DE10037413C1 - Gleitflächenverbindung für ein Walzgerüst - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitflächenverbindung für ein Walzgerüst mit einer Schleißleiste des Walzenständers (10) und einer Schleißleiste des Walzeneinbaustückes (12). Die eine reproduzierbare Einstellung des Walzspaltes bei aus dem Stand der Technik bekannten Gleitflächenverbindungen vorhandene Haftreibung zwischen den zusammenwirkenden Schleißleisten wird dadurch vermieden, daß zumindest eine der Schleißleisten (10, 12) mit einem eine Relativbewegung der Schleißleisten (10, 12) gegeneinander gewährleistenden Antrieb (11) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitflächenverbindung für ein Walzgerüst mit einer Schleißleiste des Walzenständers und einer Schleißleiste des Walzeneinbaustückes.

Beim Walzen von Nichteisenmetallen, wie zum Beispiel Aluminiumwerkstoffen, aber auch beim Walzen von Eisenwerkstoffen spielt die möglichst genaue Einhaltung einer vorgegebenen Materialdicke nach einem Walzstich eine zunehmend größere Rolle. Dadurch, daß systembedingte Banddicken-Toleranzschwankungen der Vorbänder im Verarbeitungsprozeß vorhanden sind, ist es beispielsweise notwendig, daß zur Herstellung einer Aluminium-Folie einer Mindestdicke von 6,0 µm das Folienband auf lediglich 6,35 µm als Zieldicke abgewalzt wird. Aufgrund der angesprochenen Banddicken-Toleranzschwankungen läßt sich andernfalls nicht sicherstellen, daß die geforderte Dicke von 6,0 µm nicht unterschritten wird.

Die Ursachen für die angesprochenen Banddicken- Toleranzschwankungen lassen sich wie folgt zusammenfassen.

Es ist bekannt, daß zur Umformung von Nichteisen- und Eisen-Walzprodukten wesentlich höhere Walzkräfte von den Walzenanstellungen aufgebracht werden müssen, als dies zur Umformung tatsächlich notwendig ist. Grund für diese hohen Walzkräfte sind walzkrafthemmende Lasten im Walzgerüst durch Reibschluß, Verkantungen sowie Verlagerungen der Einbauteile in einem Walzgerüst.

Bei bekannten Walzgerüsten, etwa einem Quarto- oder Sexto-Walzgerüst, sind die Arbeitswalzen und die Stützwalzen gegenüber dem Walzenständer über mehrere Gleitflächenverbindungen gelagert. Diese Gleitflächenverbindungen weisen jeweils eine Schleißleiste des Walzenständers und eine Schleißleiste des Walzeneinbaustückes auf, die teilweise auch als Gleitleisten bezeichnet werden. Aufgrund der zumindest einseitig, d. h. in oder entgegen der Walzrichtung, hohen Flächenpressungen zwischen der Schleißleiste des Walzenständers und der Schleißleiste des Walzeneinbaustückes entstehen hohe Haftreibungen in den bekannten Gleitflächenverbindungen.

Sollen nun im Rahmen der Regelung der Banddicke Walzspaltveränderungen vorgenommen werden, so werden diese durch Walzenanstellkraft-Änderungen bewirkt. Diese Walzenanstellkraft-Änderungen sollen möglichst unmittelbar zu Walzspaltveränderungen führen. Tatsächlich aber hemmen die Reibschlußkräfte beispielsweise in den Gleitflächenverbindungen zwischen Walzenständer und Walzeneinbaustück diese Zustellbewegungen. Dies führt dazu, daß die Walzenanstellkraft stärker erhöht werden muß, als dies eigentlich zur Anpassung der Umformung notwendig wäre. Erreicht die Walzenanstellkraft einen Wert, der zur Überwindung der Haftreibung ausreicht, tritt eine ungewollte dynamische Zustellbewegung der Arbeitswalze und/oder der Stützwalze auf, die wiederum zu Banddicken-Schwankungen führt. Man spricht hier vom sogenannten stip-slick-Effekt. Häufig wird durch die ungewollte dynamische Zustellbewegung nach Überwindung der Haftreibung der Walzspalt stärker verkleinert, als dies gewünscht war. Dies führt dazu, daß der Walzspalt - wiederum unter Überwindung der Haftreibungen in den bekannten Gleitflächenverbindungen - aufgefahren werden muß, um den gewünschten Walzspalt und damit die gewünschte Banddicke einzustellen. Diese sich im Betrieb dauernd wiederholenden Zustell- und Aufstellbewegungen führen zu unerwünschten Banddicken-Schwankungen und damit bei dem obigen Beispiel für eine dünne Aluminium-Folie dazu, daß als Zielgröße für eine z. B. 6,0 µm starke Aluminim-Folie eine Stärke von 6,35 im vorgegeben werden muß, um die vorgegebene Untergrenze gewährleisten zu können. Dies führt beispielsweise zu einem unerwünscht höheren Primärmaterialverbrauch.

