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Schleppantrieb für die Vertikalwalzen eines Universalwalzgerüstes
Bei Universalwalzgerüsten mit in einer Ebene liegenden Horizontal- und Vertikalwalzen
zum Walzen von 1-Profilen od. dgl. bereitet der Antrieb der Vertikalwalzen bekanntlich
Schwierigkeiten. Man treibt die Vertikalwalzen daher meistens nicht an, sondern
läßt sie vom eintretenden Walzgut beschleunigen. Hierbei treten Stöße auf, die dann
besonders groß werden, wenn im Reversierbetrieb gearbeitet wird und die auf Wälzlagern
gelagerten Vertikalwalzen beim Wiederanstich noch mit einer Umdrehungsrichtung umlaufen,
die der vorhergehenden Walzrichtung entspricht. In diesem Falle müssen die Vertikalwalzen
von dem zurückkehrenden Walzstab zuerst abgebremst und dann wieder in umgekehrter
Drehrichtung beschleunigt werden.
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Bei Kaltwalzwerken ist es bekannt, die obere, nicht besonders angetriebene
Arbeitswalze durch reibungsschlüssige Mitnahme von der unteren, angetriebenen Arbeitswalze
aus in den Walzpausen anzutreiben. Dies erreicht man dadurch, daß eine Vorrichtung
zum Gewichtsausgleich für die Oberwalze fehlt und diese nach dem Austritt des Walzgutes
aus dem Walzspalt durch ihr Eigengewicht auf die untere Arbeitswalze fällt und dann
von dieser mitgenommen wird. Das eintretende Walzgut hebt dann die Oberwalze wieder
bis zum Anschlag an den Anstellschrauben an. Da dieser Vorgang schlagartig vor sich
geht, nennt man die obere Walze dann »Springwalze«.
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Es sind auch Schleppantriebe für die Vertikalwalzen bekannt, indem
diese über axial in den Vertikalwalzen geführte Reibscheiben reibungsschlüssig von
umlaufenden Bundflächen der Horizontalwalzen angetrieben sind. Durch die kolbenartig
eingesetzten und hydraulisch steuerbaren Reibscheiben bedingt, können die Vertikalwalzen
nicht mehr - wie üblich - auf einer durchgehenden Achse zweifach gelagert sein.
Ihr Walzdruck wird im bekannten Falle durch einen Kranz von Stützrollen zwischen
den Vertikalwalzen und anstellbaren Stützkörpern aufgenommen. Diese Art der Lagerung
beansprucht viel Platz, wie auch der Aufbau der Vertikalwalzen mit den axial gegen
eine Bundfläche verstellbaren Reibscheiben verwickelt ist. Auch erhalten die Vertikalwalzen
je nach ihrer Anstellung verschiedene Umfangsgeschwindigkeiten gegenüber einer konstanten
Drehzahl der antreibenden Horizontalwalze.
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Diese ungünstigen Verhältnisse sind darauf zurückzuführen, daß außer
der Anstellbeweglichkeit der Vertikalwalzen achsparallel zu den Horizontalwalzen
noch eine Beweglichkeit einer besonderen Reibscheibe quer dazu vorgesehen ist.
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Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden und einen Schleppantrieb für
die Vertikalwalzen eines Universalwalzgerüstes von umlaufenden Flächen einer Horizontalwalze
aus zu schaffen, die es gestattet, die Vertikalwalzen in üblicher Weise auf Achsen
zu lagern, liegt der Erfindung die spezielle Aufgabe zugrunde, für einen beliebig
ein- und ausschaltbaren Reibantrieb der Vertikalwalzen die Anstellbeweglichkeit
derselben zu benutzen.
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Gemäß der Erfindung wird ein Schleppantrieb der beschriebenen Art
dahingehend abgewandelt, daß die Vertikalwalzen zwischen den Stichen in Anstellrichtung
achsparallel zu den Horizontalwalzen an die Stirnflächen der Horizontalwalzen angepreßt
sind.
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Die Erfindung kann auf verschiedene Art und Weise verwirklicht werden,
und zwar je nachdem, ob man bei kleineren Flanschstärken der Profile die Vertikalwalzen
als Springwalzen ausführt, wobei der Anpreßdruck ständig ansteht und während des
Walzvorganges vom Walzgut überwunden ist, oder ob man Vorkehrungen trifft, um die
Vertikalwalzen vor jedem Stich bis zum Anschlag an der Anstellvorrichtung zurückzuholen.
Durch die zuletzt erwähnten Maßnahmen werden die diametralen Beschleunigungskräfte,
die auch bei richtig beschleunigten Vertikalwalzen auf diese beim Anstich einwirken,
herabgesetzt. Die Erfindung sieht ferner vor, die Massen, die dieser diametralen
Beschleunigung unterliegen, so klein wie möglich zu halten.
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Weitere Erfindungsmerkmale werden an Hand von Ausführungsbeispielen,
die in der Zeichnung dargestellt sind, wie folgt näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Walzspalt, der von zwei Horizontal-
und zwei Vertikalwalzen gebildet wird, die Abstützung und Lagerung der Vertikalwalzen
nur auf einer Seite darjzestellt,
Fig.2 eine Draufsicht auf die
Anordnung gemäß Fig.1. Fig. 3 eine Abwandlung der Ausführung nach Fig. 1 und Fig.
