DE102009041453A1

DE102009041453A1 - Führungsvorrichtung für eine Bandwalzanlage

Info

Publication number: DE102009041453A1
Application number: DE102009041453A
Authority: DE
Inventors: Frank Günter Benner
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2009-09-12
Filing date: 2009-09-12
Publication date: 2011-03-24
Also published as: CN102497943A; KR101421978B1; RU2507018C2; JP2013504431A; SA110310692B1; US20120174647A1; KR20120062817A; WO2011029599A1; EP2475472A1; RU2012114324A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung in einer Anlage zur Umformung von Material (1), umfassend zu beiden Längsseiten (2a, 2b) des Materials (1) anstellbare und zueinander parallel angeordnete Lineale (3a, 3b), wobei die Lineale (3a, 3b) über jeweilige Anstelleinrichtungen (4) mit Druck beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anstelleinrichtung (4) zumindest zwei in Reihe hintereinander geschaltete Druckaufbringvorrichtungen (4a, 4b) umfasst.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung in einer Anlage zur Umformung von Materialien, insbesondere eine Führungsvorrichtung als Bestandteil eines Metallwalzwerks, vorzugsweise eines Bandwalzwerks. Die Führungsvorrichtung dient zur Führung von Bändern unterschiedlicher Materialien, insbesondere von Metallmaterialien mit unterschiedlichen Werkstoffen, Temperaturen, Breiten und Dicken.
2. Stand der Technik
Führungslineale als Bestandteile von Führungsvorrichtungen für Walzwerke und insbesondere für die Seitenführung von gewalztem oder aufgetrenntem Material sind beispielsweise in der DE 1 427 923 A beschrieben. Dieser Stand der Technik befasst sich insbesondere mit dem Verschleiß an Führungslinealen beim Führen von bandförmigem Material.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstellen von solchen Seitenführungen für auf einem Rollgang transportiertes Walzband sind überdies auch der DE 4 140 784 A1 zu entnehmen, wobei in diesem Stand der Technik ebenfalls der Verschleiß der angestellten und gegen das Band mit Druck beaufschlagten Führungslineale als Problem erkannt wird.
Prinzipiell werden derartige Führungslineale pro Seite oder gemeinsam mit einer vorab definierten Anpresskraft gegen die Bandkanten angestellt, um entweder an der Eingangsseite und/oder der Ausgangsseite eines Walzgerüsts oder einer gesamten Walzstraße zu gewährleisten, dass das Band exakt durch das Walzgerüst verläuft und/oder exakt ohne Verschiebung zu einem Coil aufgehaspelt werden kann.
Die DE 3 423 560 A1 schlägt hierfür eine Positioniersteuereinrichtung für vor dem Eingang von Warmbreitband-Fertigwalzstraßen angeordnete, quer zur Walzrichtung verschiebbare Führungslineale bzw. Führungsrollen vor.
Ebenso wird in der DE 4 003 717 A1 eine Seitenführung für auf einem Rollgang transportiertes Walzband offenbart, bei der die Führungslineale durch Hydraulikzylinder angetrieben und diese Hydraulikzylinder wiederum durch entsprechende Regelungen genau positionierbar und in ihrer Kraft einstellbar sind.
Auf Rollgängen von Walzstraßen, insbesondere von Bandwalzwerken wie etwa Stahl- oder Aluminium-Bandwalzwerken, ist es prinzipiell erforderlich, Bänder aus unterschiedlichen Materialien, mit unterschiedlichen Temperaturen, Breiten und Dicken gleichmäßig und sicher zu führen. Entsprechend verändert sich aber auch die erforderliche Anpresskraft von Einrichtungen dieser Art zur Führung von Bändern abhängig vom Material, dessen Temperatur, oder aber deren Breite und Dicke. Je weicher, wärmer, breiter und/oder dünner ein zu führendes Material ist, desto geringer muss auch die erforderliche Anpresskraft sein, um zum einen eine Führung des Bands sicherzustellen, aber gleichzeitig dafür Sorge zu tragen, dass keine Bandkantenverformungen auftreten, das Band sich nicht insgesamt wölbt oder gar in seiner Gesamtheit verformt wird und infolgedessen Schäden an den Bandkanten oder aber den Führungslinealen zurückbleiben.