Weiterhin ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 38 07 654 A1 eine Vorrichtung zum Wechsel und/oder Anfahren von in Baustücken gelagerten Walzen bekannt, mit der beim Wechsel der Walzen ein Spiel zwischen den Schleißleisten der Walzeneinbaustücke und der Walzenständer eingestellt werden kann und beim Walzvorgang die Walzen spielfrei in den Schleißleisten vorgespannt werden können. Auch hier muß bei einer Zustellbewegung der Walzen während des Walzenvorgangs zunächst die Haftreibung an den Schleißleisten überwunden werden, was zu einer ungewollten dynamischen Zustellbewegung nach Überwindung der Haftreibung führt. Das gleiche gilt auch für eine Auffahrbewegung der Walzen. Eine genaue Justage des Walzspaltes ist auch mit dem in der Druckschrift beschriebenen Stand der Technik nicht zu erreichen.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gleitflächenverbindung für ein Walzgerüst zur Verfügung zu stellen, welche die Haftreibungen in der Gleitflächenverbindung deutlich herabsetzt oder sogar vollständig vermeidet.

Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest eine der Schleißleisten mit einem eine Relativbewegung der Schleißleisten gegeneinander gewährleistenden Antrieb verbunden ist. Dadurch, daß sich bei einer erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung die Schleißleiste des Walzenständers und die Schleißleiste des Walzeneinbaustückes ständig gegeneinander bewegen, wird vermieden, daß bei einer Zustellbewegung im Walzgerüst Haftreibungen in den Gleitflächenverbindungen zwischen dem Walzenständer und den Walzeneinbaustücken überwunden werden müssen. Dies führt zu einer wesentlich reproduzierbareren Zustellbarkeit der Arbeitswalzen gegeneinander und damit zu einer deutlich besseren Kontrollierbarkeit von Walzspaltveränderungen und damit schließlich der Banddicke. Die in der erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung auftretenden Bewegungsreibungskräfte können von einer programmierbaren Steuerung bei der Regelung der Banddicke wertmäßig erfaßt werden und im Stellkreis berücksichtigt werden. Die Werte für die Bewegungsreibung sind darüber hinaus auch über lange Zeiträume repoduzierbar, was für die Haftreibungswerte bei den aus dem Stand der Technik bekannten Gleitflächenverbindungen nicht gilt.

Die soeben beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung führen im Endergebnis dazu, daß eine Aluminium-Folie mit einer Mindestdicke von 6,0 µm nicht mehr mit einem Toleranzfeld von 0,35 µm sondern lediglich nur noch von einem Toleranzfeld von beispielsweise 0,15 µm oder weniger belegt werden muß. Dies führt wiederum zu erheblichen Material- und Kostenersparnissen.

Eine besonders einfache Ausführung einer erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Schleißleiste in einer eine lineare Bewegung zulassenden Führung gelagert ist. In einer derartigen Führung wird die angetriebene Schleißleiste oszillierend bewegt, so daß keine Haftreibungen zwischen der Schleißleiste des Walzenständers und der Schleißleiste des Walzeneinbaustückes auftreten.

