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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftkühlung von Presssträngen nach
dem Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Mittels
einer Austauschbarkeit und damit Anpassbarkeit der oberen, unteren
und seitlichen Luftkühldüsen in Segmenten
an auch asymmetrische Profilquerschnitte von Strangpressprofilen,
einer gezielten Ansteuerbarkeit einzelner Segmente und Luftkühldüsen sowie
einer besonderen Form der Ausbildung der Luftkühldüsen am Austritt der Kühlluft gelingt
es, die Rückkühlleistung
einer Luftkühlstrecke besser
zu nutzen und den Verzug von Presssträngen weiter zu senken bzw.
weitestgehend zu vermeiden.
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Der
Versatz zwischen den oberen bzw. unteren zu den seitlichen Luftkühldüsen und
die Ausbildung eines ovalen Kühlluftaustritts
an den Luftkühldüsen macht
es möglich,
dass an Stellen größerer Materialanhäufungen
stärker
gekühlt
werden und die erwärmte
Kühlluft
schneller abgeführt
werden kann.
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Dem
Stand der Technik folgend sind eine Reihe von Einrichtungen zur
Kühlung
von Presssträngen
bekannt, die oft in der Kombination einer Luft- und Wasserkühlung vorliegen.
Das bedeutet, dass bei Bedarf entweder das Medium Luft oder das Medium
Wasser zum Einsatz kommen kann. Derartige Anlagen sind technisch
sehr aufwendig herzustellen und es bedarf hier eines zusätzlichen
Aufwandes zur jeweiligen Umrüstung
auf das zu nutzende Medium und seine Dosierung. Außerdem sind
die Kühlluft- und
Kühlwasser
austritte immer quer zur Pressrichtung des Pressprofils angeordnet.
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Nachfolgend
soll auf bekannte Lösungen eingegangen
werden.
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So
wird in
DE 203 08
237 U1 eine Wechselvorrichtung zur Kühlung der Pressstränge zwischen den
Medien Luft und Wasser hinter der Strangpresse vorgeschlagen. Hier
kann im Bereich eines heb- und senkbaren Abschnittes eines Rollenganges
die vorgenannte Wechselvorrichtung eingebunden werden, wobei wahlweise
die Kühlung
an bewegter Luft oder in bewegtem Wasser stattfindet. Die Luftdüsen befinden
sich an einer schwenkbaren und aus dem Rollgangbereich wegbewegbaren
Luftkühlhaube
oben und im Anschluss an einer Luftkühlhaube unten, nahe dem Rollengang.
Die Luftdüsen
haben schlitzförmige
(rechteckförmige)
Auslässe,
wobei der austretende Luftstrom immer quer zur Transportrichtung des
Walzprofils abgegeben wird. Es ist nicht vorgesehen, die Intensität des Luftstromes
der einzelnen Luftdüsen
an etwaige Materialanhäufungen
eines asymmetrischen Pressprofils durch besondere konstruktive Maßnahmen
oder die Regelung des Luftstromes an einzelnen Luftdüsen anzupassen.
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Die
Wasserkühlung
eines Pressprofils wird in einem Wasserkühlkasten durchgeführt, wobei
hier eine definierte Höhe
bewegten Wassers vorgehalten wird. Weiterhin sind hier zusätzliche
Wasserdüsen,
z. T. schwenkbar, angeordnet.
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Mit
der vorgenannten Wechselvorrichtung sind insbesondere Pressprofile
mit symmetrischen Querschnitten technologisch gut beherrschbar.
Sie eignet sich weniger zur Kühlung
von Presssträngen mit
asymmetrischen Querschnitten.
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Eine
weitere Lösung
zur Kühlung
von Strangpressprofilen wird gemäß
DE 196 49 073 C2 angeboten.
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Die
kombinierte Vorrichtung enthält
Ausbildungen zur Nutzung entweder der Luftkühlung oder der Wasserkühlung. Die
Luft- und Wasserdüsen
sind stets quer zur Transportrichtung des Strangpressprofils angeordnet,
wobei die Medien Luft oder Wasser jeweils regelbar für die einzelnen
Düsen zur
Verfügung
stehen. Es ist mit der vorgenannten Vorrichtung vorgesehen, Profile
geringerer Wandstärke
mittels Luft und Profile mit größerer Wandstärke mittels Wasser
zu kühlen.