Die aus dem Stand der Technik bekannten elektromechanischen oder hydraulischen Antriebe der Führungslineale sind jedoch prinzipiell auf die maximal einstellbare Anpresskraft ausgelegt und weisen dementsprechend technisch begrenzte Möglichkeiten bezüglich der Einstellung reduzierter Anpresskräfte, beispielsweise für weiche, warme, breite und/oder dünne Bänder auf.
3. Aufgabe der Erfindung
Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Führungsvorrichtung in einer Anlage zur Umformung von Materialien, umfassend zu beiden Längsseiten des Materials anstellbare und zueinander parallel angeordnete Lineale, zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, auch gegenüber dem maximalen Anpressdruck deutlich reduzierte Drücke der Führungslineale auf die Kanten umzuformender Materialien sicher einzustellen und somit die Einsatzmöglichkeit der Führungsvorrichtungen auf eine breite Vielfalt umzuformender Materialien, insbesondere auch auf weiche, gerade breite und/oder besonders dünne Querschnitte der Materialien, beispielsweise dünne Bänder, bei gleichzeitiger Vermeidung von Bandbeschädigungen insbesondere im Kantenbereich anzupassen.
Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen Sinne mit einer Führungsvorrichtung, umfassend die Merkmale des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
4. Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung befasst sich mit Führungsvorrichtungen der eingangs genannten Art, wie sie beispielsweise in Bandwalzwerken an der Einlaufseite und/oder der Auslaufseite von Walzgerüsten wie etwa Steckel-Walzwerken, Kaltwalzwerk-Reversiergerüsten oder aber an der Eingangs- und/oder Ausgangsseite von in Tandemweise angeordneten Walzgerüsten und speziell vor oder hinter Haspelvorrichtungen Verwendung finden.
Die Erfindung ist anwendbar auf die Umformung aller denkbaren Materialien, insbesondere aber auf Metallwalzwerke oder Kunststoffumformstraßen. Besonders bevorzugt wird jedoch, wenn die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung an der Eingangsseite oder Ausgangsseite wenigstens eines Walzgerüsts einer Fertigwalzstraße, einer sogenannten Finish Rolling Mill, oder vor der Haspelanlage angeordnet ist.
Im erfindungsgemäßen Sinne sind in der Führungsvorrichtung zu beiden Längsseiten des Materials anstellbare und zueinander parallel angeordnete Lineale angeordnet, über die die Zentrierung und/oder Ausrichtung der umgeformten Materialien in der Umformvorrichtung und insbesondere zwischen den Umformeinrichtungen wie beispielsweise Walzgerüsten erfolgt. Um eine breite Einsatzmöglichkeit der Führungsvorrichtungen auf unterschiedliche Materialquerschnitte, vorzugsweise Bandmaße, zu gewährleisten, ist wenigstens ein Lineal direkt über zumindest eine Einstelleinrichtung mit Druck beaufschlagbar. Für den Fall, dass nur ein Lineal über eine entsprechende Anstelleinrichtung mit Druck beaufschlagbar ist, wird von der Anstelleinrichtung über das mit Druck beaufschlagte Lineal und über das geführte Material selbst auch eine Anstellung an das gegenüberliegende Lineal bewirkt. Für den bevorzugten Fall jedoch, dass die Lineale zu beiden Längsseiten des Materials direkt mit Druck beaufschlagbar sind, weist entsprechend jedes Lineal eine eigene Anstelleinrichtung auf.
Um zu gewährleisten, dass die wenigstens eine Anstelleinrichtung über einen breiteren Bereich an einzustellenden Drücken auch deutlich unterhalb der maximalen Anstellkraft genaue definierte Drücke über das Lineal auf das umzuformende Material aufbringen kann, umfasst die wenigstens eine Anstelleinrichtung im erfindungsgemäßen Sinne zumindest zwei in Reihe hintereinander geschaltete Druckaufbringvorrichtungen, die demnach miteinander zusammenwirken, welche wiederum zwei gegebenenfalls unterschiedliche maximale Anstelldrücke aufbringen können.
