, indem der Minimalabstand der Walzen als Folge der Bewegung der Drehzapfen der Pendelarme gegen- und voneinander durch Be tätigung der Niederschraubvorrichtung beim Redu- ziervorgang verändert wird.
Dadurch können Bänder mit abwechselnd dicken und dünnen Abschnitten im rechten Winkel zur Bandachse oder Bänder mit stufenweise sich ändernder Dicke hergestellt werden.
Das vorliegende Verfahren ist besonders zur Re duktion von sehr dicken Platten geeignet, da grosse Reduktionen bis zu 90 % ohne Wiedererwärmen möglich sind, so dass in einem einzigen Arbeitsgang Platten zu Bändern gewalzt werden können. Das so erhaltene Band kann zusätzlich in einer bekannten Walze auf die endgültigen Dimensionen kaltgewalzt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens darge stellt ; es zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Ein richtung und Zusatzeinrichtungen, Fig. 2 eine Seitenansicht eines Details, und Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Einrichtung.
Gemäss Fig. 1 wird ein Metallband 1, dessen Dicke reduziert werden soll, zwischen ein Paar För derwalzen 2 und 3 gegeben ; es gelangt nun durch einen Ofen 4 zu einem Paar frei drehbarer Arbeits- walzen 5, 6, welche auf entgegengesetzte Seiten des Bandes wirken. Das reduzierte Band kommt zu zwei Klemmwalzen 7 und 8 und zu einem Paar Führungs walzen 9, 10 und wird auf eine Vorratsrolle 11 auf gerollt.
Die frei drehbaren Arbeitswalzen sind an den Enden von Pendeln 12 bzw. 13 befestigt. Das Pendel 12 wird beim Betrieb der Einrichtung von einem Hebel 14, welcher an einer Kurbel 15 befestigt ist, in Schwingung versetzt.
Synchron mit dem Pendel 12 wird das Pendel 13 von einem ähnlichen Hebel 16, welcher auch an einer Kurbel 17 befestigt ist, in Schwingung versetzt.
Wenn nun die Pendel von links nach rechts und wieder zurückschwingen und das Band stetig von rechts nach links vorgeschoben wird, reduzieren die Arbeitswalzen 5 und 6, welche am Punkt ihres kleinsten Abstandes voneinander durch einen Spalt getrennt sind, welcher gleich der Dicke des reduzier ten Bandes ist, das Band.
Wenn Platten gewalzt werden, wird die Länge der Hebel 14 und 16 vergrössert, so dass die von den Walzen 5 und 6 beschriebenen Bogen gegen die Ein gangsseite der Einrichtung in eine Lage verschoben werden, bei der die Achsen der Walzen 5 und 6, die die Drehbolzen der Pendel 12 und 13 während ihrer Pendelbewegung verbindende Mittellinie nicht errei chen. Eine Änderung des Hubes der Kurbeln 15 und 17 kann auch erforderlich sein. Bei einer solchen Anordnung wirkt immer eine Komponente der Walz kraft dem Plattenvorschub entgegen, wenn die Pen del schwingen.
Gemäss Fig. 2 und 3 umfasst die Einrichtung ein Gestell mit einer oberen und unteren Hälfte 18 bzw. 19. In der oberen Hälfte 18 sind drei obere Lager 20, 21 und 22 angebracht, welche eine Welle 23 tragen, welche ihrerseits Lager 24 und 2.5 eines von Armen 26, 27, 28 und 29 und einem Querbalken 30 gebildeten Pendels trägt. Die unteren Enden der Arme 26 und 29 sind mit Lagern 31 und 32 ver sehen, in welchen eine Arbeitswalze frei beweglich ist. Die Arbeitswalze 33 stützt sich auf drei Paare Stützrollen 34, 34 ; 35, 35 und 36, 36 ab, welche frei drehbar zwischen den Armen 26 und 27, 27 und 28, bzw. 28 und 29 angeordnet sind.
Das Pendel wird von links nach rechts und wieder zurück mittels eines Hebels 37 bewegt, welcher einerends bei 38 drehbar am Pendel und am anderen Ende an einer Kurbel 39 einer Kurbelwelle 40 be festigt ist. Die Kurbelwelle 40 wird von nicht ge zeigten Mitteln in Rotation versetzt.
Die untere Hälfte 19 des Gestelles weist ein Pen del 41 auf, (welches ähnlich dem aus Armen 26, 27, 28, 2.9 und dem Querträger 30 bestehenden Pendel ist), welches auf einer Welle 42 sitzt und eine Ar beitswalze 43 trägt, die von Stützrollen 47, 48 und 49 abgestützt ist. Das Pendel 41 wird über einen Hebel 44 und eine Kurbel 45 von einer Kurbelwelle 46 bewegt, welche synchron mit der Kurbelwelle 40 angetrieben wird. Das vorliegende Verfahren und die Einrichtung sind besonders gut zur Dickenverminderung von Ti tan oder seinen Legierungen geeignet, wobei sie aber auch für andere Metalle geeignet sind. Titan oder ein anderes Metall, dessen Dicke reduziert werden muss, kann die Form von Tafeln, Platten oder Bän dern haben.