Alternativ zu einer eine lineare Bewegung zulassenden Führung ist die erfindungsgemäße Gleitflächenverbindung dadurch ausgestaltet, daß die angetriebene Schleißleiste über eine zumindest eine teilweise Rotation zulassende Halterung, insbesondere einen Lagerzapfen, gelagert ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung wir die Schleißleiste oszillierend um die Lagerzapfenachse gedreht, wodurch wiederum das Zustandekommen von Haftreibungen vermieden wird. Zusätzlich zur Herstellung einer dauernden Bewegung zwischen den zusammenwirkenden Schleißleisten einer erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung ist es vorteilhaft, die Gleitflächen mit Drucköl zu beaufschlagen. Hierzu ist die erfindungsgemäße Gleitflächenverbindung dadurch ausgebildet, daß zumindest in einer Schleißleiste Schmierkanäle und/oder Nuten zur Versorgung der Gleitflächen mit einem Gleitmittel, insbesondere Schmieröl, vorgesehen sind. Durch diesen hydrodynamischen Schmiereffekt werden die zwischen den Schleißleisten auftretenden Bewegungsreibkräfte noch geringer und besser reproduzierbar.

Da in einem Walzgerüst eine Vielzahl dynamischer Prozesse mit Hilfe von hydraulischen Systemen bewirkt werden, wird die erfindungsgemäße Gleitflächenverbindung besonders vorteilhaft weitergebildet, daß der Antrieb als hydraulischer Stellzylinder ausgebildet ist. Ein derartiger hydraulischer Stellzylinder läßt sich ohne weiteres in die bereits am Walzgerüst vorhandenen hydraulischen Systeme integrieren. Selbstverständlich läßt sich alternativ auch ein elektromotorisch betriebenes Stellglied verwenden.

Neben einer Gleitflächenverbindung an sich betrifft die Erfindung weiter ein Walzgerüst mit zwei Arbeitswalzen, mindestens einer Walzenanstellung und mindestens einer erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung. Walzgerüste weisen neben den Arbeitswalzen regelmäßig auch Stützwalzen in unterschiedlicher Anzahl auf. Auch diese Stützwalzen sind bei erfindungsgemäßer Lagerung leichter verstellbar.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Walzwerk mit einem Walzgerüst, zwei Arbeitswalzen, mindestens einer Walzenanstellung und mindestens einer erfindungsgemäßen Gleitflächenverbindung.

Es existieren eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Gleitflächenverbindung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Walzenständer mit eingelegten Walzeneinbaustücken in einer Seitenansicht und

Fig. 2a)-c) jeweils im Schnitt und in einer Aufsicht drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß angetriebenen Schleißleiste.

In Fig. 1 ist dargestellt eine Seitenansicht eines Walzgerüstes mit einem Walzenständer 1, einer sich am Ständerquerhaupt abstützenden hydraulischen Walzenanstellung 2 und einem angedeuteten Ausbalancierungszylinder 3. An der Paßlinie 4 ist die Bandlaufrichtung durch einen Pfeil angedeutet. In Fig. 1 ist lediglich die obere Hälfte eines Quarto-Walzgerüstes dargestellt. Die Lagerung einer Arbeitswalze 5 ist nicht dargestellt. Dargestellt ist jedoch die Lagerung einer Stützwalze 6 über ein Walzeneinbaustück 7. Das Walzeneinbaustück 7 ist gegenüber dem Walzenständer in vier Gleitflächenverbindungen 8, 9 gelagert. Da beim Walzen die weitaus höheren Flächenpressungen in den Gleitflächenverbindungen 9 auf der Bandzulaufseite auftreten, sind lediglich die Gleitflächenverbindungen 9 erfindungsgemäß ausgestaltet. Die Gleitflächenverbindungen 8 sind beim Walzen zumindest so stark entlastet, daß hier eventuell auftretende Haftreibungen keinen erheblichen Einfluß auf die Zustellbewegung haben.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen jeweils die Schleißleisten 10 der Walzenständer einen Antrieb 11 zur Herstellung einer Relativbewegung gegenüber den Schleißleisten 12 der Walzeneinbaustücke auf. Denkbar ist auch, daß die Schleißleisten 12 der Walzeneinbaustücke alternativ oder kumulativ mit einem Antrieb zur Herstellung einer Relativbewegung ausgestattet werden. Unter praktischen Gesichtspunkten erscheint im Hinblick auf die Austauschbarkeit der Walzeneinbaustücke 7 die Zuordnung des Antriebes 11 zu den Schleißleisten 10 der Walzenständer als sinnvoll.