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Auch
hier muss festgestellt werden, dass die Eignung zur Kühlung von
Presssträngen
mit asymmetrischen Querschnitten bei Luftkühlung nicht befriedigen kann,
denn der Aufwand zur Steuerung, z. B. der Luftdüsen, die in großer Anzahl
bei ihrer Queranordnung zur Transportrichtung des Strangpressprofils
vorliegen müssen,
ist sehr hoch.
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Stärkere und
asymmetrische Strangpressprofilquerschnitte sind mit dieser Anordnung
der Düsen
nur mit unzureichenden Ergebnissen abkühlbar, da Verzug trotz aller
gegenteiligen Bemühungen
unvermeidbar ist.
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Damit
ist erkennbar, dass nach einfacheren Lösungen gesucht werden muss,
bei denen vor allem mit nur einem Kühlmedium große und kleine
Materialquerschnitte, die symmetrisch oder asymmetrisch vorliegen
können,
bearbeitbar sind.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, durch Luftkühlung eine definierte Abkühlung des Strangprofils
zu erreichen. Es soll eine nur auf Luftkühlung basierende Einrichtung
für alle
denkbaren Profilquerschnitte, auch für asymmetrische, von Strangpressprofilen
unter Verwendung einer bisher nicht üblichen Form der Luftauslässe an den
Luftdüsen
vorgeschlagen werden. Es soll eine verzugsfreie Abkühlung der
Strangpressprofile erfolgen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des 1. Patentanspruches
gelöst.
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Die
weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Schutzansprüchen 2 bis
4.
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Zur
Darlegung der erfinderischen Lösung sind
weitere Ausführungen
erforderlich.
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Die
definierte Abkühlung
eines Strangpressprofils wird erreicht durch in Pressrichtung angeordnete
ovale Luftdüsen,
welche eine unabhängig
voneinander vierseitige Luftkühlung
zulassen. Die Anzahl der um den Profilquerschnitt angeordneten Düsensegmente
ist durch Modulbauweise jeder maximalen Profilbreite und Profilhöhe konstruktiv
anpassbar. Der Volumenstrom und somit die Austrittsgeschwindigkeit
an der ovalen Luftdüse
kann mit Stellelementen in jedem, in Auspressrichtung angeordnetem
Düsensegment
(besteht aus mehreren Einzeldüsen),
separat eingestellt und geregelt werden. Durch die Einstellbarkeit
des Volumenstromes je Düsensegment
ist dieses Kühlprinzip
in der Lage, auch unsymmetrische Profilquerschnitte ohne Verzug
optimal in den gegebenen Parametergrenzen durch die Luft abzukühlen. Um
einen Luftstau und eine gegenseitige Beeinflussung im Luftkühlkanal
zu vermeiden, sind alle ovalen Düsen
regelmäßig unterbrochen
und die seitlichen Düsensegmente
zu den oberen und unteren versetzt angeordnet.
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Um
eine regelmäßige Luftverteilung
auf der gesamten Luftkühlkanallänge trotz
Unterbrechungen zu gewährleisten,
sind die Luftdüsen
oval ausgeführt. Dies
hat den Vorteil, dass am Düsenanfang
und am Düsenende
höhere
Luftgeschwindigkeiten herrschen, welche die Zwischenräume der
Einzeldüsen in
Längsrichtung
optimal überbrücken. In
diesen Berei chen kann die erwärmte
Luft entweichen. Gleichzeitig lässt
diese Art der Konstruktion eine Beobachtung des Profilstranges durch
den Bediener zu, welcher gegebenenfalls sofort nachregeln kann.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Dabei
zeigen:
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1:
Vorderansicht der Einrichtung zur Luftkühlung
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2:
Seitenansicht der Einrichtung zur Luftkühlung
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3:
Anordnung der Düsensegmente
im oberen Bereich der Luftkühlhauben;
Einzelheit von 1
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Die
verwendeten Bezugszeichen bedeuten:
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- 1
- obere
Luftkühlhaube
- 2
- oberer
Aufnahmebereich
- 3
- seitliche
Luftdüsen
(in Düsensegmenten)
- 4
- obere
Luftdüsen
(in Düsensegmenten)
- 5
- untere
Luftkühlhaube
- 6
- untere
Luftdüsen
(in Düsensegmenten)
- 7
- Rollgang
- 8
- unterer
Aufnahmebereich
- 9
- Abwinklung
oben
- 10
- Drosselklappe
- 11
- Pressstrang
- 12
- Abwinklung
unten
- 13
- ovaler
Luftauslass
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1 zeigt
die Einrichtung zur Luftkühlung von
Presssträngen
mit längs
zur Pressrichtung angeordneten ovalen Luftkühldüsen.