4 sowie 5 weitere Ausführungsformen des Schleppantriebes für die Vertikalwalzen
gemäß der Erfindung.
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Zunächst werden die allen Ausführungsbeispielen in gleicher Weise
eigenen und- an sich bekannten Konstruktionsmerkmale erläutert. Zwischen den angetriebenen
horizontalen Wälzen 1 und -2 sowie den vertikalen Schleppwalzen 3 und 4 wird das-
Walzgut 5 beärbeitet.Die Vertikalwälze 3 ist "- ebenso wie die nur angedeutete Vertikalwalze
4 - in einem Einbaustück 6 gehaltert, das in den Ständersäulen 7, 8 oder in einem
Stützrahmen anstellbar geführt ist. Das Einbaustück 6 stützt sich auf zwei Anstellspindeln
9, 10 ab, die sich ihrerseits über die Muttern 11,12 an einer Traverse 13 abstützen,
die mit den Ständersäulen 7, 8 bzw. den Stützrahmenteilen über Zuganker 14,15 verbunden
ist. Die Anstellspindeln werden durch Schnekkenräder 16, 17 oder Stirnräder 42 bis
44 (Fig. 5) gedreht und damit vor- oder zurückgestellt.
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Wenn zwischen den Anstellspindeln 9, 10 und dem Einbaustück
6 keine zug- und drehfeste Verbindung besteht, sieht man eine Einrichtung zum Andrücken
des Einbaustückes 6 an die Stirnflächen der Anstellspindeln 9, 10 vor. Diese
besteht in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 aus einem Plungerkolben 18
im Zylinderraum 19, der über die Leitung 20 vom Druckmittel beaufschlagbar ist.
Plunger 18 und Zylinder 19 befinden sich in der Traverse 13. Der Plunger wirkt nach
außen auf einen Bügel 21, von dem aus zwei Paare von Zugstangen 22, 23 zum Einbaustück
C führen und dort befestigt sind. Der Zylinderraum 19 steht üblicherweise unter
ständigem Druck. Essei vermerkt, daß die vorbeschriebene Einrichtung zum Andrücken
der Einbaustücke 6 an die Anstellspindeln zwar bei allen Ausführungsbeispielen gezeichnet,
nicht aber in jedem Falle zwingend notwendig ist.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist die Achse 25 der Vertikalwalze
3 über Lagersteine 26 in Anstellrichtung beweglich im Einbaustück 6 geführt. Die
vordere Begrenzung für die Bewegungsmöglichkeit der Lagersteine 26 wird durch Abschlußdeckel
28 dargestellt. Erfindungsgemäß ist im Kräftefluß zwischen den in Anstellvorrichtung
begrenzt beweglich geführten Achsen 25 der Vertikalwalzen und den Einbaustücken
6 die Anpreßvorrichtung, die im Ausführungsbeispiel Tellerfedern 29 aufweist, eingebaut.
Damit die Tellerfedern 29 einen Halt haben, sind sie auf Stifte 30 aufgereiht, die
in den Lagersteinen 26 befestigt sind und sich in Bohrungen des Einbaustückes 6
frei bewegen können. Wenn das Walzgut 5 aus dem Walzspalt austritt, drücken die
Tellerfedern 29 die Lagersteine 26 und somit die Vertikalwalze 3 gegen die Stirnflächen
der Horizontalwalzen 1 und 2, so daß Reibungsschluß entsteht. Der Federweg der Feder
29 und die Lage des Anschlages 28 müssen so gewählt sein, daß auch bei größterWalzspalteinstellung
ein ausreichender Reibungsdruck erzeugt wird. Bei der vorbeschriebenen Anordnung
wirkt die Vertikalwalze 3 als Springwalze, d. h., ein eingeführter oder wieder eingeführter
Walzstab d zwängt die Vertikalwalze 3 gegen den Federdruck zurück. Da dann aber
das ganze Abstützsystem starr sein muß, um den notwendigen Walzdruck zu erzeugen.
sind die Tellerfedern 29 bei zwischen den Walzen befindlichem Walzmut gemäß der
Erfindung durch ihre völlige Zusammendrückung überbrückt, wie Fig.1 und 2 zeigen.
Das Einbaustück 6 muß durch die Anstellvorrichtung je nach dem geforderten seitlichen
Walzspalt zwischen den Horizontalwalzen und der Vertikalwalze so weit vorgeschoben
werden, daß bei Eintritt des Walzgutes die Federn 29 völlig zusammengedrückt sind.
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Ein besonderer Vorteil der Springwalzenanordnung nach Fig. 1 und 2
besteht darin, daß die beim Eintritt des Walzgutes 5 auftretende diametrale Beschleunigungskraft,
die über die zusammengedrückten Federn 29 letztlich von den Muttern 11, 12 der Anstellvorrichtung
aufgenommen werden muß, klein ist, da die beschleunigten Massen, nämlich die Teile
3, 25 und 26, ein Minimum darstellen.
