DE1169402B - Mehrwalzengeruest - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 21b

Deutsche Kl.: 7 a-18

Nummer: 1169 402

Aktenzeichen: Sch 245491 b / 7 a

Anmeldetag: 12. August 1958

Auslegetag: 6. Mai 1964

Beim Kaltwalzen von Bändern ist es notwendig, den Durchmesser der Arbeitswalzen der Walzgutfestigkeit und der Banddicke anzupassen, damit der Walzvorgang unter günstigen Walzspaltbedingungen erfolgen kann. Je dünner und härter das Walzgut ist, desto dünner müssen auch die Arbeitswalzen sein, damit trotz der elastischen Abplattung der Walzen und des Walzgutes das Verhältnis der gedrückten Länge zur Banddicke in solchen Grenzen bleibt, daß unter Überwindung der Reibungskräfte ein Fließen des Walzgutes am Walzenumfang stattfinden kann. Andererseits müssen bei dickeren Bändern größere Durchmesser für die Arbeitswalzen gewählt werden, damit der Walzwinkel in solchen Grenzen bleibt, daß die mit dem verfügbaren Walzdruck möglichen Stichabnahmen durchgeführt werden können.

Unter dem Gesichtspunkt der Verringerung des Walzendurchmessers wurden die Sechsrollen-Walzgerüste vorgeschlagen, bei denen jede Arbeitswalze durch zwei Stützwalzen abgestützt ist, wobei die Stützwalzen die in senkrechter und waagerechter Richtung wirksamen Kräfte aufnehmen. Der Mindestdurchmesser der Arbeitswalzen muß jedoch größer als der zwischen die Stützwalzen und die gemeinsame waagerechte Tangente an die Stützwalzen eingeschriebene Kreis sein. Arbeitswalzen kleineren Durchmessers setzen dünnere Stützwalzen voraus, die dann durch weitere Stützrollen abgestützt werden müssen. So entstanden die Zwölfrollen-Walzgerüste und für extrem dünne Arbeitswalzen durch Hinzufügung eines weiteren Kranzes von Stützrollen die Zwanzigrollen-Walzgerüste. Bei diesen Vielrollen-Walzgerüsten werden die Arbeitswalzen nicht mehr direkt, sondern durch reibungsschlüssige Mitnahme über die Stützwalzen angetrieben. Nachteilig ist jedoch der große bauliche Aufwand, den die Vielrollen-Walzgerüste erfordern, der durch die Zahl der Walzen und insbesondere durch deren Lagerung und Antrieb bedingt ist. Die Bearbeitung der Bauteile, insbesondere der vielen Lagerstellen, muß mit größter Genauigkeit erfolgen, um die Achsparallelität der Walzen zu gewährleisten. Ein Nachschleifen der Walzen lassen die Vielrollen-Walzgerüste nicht oder nur in engen Grenzen zu. Daher sind die Vielrollen-Walzgerüste Einzweckwalzwerke, die nur zur Durchführung eines eng begrenzten Walzprogramms geeignet sind.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Vielrollen-Walzgerüste zu vereinfachen, wobei es das Ziel war, mit einer Stützwalze je Arbeitswalze auszukommen. So ist ein Walzgerüst bekanntgeworden, bei welchem sich jede Arbeitswalze über zwei Zwischenwalzen an Mehrwalzengerüst

Anmelder:

Schloemann Aktiengesellschaft,

Düsseldorf, Steinstr. 13

Als Erfinder benannt:

Clemens Volkhausen, Düsseldorf-Stockum,

Arno Teutsch, Hösel (Kr. Düsseldorf)

einer Stützwalze abstützt. Die auf die Zwischenwalzen gerichteten Komponenten des Walzdruckes können sich hier nur zu einem kleineren Teil auf die Stützwalzen fortpflanzen, während sie zum größeren Teil von den Lagern der Zwischenwalzen

ao aufgenommen werden müssen und versuchen, die Zwischenwalzen in Richtung der Tangenten an ihren Berührungsstellen mit den Stützwalzen durchzubiegen. Da der Anlagedruck der Zwischenwalzen an die Stützwalzen gering ist, besteht auch nur ein entsprechend geringer Röibungsschluß zwischen den Stützwalzen und den Zwischenwalzen, so daß auch das von den Stützwalzen über die Zwischenwalzen an die Arbeitswalzen überleitbare Drehmoment klein ist. Dieses Walzgerüst konnte den praktischen Forderungen nicht gerecht werden und hat daher keinen Eingang in die Praxis gefunden. Die Erkenntnis der diesem Walzgerüst anhaftenden Mängel festigte die Lehre, daß bei Vielrollen-Walzgerüsten vor allem in der Richtung der auf die Zwischenwalzen gerichteten Komponenten des Walzdruckes Stützwalzen anzuordnen sind, wobei diese Lehre dahingehend weiterenrwickelt wurde, daß die direkt in Richtung des Walzdruckes gelegenen Stützwalzen wesentlich schwächer ausgeführt werden können. Diese Lehre ist nicht nur unter dem Gesichtspunkt der möglichst vollständigen Aufnahme des Walzdruckes durch die Stützwalzen, sondern viel mehr noch unter dem Gesichtspunkt eines sicheren reibungsschlüssigen Antriebes der Arbeitswalzen über die Stützwalzen von Bedeutung.