Bei geeigneter Auswahl in Reihe hintereinander geschalteter Druckaufbringvorrichtungen, beispielsweise durch Verwendung einer vergleichsweise großen und einer vergleichsweise kleinen Druckaufbringvorrichtung, kann somit vorzugsweise mit der ersten Druckaufbringvorrichtung ein Basisdruck und mit der zweiten Druckaufbringvorrichtung eine Feineinstellung des Gesamtdrucks des Lineals auf das umgeformte oder umzuformende Material zusätzlich zu dem oben genannten Basisdruck erfolgen.
Sofern die Druckaufbringvorrichtungen wenigstens zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen umfassen, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der vergleichsweise kleine Zylinder an oder in einer Kolbenstange des vergleichsweise großen Zylinders befestigt, vorzugsweise in diese Kolbenstange integriert. Hierdurch wird eine besonders wirkungsvolle und sichere Reihenschaltung der Kolben-Zylinder-Anordnung zur Verfügung gestellt, über die zudem gewährleistet ist, dass sich der von der kleinen Kolben-Zylinder-Einheit aufgebrachte Druck zuverlässig zu dem von der großen Kolben-Zylinder-Einheit aufgebrachten Druck addiert. Hierbei wird besonders bevorzugt, wenn die vergleichsweise kleine Kolben-Zylinder-Einheit maximal 50%, ganz besonders bevorzugt Mechanismus 35% des maximalen Drucks der vergleichsweise großen Kolben-Zylinder-Einheit aufzubringen in der Lage ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung erfolgt eine Kopplung mehrerer Druckaufbringvorrichtungen auf mechanische Art, vorzugsweise über wenigstens eine Zahnstangen-Ritzel-Anordnung. Durch diese bevorzugte Ausgestaltungsform kann eine sichere Anstellung eines jeden Lineals parallel zu seinem Gegenstück innerhalb der Führungsvorrichtung und gegebenenfalls vollständig senkrecht zu den Längsseiten des umzuformenden Materials auch bei Verwendung mehrerer Druckaufbringvorrichtungen mit besonders einfachen Mitteln gewährleistet werden.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Druckaufbringvorrichtungen pro Lineal beschränkt. Vielmehr wird bevorzugt, wenn wenigstens eine Druckaufbringvorrichtung mit zwei hintereinander in Reihe geschalteten Kolben-Zylinder-Anordnungen nur mit einem der Lineale verbunden ist. Hierdurch wird der apparative Aufwand zur Erreichung des erfindungsgemäßen Ziels auf ein Minimum beschränkt. Die Druckaufbringung erfolgt in diesem Fall dennoch auf beide Längsseiten des Materials wie etwa Bandkanten, wenn das Material von dem mit einer Druckaufbringvorrichtung versehenen Lineal an das an der gegenüberliegenden Längsseite des umzuformenden Materials angeordnete Lineal angepresst wird.
Bevorzugt wird, wenn die Lineale innerhalb der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung voneinander unabhängig anstellbar sind, da hierdurch eine besonders sichere Prozessführung zu beiden Seiten des umzuformenden Materials ermöglicht wird. Insbesondere im Fall des Walzens von sogenannten kontinuierlichen Tailored Blanks mit über die Bandbreite unterschiedlichen Dicken kann eine geringere Druckaufbringung auf die vergleichsweise dünne Bandseite verglichen mit der Druckaufbringung an der vergleichsweise dicken Bandseite Bandkantenschäden zu beiden Seiten bei gleichzeitig sicherer Bandführung vermeiden.