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Wenn von der üblichen starren Lagerung der Vertikalwalzen in ihren
Einbaustücken nicht abgegangen werden soll, werden die Anpreßvorrichtungen erfindungsgemäß
im Kräftefluß zwischen den Einbaustükken und den Anstellspindeln oder deren starrer
Abstützung angeordnet. Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Eine Anpreßvorrichtung
besteht aus einer Schraubenfeder 32, die gewissermaßen als Spreizeinrichtung zwischen
dem Einbaustück 6 und der Traverse 13 wirkt und über einen Bolzen 33 gestreift ist,
damit sie nicht ausknickt. Die Feder 32 wirkt ständig auf das Einbaustück 6 und
die Vertikalwalze 3, die hier im Reibungsschluß mit den Horizontalwalzen
1, 2
befindlich dargestellt ist. Die Feder 32 ist überbrückt, wenn das Einbaustück
6 bei Eintritt des Walzgutes gegen die Stirnflächen der Anstellspindeln 9,10 (Fig.
2) schlägt: Die Vorrichtung zum Andrücken des Einbaustückes 6 an die Anstellspindeln
mit den Bezugszeichen 18 bis 23 ist hier nicht unbedingt erforderlich, wenn die
Vertikalwalze 2 als Springwalze arbeitet.
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Will man aber von der Springwalzenanordnung Abstand nehmen, was insbesondere
für große Flanschstärken zu empfehlen ist, so wird erfindungsgemäß die Vorrichtung
18 bis 23 zum Andrücken der Einbaustücke der Vertikalwalzen an die Anstellspindeln
dazu benutzt, die Wirkung der Druckfeder 32 vor jedem Anstich wieder aufzuheben.
Die Erfindung sieht demgemäß vor, daß der ständig anstehende Anpreßdruck durch die
Vorrichtung zum Andrücken der Einbaustücke 6 an die Anstellspindeln 9, 10 willkürlich
oder abhängig vom Walzgutlauf gesteuert überwindbar ist.
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Die Reibungskraft zwischen der Vertikalwalze 3 und den Seitenflächen
der Horizontalwalzen 1 und 2 ist bei Anordnung einer Feder 32 abhängig von dem Entspannungsweg
der Feder, also auch von dem Walzspalt. Um stets gleichen Reibungsdruck zu erhalten,
kann die Schraubenfeder 32 erfindungsgemäß durch einen Plungerkolben 35 in der Traverse
13 gemäß Fig. 4 ersetzt sein, der im Zylinderraum 36 geführt und über die Leitung
37 vom Druckmittel beaufschlagbar ist. Die Leitung 37 steht ständig unter Druck,
wogegen die Leitung 20 des Zylinderraumes 19 für den Kolben ? 8 gesteuert ist. Da
die Druckfläche des Plungers 18 größer als diejenige des ständig beaufschlagten
Plungers 35 ist, kann die Anpreßwirkung des Plungers 35 durch den Plunger 18 wahlweise
überwunden werden.
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Die Wirkungsweise der Antriebseinrichtung für die Vertikalwalzen gemäß
Fig. 4 ist folgende, die im übrigen im Prinzip auch für die Ausführung nach Fig.
3 gilt: Vor dem Anstich ist der Zylinderraum 19 drucklos, so daß der Anpreßdruck
der Druckelemente 32 bzw. ?5 zur Auswirkung gelangt und das Einbaustück
samt
der Vertikalwalze 3 bis zum Reibungsschluß an den Horizontalwalzen vorschiebt. Nachdem
die Vertikalwalzen beschleunigt sind, wird kurz vor dem Anstich in den Zylinder
19 Druck gegeben, wodurch unter Überwindung der Druckkraft der Druckelemente 32
bzw. 35 das Einbaustück 6 gegen die Stirnflächen der Anstellspindeln 9, 10 gezogen
wird. Nachdem der Walzstab den Walzspalt verlassen hat, wird der Zylinderraum 19
wieder drucklos gemacht, so daß die Druckkraft der Druckelemente 32, 35 überwiegt.
Das Steuern der Leitung 20 kann selbsttätig über Fotozellen vom Walzgut aus erfolgen.
Für die Anordnung nach Fig.4 ist es denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, wenn
die Druckfläche des Plungers 35 größer ist als diejenige des Plungers
18 und die Leitung 37 gesteuert ist.
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Das letztere gilt auch für die Ausführungsform nach Fig. 5. Hierbei
wird das Einbaustück 6 über nur ein Paar Zugstangen 40, die durch die hohlgebohrten
Anstellspindeln 9, 10 hindurchgeführt sind, von Tellerfedern 41 ständig gegen
die Stirnflächen der Anstellspindeln gezogen. Zum gesteuerten und periodischen Vorschieben
und reibungsschlüssigen Andrücken der Vertikalwalze 3 überwindet der Plungerkolben
35 bei diesem Ausführungsbeispiel die Kraft der Federn 41, wenn er beaufschlagt
wird.