Das Ziel, mit nur einer Stützwalze je Arbeitswalze auszukommen, ist bei den Walzgerüsten praktisch verwirklicht worden, bei denen die Arbeitswalzen so weit aus der durch die Achsen der Stützwalzen gehenden Ebene versetzt angeordnet sind, daß die durch die Versetzung entstehende waagerechte Komponente des Walzdrucks die die Arbeitswalzen aus

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dem Walzspalt drückende Umfangskraft aufhebt, wobei die Arbeitswalzen in entgegengesetzter Richtung durch in biegungssteifen Stützbalken gelagerte Stützrollen abgestützt sein können. Bei diesen Walzgerüsten wird der Walzdruck nahezu direkt und ungeteilt in gerader Richtung in die Stützwalzen geleitet. Es hat sich gezeigt, daß bei diesen Walzgerüsten wegen der Art der Abstützung der Arbeitswalzen, insbesondere wegen des Platzbedarfs für die Stützrollen und die diese tragenden Stützbalken, der Durchmesser der Arbeitswalzen nicht immer ausreichend gering gewählt werden kann. Im Falle der Verwendung eines solchen Walzgerüstes für mehrere Zwecke bereitet das Umrüsten des Walzgerüstes verhältnismäßig viel Arbeit.

Ziel der Erfindung ist ein Walzgerüst, bei dem beliebig und extrem dünne Arbeitswalzen zum Einsatz kommen können, welches schnell und leicht verschiedenen Verwendungszwecken angepaßt werden kann und dabei baulich einfach sein soll.

Die Erfindung geht von dem Mehrwalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen aus, dessen Arbeitswalzen durch je ein Paar sich gegen eine weitere, die Kräfte lotrecht zur Walzebene allein aufnehmende Stützwalze abstützende Zwischenwalzen gestützt und indirekt über die sie stützenden Walzen angetrieben sind. Damit weicht der Erfinder von der geltenden Lehre ab und wendet sich einem Lösungsprinzip zu, von dem sich die Fachleute bereits abgewandt hatten. Der Erfinder hat erkannt, daß dieses Lösungsprinzip verwendbar ist, wenn die Zwischenwalzen annähernd parallel zur Tangente an ihrer Berührungsstelle mit der Stützwalze — wie an sich zum Abstützen und zum Antrieb an Stützwalzen anliegender Arbeitswalzen bekannt — über eine Umlenkrolle an je einer durch, eine biegungssteife Stützbrücke abgestützten, lotrecht zur Walzebene bis zur jeweiligen Anlage an der Stützwalze verschiebbar gelagerten Stützrolle abgestützt und über diese angetrieben ist. Damit ist nicht nur eine ausreichende seitliche Abstützung der die Arbeitswalzen stützenden Zwischenwalzen möglich, sondern darüber hinaus die Möglichkeit geschaffen, über die Stützrollen dieser seitlichen Abstützungen, die ja unter der Wirkung der von ihnen aufgenommenen Walzdruckkomponenten in den Keilspalt zwischen den lotrechten Ständerwangen und den Stützwalzen gedrückt werden und so reibungsschlüssig an den Stützwalzen anliegen, von den allein angetriebenen Stützwalzen ein Drehmoment auf die Zwischenwalzen und damit auf die Arbeitswalzen zu übertragen. Auf diese Weise gelingt es, das zu geringe Drehmoment aufzufüllen, welches unter dem geringen Anpreßdruck der Zwischenwalzen an die Stützwalzen auf die Zwischenwalzen übertragen werden kann.