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Über die
oberen Luftkühlhauben 1 werden die
oberen Luftdüsen 4 und
die seitlichen Luftdüsen 3 mit
Kühlluft
beaufschlagt. Dementsprechend erfolgt auch die Beaufschlagung der
unteren Luftdüsen 6 über die
Luftkühlhaube 5.
Es wurde bereits darauf verwiesen, dass es erforderlich ist, einen
Luftstau und eine gegenseitige Beeinflussung der Kühlluft im Luftkühlkanal
zu vermeiden. Daher sind alle Düsen 3, 4 und 6 regelmäßig unterbrochen
und – wie
ersichtlich – die
seitlichen Düsensegmente
zu den oberen und unteren versetzt platziert.
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Unter
Verwendung von Stellelementen, die gemäß 2 als Drosselklappen 10 ausgeführt sind, erfolgt
eine definierte Volumenstromzugabe über jeweilige Düsensegmente.
Jedes Düsensegment
besteht aus mehreren Einzeldüsen,
wobei jedes Düsensegment
mit Hilfe der Drosselklappen 10 separat eingestellt und
geregelt werden kann. Die Düsensegmente
sind am oberen bzw. unteren Aufnahmebereich 2, 8 platziert.
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Es
sei besonders darauf hingewiesen, dass die in Reihe angeordneten
Luftdüsen 3, 4 und 6 einen ovalen
Luftauslass aufweisen. Hauptsächlich
in 3, einer Einzelheit X von 1, sind anschaulich die
ovalen Luftaustrittsschlitze 13 der seitlichen Luftdüsen 3 dargestellt.
Die oberen Luftdüsen 4 und
unteren Luftdüsen 6 weisen
ebenfalls ovale Luftaustrittsschlitze 13 auf. Die ovalen
Luftaustrittsschlitze haben den Vorteil, dass in Längsrichtung
zum Pressstrang 11 am Düsenanfang
und am Düsenende
höhere
Luftgeschwindigkeiten herrschen und somit ebenfalls auf das Überbrücken der
Zwischenräume der
Einzeldüsen
in kühltechnischer
Hinsicht Einfluss genommen wird. Durch die hohen Luftgeschwindigkeiten
kann die erwärmte
Luft vorteilhaft entweichen. Obwohl mehrfach bereits ausgeführt, sind
die ovalen Luftaustrittsschlitze 13 der Düsen 3, 4 und 6 im
Gegensatz zum Stand der Technik parallel zum Pressstrang 11 wegen
der damit verbundenen Vorteile angeordnet.
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Bei
dem erläuterten
Kühlprinzip,
welchem die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Luftkühlung zugrunde
liegt, gilt der Grundsatz:
„Wo das meiste Materialvolumen
ist, muss auch die intensivste Kühlung
sein."
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Der
Unterschied der Erfindung zu herkömmlichen Luftkühlprinzipien
ist, dass diese auf die Profilbreite und Profillänge nur einen gleichmäßigen Luftstrom
erzeugen können.
Unsymmetrische Profile, welche meist noch Materialanhäufungen
besitzen, können
so nicht definiert abgekühlt
werden.
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Dies
bedeutet praktisch, dass bei gleicher Rückkühlleistung mit erhöhtem Verzug
solcher Profile zu rechnen ist, da eine ausbalancierte Kühlung, entsprechend
den unsymmetrischen Profilvolumina nicht berücksichtigt wird. Dieser Profilverzug,
welcher mit dem o. g. Problem auftritt, ist für nachfolgende technologische
Prozesse (Profiltransport usw. höchst
problematisch.
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Die
Aufgabe der Erfindung, durch Luftkühlung eine definierte Abkühlung des
Pressstranges auch bei asymmetrischen Presssträngen zu erreichen, um damit
Profilverzug zu vermeiden, wurde erfolgreich gelöst.