In jedem Fall wird bevorzugt, wenn Regel- bzw. Steuereinheiten mit wenigstens einer Anstelleinrichtung der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung verbunden sind. Sollten mehrerer Druckaufbringvorrichtungen vorhanden sein, wird besonders bevorzugt, wenn diese unabhängig voneinander steuerbar bzw. regelbar sind. Hierdurch wird in besonders bevorzugter Weise eine maximale Flexibilität der Prozessführung in einer Umformanlage mit möglichst großer Produktvielfalt zur Verfügung gestellt.
Die Anstellung eines oder mehrerer Lineale senkrecht zum Material kann im erfindungsgemäßen Sinne ausschließlich über die synchronisierte Steuerung und Regelung der jeweiligen Anstelleinrichtungen erfolgen. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, in der wenigstens eine zusätzliche Führungsschiene die Anstellung des oder der Lineale senkrecht zum Material unterstützt. Besonders bevorzugt wird, wenn wenigstens eine Anstelleinrichtung an einem Endbereich eines jeweiligen Lineals vorgesehen ist und zwischen diesen Anstelleinrichtungen jeweils eine Führungsschiene angeordnet ist. Hierdurch wird eine Verschiebung der Lineale abgewinkelt aus der Lotrechten verschoben zum Material sicher und mit besonders einfachen Mitteln unterbunden.
5. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf drei schematische Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Die figürliche Darstellung erfolgt dabei jedoch lediglich zu illustratorischen Zwecken und ist nicht dafür vorgesehen, den Schutzbereich der Erfindung, der in den anhängigen Ansprüchen definiert ist, in irgendeiner Weise zu beschränken.
In den Figuren ist:
1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
2 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung, und
3 eine schematische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung.
6. Wege zur Ausführung der Erfindung
In 1 wird schematisch in der Draufsicht eine erfindungsgemäße Führungsvorrichtung zur Führung von einem bandförmigen Material 1 dargestellt. Zu beiden Längsseiten des Materials 1 sind Lineale 3a und 3b angeordnet, welche jeweils über zwei Anstelleinrichtungen 4a, 4b und 4c, 4d, die an den Endbereichen der Lineale 3a, 3b angeordnet sind, gegen das bandförmige Material 1 anstellbar. Über die Lineale 3a, 3b kann ein steuer- und regelbarer, vorab festgelegter Druck auf die Längskanten des Materials 1 in definiertem Maß eingestellt werden. Zu illustratorischen Zwecken ist nur die Anstelleinrichtung 4d im Aufriss detaillierter dargestellt; gemäß der hier dargestellten ersten Ausführungsform sind jedoch sämtliche Anstelleinrichtungen 4a bis 4d in gleicher Weise aufgebaut. Die Anstelleinrichtungen 4a bis 4d sind in der Form eines Doppelzylinders mit zwei unterschiedliche groß bemessenen Hubräumen 6a und 6b dargestellt, wobei im vergleichsweise großen Hubraum 6a eine Kolbenstange 7a über eine (nicht dargestellte) Hydraulikeinrichtung regel- und steuerbar verschiebbar angeordnet ist und im vergleichsweise kleinen Hubraum 6b eine vergleichsweise kleine Kolbenstange 7b ebenfalls über eine (nicht dargestellte) Hydraulikeinrichtung regel- und steuerbar verschiebbar angeordnet ist. Die große Kolbenstange 7a ist an einer Basis 8 fixiert, wohingegen die kleine Kolbenstange 7b mit dem Lineal 3b verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der maximale Druck des Doppelzylinders durch die große Kolben-Zylinder-Anordnung 6a, 7a vorgegeben, beispielsweise dann, wenn die kleine Kolbenstange 7b vollständig in den Doppelzylinder hinein auf Block gefahren wird, und eine Justierung geringerer Drücke der Anstelleinrichtung 4d erfolgt über die Addition der in Reihe hintereinander geschalteten Kolben-Zylinder-Anordnungen 4d, 7b und 4d, 7a dann allein durch die vergleichsweise kleine Kolben-Zylinder-Anordnung 4d, 7b feineinstellbar, wenn der große Kolben 7a vollständig in den Doppelzylinder 4d hinein auf Block gefahren wird.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung, die sich von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform allein dadurch unterscheidet, dass zwischen den Paaren von Anstelleinrichtungen 4a und 4b, die mit dem Lineal 3a zusammenwirken, und dem Paar von Anstelleinrichtungen 4c und 4d, die mit dem zweiten Lineal 3b zusammenwirken, jeweils Führungsschienen 5a, 5b angeordnet sind, die alleinig eine senkrechte Verschiebung der jeweiligen Lineale 3a, 3b zu den jeweiligen Längskanten des Materials 1 erlauben.