Mit dem Walzgerüst gemäß der Erfindung läßt sich ein sehr weites Walzprogramm abwickeln. Für sehr dünnes und hartes Walzgut können praktisch beliebige, in jedem Fall ausreichend dünne Arbeitswalzen eingesetzt werden. Nach Ausbau der Arbeitswalzen und Ausbau je einer der die Arbeitswalzen abstützenden Zwischenwalzen ergibt sich ein Vierwalzengerüst mit einseitig zusätzlich abgestützten Arbeitswalzen. Es können aber auch sämtliche Walzen außer den Stützwalzen ausgebaut werden, so daß das Walzgerüst als Zweiwalzengerüst betreibbar ist. Durch Einbau anderer Arbeitswalzen, die sich an den Stützwalzen abstützen, kann das Walzwerk schließlich noch als Vierwalzengerüst betrieben werden, wobei entweder die Stützwalzen angetrieben und die Arbeitswalzen reibungsschlüssig von diesen angetrieben sind, oder die Arbeitswalzen mit dem Antrieb verbunden und die Stützwalzen vom Antrieb gelöst sein können. Die verschiedenen Betriebsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Walzgerüstes sind in den F i g. 1 bis 4 dargestellt, und zwar zeigt die
F i g. 1 das Walzgerüst als Zweiwalzengerüst betrieben, die

F i g. 2 das Walzgerüst als Vierwalzengerüst betrieben, die

F i g. 3 das Walzgerüst als Mehrwalzengerüst betrieben und die

Fi g. 4 das Walzgerüst mit extrem dünnen Arbeitswalzen als Mehrwalzengerüst betrieben.

Um das erfindungsgemäße Walzgerüst gemäß F i g. 3 zu betreiben, ist es jedoch nicht erforderlich, je eine der die Arbeitswalzen abstützenden Zwischenwalzen mit den sie abstützenden Umkehrwalzen und den in biegungssteifen Stützbalken gelagerten Stützrollen auszubauen, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die eine Arbeitswalze abstützenden Zwischenwalzen eines Paares unterschiedliehen Durchmesser aufweisen und/oder unterschiedlich weit aus der gemeinsamen Achsebene der Stützwalzen heraus versetzt angeordnet sind.

Den Zeichnungen sind noch weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Mehrrollenwalzgerüstes zu entnehmen, die in

F i g. 5 das Walzgerüst in einem Schnitt durch die Walzen und in

F i g. 6 das Walzgerüst in einem Schnitt in Höhe des Walzspaltes in größerem Maßstab zeigen; die

F i g. 7 und die

F i g. 8 zeigen weitere Einzelheiten.
In Einbaustücken 2 ist eine obere Stützwalze 3 und in Einbaustücken 4 ist eine untere Stützwalze 5 gelagert. Die Einbaustücke 2 und 4 sind in den Ständern 1 des Walzgerüstes in senkrechter Richtung beweglich geführt und mittels der Gewindespindeln 6 und 7 in bekannter Weise anstellbar. An Stelle der Gewindespindeln 7 können auch Keile oder Beilagen vorgesehen sein. Zur Abstützung der Arbeitswalzen 8 und 8 a sind Zwischenwalzen 9 und 10 sowie 9 a und 10 a vorgesehen, welche sich ihrerseits gegen die Stützwalze 3 bzw. 5 abstützen. Nahezu parallel zur Richtung der Tangenten an die Berührungsstellen der Zwischenwalzen 9, 9 a, 10 und 10 a und der Stützwalzen 3 und 5 sind die Zwischenwalzen 9, 10, 9 a und 10 a über Umkehrwalzen 11, 12, 11a und 12 a durch die Stützrollen 13,14,13 a und 14 a abgestützt. Die Stützrollen 13, 14, 13 a und 14 a sind in Lagerböcken 15 gelagert, die verschiebbar auf den biegungssteifen Stützbalken 16, 17, 16 a und 17 a aufsitzen.

Um die Stützrollen 13, 14, 13 a und 14 a in ständiger Anlage an den zugehörigen Stützwalzen 3 und 5 zu halten, sind die Lagerböcke 15 der Stützrollen 13, 14, 13 a und 14 a mit Laschen 20 versehen, welche um Bolzen 21 schwenkbar an den Lagerböcken 15 befestigt sind. Über Hebel 22, deren eine Enden als in die Laschen 20 eingesetzte Bolzen 23 umfassende Haken ausgebildet sind, werden die auf den biegungssteifen Stützbalken 16, 17, 16 a und 17 a aufsitzenden Lagerböcke 15 mit den Stützrollen 13, 14, 13 a und 14 a gegen die Stützwalzen 3 bzw. 5 gezogen. Die Hebel 22 sind dazu mittels Bolzen 24