Bei dem in Fig. 2a im Schnitt und in einer seitlichen Ansicht dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer Schleißleiste 10 des Walzenständers mit einem Antrieb 11 ist die Schleißleiste 10 des Walzenständers in einer eine lineare Bewegung zulassenden Führung 13 gelagert. Die Führung 13 dient der Führung der Schleißleiste 10 des Walzenständers..

Im Schnitt ist angedeutet, daß die Schleißleiste 10 des Walzenständers mit Nuten 14 versehen ist, um zwischen der Schleißleiste 10 des Walzenständers und der Schleißleiste 12 des Walzeneinbaustückes einerseits und der Schleißleiste 10 des Walzenständers und der Führung 13 andererseits einen hydrostatischen Schmierfilm, vorzugsweise einen hydrostatischen Walzölschmierfilm, herzustellen. Walzöl zur Verwendung als Schmiermittel für die erfindungsgemäße Gleitflächenverbindung wird besonders bevorzugt eingesetzt, da Walzölschmierkreise ohnehin am Walzgerüst vorhanden sind.

Bei dem in Fig. 2a) dargestellten Antrieb 11 handelt es sich um einem hydraulischen Stellzylinder 15, der über ein Verbindungspleuel 16 auf die Schleißleiste 10 des Walzenständers wirkt, und diese ständig in einer oszillierenden, linearen Bewegung hält. Bei den in Fig. 2b) und c) dargestellten zweiten und dritten Ausführungsbeispielen sind übereinstimmende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, wie in dem in Fig. 2a) dargestellten Ausführungsbeispiel.

Die angetriebene Schleißleiste des Walzenständers 10 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel über eine Halterung 17 gegenüber einem Wiederlager 18 gelagert. Durch den Antrieb 11 wird die Schleißleiste des Walzenständers 10 pendelförmig, wie in der Zeichnung angedeutet, bewegt. In der Schleißleiste des Walzenständers 10 sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Schmierkanal 19 und verschiedene Nuten 14 zur Schmierung angeordnet.

Bei dem in Fig. 2c) dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist die Halterung 17 anders als beim zweiten Ausführungsbeispiel nicht außermittig sondern mittig in der Schleißleiste des Walzenständers 10 angeordnet. Entsprechend wird die Schleißleiste des Walzenständers 10 über den hydraulischen Stellzylinder 15 und das Pleuel 16 in eine Rotation in einem beschränkten Winkelbereich versetzt. Auch hierdurch wird sichergestellt, daß eine Haftreibung zwischen der Schleißleiste des Walzenständers 10 und der Schleißleiste des Walzeneinbaustückes 12 vermieden wird.

Claims (7)

1. Gleitflächenverbindung für ein Walzgerüst mit einer Schleißleiste (10) des Walzenständers und einer Schleißleiste (12) des Walzeneinbaustückes, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Schleißleisten (10, 12) mit einem eine Relativbewegung der Schleißleisten (10, 12) gegeneinander gewährleistenden Antrieb (11) verbunden ist.

2. Gleitflächenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Schleißleiste (10, 12) in einer eine lineare Bewegung zulassenden Führung (13) gelagert ist.

3. Gleitflächenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Schleißleiste (10, 12) über eine zumindest eine teilweise Rotation zulassende Halterung (17) gelagert ist.

4. Gleitflächenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einer Schleißleiste (10, 12) Schmierkanäle (19) und/oder Nuten (14) zur Versorgung der Gleitflächen mit einem Gleitmittel vorgesehen sind.

5. Gleitflächenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (11) als hydraulischer Stellzylinder (15) ausgebildet ist.

6. Walzgerüst mit zwei Arbeitswalzen, mindestens einer Walzenanstellung und mindestens einer Gleitflächenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Walzwerk mit einem Walzgerüst, zwei Arbeitswalzen, mindestens einer Walzenanstellung und mindestens einer Gleitflächenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.