3 schließlich zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung, bei der jeweils nur eine Anstelleinrichtung 4a, 4b mit jeweils einem Lineal 3a, 3b verbunden ist und abweichend von den Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 im Wesentlichen mittig und auf halber Länge der Lineale 3a, 3b angeordnet sind. Zur Sicherstellung einer senkrechten Verschiebung der jeweiligen Lineale 3a, 3b zu den Längskanten des Bandmaterials 1 sind im Bereich der jeweiligen Enden der Lineale 3a, 3b Führungsschienen 5a, 5b bzw. 5c, 5d paarweise zu beiden Seiten der jeweiligen Anstelleinrichtungen 4a, 4b angeordnet.
Auch in dieser dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung bestehen die Anstelleinrichtungen 4a, 4b aus den bereits in 1 näher diskutierten Doppelzylindern mit jeweiligen großen und kleinen Kolbenstangen 7a, 7b.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1427923 A [0002]
DE 4140784 A1 [0003]
DE 3423560 A1 [0005]
DE 4003717 A1 [0006]

Claims

Führungsvorrichtung in einer Anlage zur Umformung von Material (1), umfassend zu beiden Längsseiten (2a, 2b) des Materials (1) anstellbare und zueinander parallel angeordnete Lineale (3a, 3b), wobei wenigstens ein Lineal (3a, 3b) über zumindest eine Anstelleinrichtung (4) mit Druck beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anstelleinrichtung (4) zumindest zwei in Reihe hintereinander geschaltete Druckaufbringvorrichtungen (4a, 4b) umfasst.
Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckaufbringvorrichtungen (4a, 4b) zwei hintereinander in Reihe geschaltete Kolben-Zylinder-Anordnungen umfasst.
Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei hintereinander in Reihe geschalteten Kolben-Zylinder-Anordnungen aus einer vergleichsweise großen und einer vergleichsweise kleinen Kolben-Zylinder-Einheit bestehen.
Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vergleichsweise kleine Zylinder an einer Kolbenstange des vergleichsweise großen Zylinders befestigt, vorzugsweise in diese integriert, ist.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung der Druckaufbringvorrichtungen (4a, 4b) mechanisch, vorzugsweise über wenigstens eine Zahnstangen-Ritzel-Anordnung, erfolgt.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Druckaufbringvorrichtung (4a) in einer gewünschten Stellung fixierbar ist und die Druckbeaufschlagung auf das Material (1) ausschließlich über die zweite Druckaufbringvorrichtung (4b) erfolgt.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Druckaufbringvorrichtung (4a, 4b) mit zwei hintereinander in Reihe geschalteten Kolben-Zylinder-Anordnungen nur mit einem der Lineale (3a, 3b) verbunden ist.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lineale (3a, 3b) unabhängig voneinander anstellbar sind.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Regel- bzw. Steuereinheiten mit wenigstens einer Anstelleinrichtung (4) verbunden sind.
Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckaufbringvorrichtungen (4a, 4b) unabhängig voneinander steuerbar bzw. regelbar sind.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsschiene (5) die Anstellung des oder der Lineale (3a, 3b) senkrecht zum Material (1) unterstützt.
Führungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil eines Metallwalzwerks, vorzugsweise eines Bandwalzwerks, ist.
Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Ausgangsseite wenigstens eines Walzgerüsts einer Fertigwalzstraße angeordnet ist.
Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie an der Eingangsseite wenigstens eines Walzgerüsts einer Fertigwalzstraße angeordnet ist.