gelenkig mit Hebeln 25 verbunden, die in Böcken 26 um Bolzen 27 schwenkbar gelagert sind. Geschwenkt werden die Hebel 25 mittels Kolben 28, die in um Bolzen 29 schwenkbare sich an den Böcken 30 abstützende Zylinder 31 eingesetzt und hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt sind. Die Kolben 28 sind gelenkig mit den Hebeln 25 verbunden. Die Hebel 22 können über Gestänge 32, die mit einem Handgriff 33 versehen sind, so geschwenkt werden, daß ihre als Haken ausgebildete Enden in oder außer Eingriff mit den Bolzen 23 der Laschen 20 kommen. Die Gestänge 32 sind mit Rasten 33 a versehen, so daß die Hebel 22 in ein- und ausgerückter Stellung arretierbar sind. Mit 34 sind die Befestigungen der biegungssteifen Stützbalken 16, 17, 16 a und 17 a an ig den Ständern 1 bezeichnet.

Die Umkehrwalzen 11, 12, 11a und 12 a sind mit Lagern 40 in radiale Schlitze 41 der um die Achsen der Stützrollen 13, 14, 13 a und 14 a schwenkbaren Halter 42 so eingesetzt, daß sie sich ungehindert an die Stützrollen 13,14,13 a und 14 a anlegen können. In die Halter 42 sind Gabelstücke 43 eingesetzt, die sich mit federnd nachgiebigem Druck gegen Lager 44 der Zwischenwalzen 9, 10, 9 a und 10 a legen. Durch je einen Halter 42 mit Gabelstück 43 werden die Achsen der zur Abstützung der Arbeitswalzen in einer Richtung zusammengehörenden Zwischenwalze, Umkehrwalze und Stützrollen 9, 11, 13 bzw. 9 a, lla, 13 a bzw. 10, 12, 14 bzw. 10 a, 12 a, 14 a in einer Ebene gehalten.

Mit ihren Zapfen sind die die Arbeitswalzen 8, 8 a abstützenden Zwischenwalzen 9, 10, 9 a und 10 a in Hebeln 50 und 50 a gelagert. Die Hebel 50, in denen die die Arbeitswalze 8 abstützenden Zwischen walzen 9 und 10 gelagert sind und die Hebel 50 α, in denen die die Arbeitswalze 8 a abstützenden Zwischenwalzen 9a und 10 a gelagert sind, sind jeweils durch Bolzen 51 und 51a miteinander verbunden. An ihren anderen Enden sind zwischen den jeweils gegenüberstehenden Hebeln 50 und 50 a elastisch nachgiebige Druckglieder angeordnet, die im Ausführungsbeispiel aus in Zylindern 52 geführten und hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Kolben 53 bestehen, wobei die Zylinder 52 und die Kolben 53 mittels Bolzen

54 mit den Hebeln 50 und 50 a gelenkig verbunden sind. Unter der Wirkung der Druckglieder werden die aus den Hebeln 50 und 50a gebildeten Hebelpaare voneinander weg gedrückt und die Hebel 50 bzw. 50a der beiden Hebelpaare gespreizt. Damit gelangen die die Arbeitswalzen 8, 8a abstützenden Zwischenwalzen 9, 10, 9 a und 10 a in feste Anlage sowohl an die Stützwalzen 3 und 5 wie auch über die Umkehrwalzen 11, 12, lla und 12 a an die Stützrollen 13, 14,13 a und 14 a.

Die Arbeitswalzen 8 und 8 α sind mit ihren Enden in Lagerstücke 55 und 55 a eingesetzt. Die Lagerstücke sind beiderseits der Lagerbohrung mit Schenkeln 56 versehen. Zwischen den gegenüberstehenden Schenkeln der Lagerstücke 55 und 55 a befindet sich jeweils ein aus zwei Paaren gelenkig miteinander und mit den Schenkeln der Lagerstücke

55 und 55 a verbundener Laschen 57 und 58 gebildeter Kniehebel. Auf die Kniehebel wirkt eine Feder 59 spreizend ein. Diese Feder 59 stützt sich einerseits mit einem Federteller 60 auf dem Scheitel der einen Kniehebel ab. Über den weiteren Federteller 61 wirkt die Feder auf einen Zuganker 62, der an seinem einen Ende gabelförmig ausgebildet ist. In dem Gabelstück 63 des Zugankers 62 ist ein Exzenterhebel 64 gelagert. Dieser Exzenterhebel, der um den Bolzen 65 schwenkbar ist, wirkt auf den Scheitel der anderen Kniehebel ein und dient zur Spannung der Feder 59. Unter der Wirkung der Feder 59 werden die Kniehebel gespreizt und damit die Arbeitswalzen 8 und 8 a in ständige Anlage an die Zwischenwalzen 9, 10, 9 a und 10 a gebracht.

In axialer Richtung sind die Arbeitswalzen 8 und

8 a sowie die sie abstützenden Zwischenwalzen 9, 10,

9 a und 10 a durch die Bügel 70 gehalten, welche in den Lageraugen 71 schwenkbar am Ständer 1 befestigt sind und mittels der Steckbolzen 72 verriegelt werden können. Die Arbeitswalzen 8 und 8 a sind durch Zwischenstücke 73, welche mit dem Bügel 70 lösbar verbunden sind, in axialer Richtung gehalten.

Bei dünnem und hartem Walzgut kommen die Arbeitswalzen 8 und 8a zum Einsatz. Wie zu ersehen ist, sind diese Walzen besonders leicht ein- und ausbaubar. Soll jedoch mit den Zwischenwalzen 9 und 9 a gewalzt werden, so können die Walzen 10 und 10 a mit den Umkehrwalzen 12 und 12 a und den Stützrollen 14 und 14 a im Walzgerüst belassen werden, da die Zwischenwalzen 9 und 9 a im Durchmesser etwas größer gehalten sind als die Zwischenwalzen 10 und 10 a, so daß die Zwischenwalzen 10 und 10 a das Walzgut nicht fassen. Anstatt die Zwischenwalzen 9 und 9 a größer als die Zwischenwalzen 10 und 10 a auszuführen, können die Zwischenwalzen 9 und 9 a auch näher als die Zwischenwalzen 10 und 10 a an die durch die Achsen der Stützwalzen gehenden Ebene herangesetzt werden. Dadurch ergibt sich ebenfalls zwischen den Zwischenwalzen 9 und 9 a ein kleinerer Walzspalt als zwischen den Zwischenwalzen 10 und 10 a. Gegebenenfalls können auch beide Maßnahmen gemeinsam zur Anwendung kommen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mehrwalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen, die durch je ein Paar sich gegen eine weitere, die Kräfte lotrecht zur Walzebene allein aufnehmende Stützwalze abstützende Zwischenwalzen gestützt und indirekt über die sie stützenden Walzen angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei alleinigem Antrieb der Stützwalzen *(3, 5) jede der die Arbeitswalzen (8, 8 a) stützenden Zwischenwalzen (9, 10, 9 a, 10 a) annähernd parallel zur Tangente an ihrer Berührungsstelle mit der Stützwalze (3, 5) — wie an sich zum Abstützen und zum Antrieb an Stützwalzen anliegender Arbeitswalzen bekannt — über eine Umkehrrolle (11, 12, lla, 12a) an je einer durch eine biegungssteife Stützbrücke (16, 17, 16 a, 17 a) abgestützten, lotrecht zur Walzebene bis zur jeweiligen Anlage an der Stützwalze (3, 5) verschiebbar gelagerten Stützrolle (13, 14, 13 a, 14 a) abgestützt und über diese angetrieben ist.

2. Mehrwalzengerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwalzen (9, 10 bzw. 9 a, 10 a) eines Paares unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und/oder unterschiedlich weit aus der gemeinsamen Achsebene der Stützwalzen (3, 5) heraus versetzt angeordnet sind.

3. Mehrwalzengerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwalzen

(9, 10, 9 a, 10 α) in Hebeln (50, 50 c) gelagert sind, die einem Zwischenwalzenpaar (9, 10 bzw. 9 a, 10 a) zugehörenden Hebel (50 bzw. 50 a) einerends gelenkig miteinander verbunden sind und anderends zwischen den Hebeln (50 und 50 a) der beiden Paare elastisch nachgiebige Druckmittel (52) zum Spreizen vorgesehen sind.

4. Mehrwalzengerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen (8, 8 a) in Lagerstücken (55, 55 a) gelagert sind, die beiderseits der Lagerbohrung je einen Schenkel (56) aufweisen, zwischen den gegenüberliegenden Schenkeln (56) der Lagerstücke (55, 55 a) beider Arbeitswalzen (8, 8 a) Kniehebel (57, 58) angeordnet sind und

ein zwischen den Kniehebeln (57, 58) wirksames, elastisch nachgiebiges Zugmittel (59) zum Spreizen der Arbeitswalzen (8, 8 a) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 957 023, 948 771, 941186, 940162, 885 385, 609 614, 552444, 552071, 436111, 218 524, 132050;

französische Patentschriften Nr. 1156 216,
650;

USA.-Patentschriften Nr. 2 566 679, 2 368 030;

»Zeitschrift für Metallkunde«, 1936, Heft 6, S. 139 bis 142;

»Der Maschinenmarkt«, vom 30. 8. 1957, S. 3, 4.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 588/153 4.64 Q Bundesdruckerei Berlin