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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Walzen von Band.
Sie besteht aus einem Mehrfachwalzwerk mit auf den Antrieb der Walzen einwirkenden
und deren Drehmoment ändernden und regelnden Steuermitteln, um damit sicherzustellen,
daß sich die Mittellinien der Arbeitswalzen quer zu der die Achsen der Abstützwalzen
enthaltenden Ebene zu bewegen, um damit die Arbeitswalzen vertikal mit den Achsen
der Abstützwalzen auszurichten und um damit den Spalt zwischen den Mantelflächen
der Arbeitswalzen zu verstellen.
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Bei Mehrfachwalzwerken, tritt die Aufgabe auf, die Arbeitswalzen in
ihrer Soll-Lage zu halten und sie in diese zurückzuführen, falls sie durch das Walzgut
oder durch den Antrieb auf sie einwirkende Drehmomente aus ihrer Soll-Lage verschoben
werden. Gegebenenfalls müssen die Arbeitswalzen auch aus ihrer Null-Lage verschöben
werden, da hierdurch die Querschnittsform des gewalzten Bandes und dessen Endstärke
bestimmt wird, was erwünscht ist.
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Die die Lage der Arbeitswalzen bestimmenden Kräfte und Drehmomente
sind die auf das Walzgut selbst einwirkenden Kräfte, also der Walzgutzug, und die
Drehmomente, die durch Antriebsmotore, durch Bremsen und durch die Abstützwalzen
auf die Arbeitswalzen ausgeübt werden.
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In der USA.-Patentschrift 3 018 676 wird ein Quartowalzwerk beschrieben,
bei dem die Lage der Arbeitswalzen allein durch Beeinflussen des Haspelzuges bestimmt
wird.
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Die USA.-Patentschrift 2 601792 beschreibt ein Quartowalzwerk, beidem
.die Lage der Arbeitswalzen und damit die Walzspaltformund-größe durchBeeinflussen
des Stützwalzendrehmoments und des Haspelzuges bestimmt wird. Im übrigen soll bei
diesem bekannten Quartowalzwerk ein Auswandern der Arbeitswalzen aus ihrer Mittellage
zwischen den Stützwalzen und damit eine Durchbiegung der Arbeitswalzen vermieden
werden. Zum Erreichen dieses Zieles werden die Zapfen der Arbeitswalzen von Armen
umfaßt, die ihrerseits durch einen vor den Walzen angeordneten Rahmen gehalten werden,
so daß dadurch eine Verschiebung der Walzenzapfep unterbunden wird.
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In der USA.-Patentschrift 2 651954 wird noch ein Quartowalzgerüst
beschrieben, in dem die Lage. der Arbeitswalzen allein durch Beeinflussen des Drehmomentes
der Stfitzwalzen gesteuert wird.
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In der USA.-Patentschrift 2 685 807 wird schließlich noch ein Quartöwalzwerk
beschrieben, bei dem die Antriebsmotore der Arbeitswalzen als steuerbare Antriebs-
und Bremsmotoren auszulegen sind.
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Alle diese bekannten Walzwerke sind darauf abgestellt, ein Auswandern
der Arbeitswalzen aus ihrer Mittellage zwischen den: Abstützwalzen und damit ein
Verformen der Arbeitswalzen zu vermeiden. Im Unterschied hierzu liegt vorliegender
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gesteuerte Verformung der Arbeitswalzen und
damit eine Möglichkeit der Beeinflussung des Walzenspaltes und entsprechend der
zu erzielenden Kontur des gewalzten Bandmaterials zu erreichen.
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Ausgehend von den bekannten Konstruktionen löst die Erfindung diese
Aufgabe dadurch, daß die auf den Antrieb der Walzen einwirkenden und ihr Drehmoment
ändernden und regelnden Steuereinrichtungen die Änderung des wirksamen Drehmomentes
durch zusätzliches Antreiben oder Bremsen a) der Arbeitswalzen hervorrufen, wenn
die Hauptantriebe an die Abstützwalzen angeschlossen sind, oder b) der Abstützwalzen
hervorrufen, wenn die Hauptantriebe an die Arbeitswalzen angeschlossen sind.
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Wie bereits ausgeführt, bestimmt die Form des Walzenspaltes die Kontur
des gewalzten Bandmaterials. Die Form des Walzenspaltes hängt wiederum von der Lage
und der Verformung der Arbeitswalzen ab. Die Lage der Arbeitswalzen wird durch die
auf diese einwirkenden Kräfte und Drehmomente bestimmt. An Kräften wirkt auf die
Arbeitswalzen der durch das Bandmaterial ausgeübte Zug ein. An Drehmomenten wirkt
auf die Arbeitswalzen dasjenige Drehmoment ein, das durch ihren Reibungsschluß mit
den Abstützwalzen auf sie übertragen wird. Zieht z. B. der durch das Bandmaterial
auf die Arbeitswalzen ausgeübte Zug diese aus ihrer abgestützten Mitteltage zwischen
den Abstützwalzen heraus, hat dies zur Folge, daß der Walzenspalt insgesamt größer
wird und weiter in seiner Mitte höher als an den Enden ist. Dies ergibt sich .daraus,
daß die Arbeitswalzen zwar noch an ihren Enden von ihren Lagern gehalten werden,
jedoch die mittige Abstützung durch die Abstützwalzen verlorengeht. Will man diese
sich zwangsläufig einstellende Form des Walzenspaltes vergrößern, kann man entweder
die Arbeitswalzen oder die Abstützwalzen zusätzlich so antreiben, daß die Arbeitswalzen
weiter aus ihrer Mittellage zwischen den Abstützwalzen herausgeschoben werden Will
man den Walzenspalt jedoch in seine Ausgangsform zurückbringen, wird man entweder
die Arbeitswalzen oder die Abstützwalzen zusätzlich so antreiben oder bremsen, daß
die Arbeitswalzen in ihre abgestützte Mittellage zwischen den Abstützwalzen zurückkehren.
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Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß man durch Verschieben
der Arbeitswalzen, wobei man eine Verformung bewußt in Kauf nimmt, die Form des
Walzenspaltes willkürlich beeinflussen kann. Diese willkürliche Beeinflussung des
Walzenspaltes kann sich zu der zwangsläufigen Beeinflussung des Walzenspaltes durch
die unter anderem durch den Walzgutzug ausgeübten Kräfte addieren oder von dieser
subtrahieren.
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Damit bietet die Erfindung ein leichtes Mittel, die Endkontur des
zu walzenden Bandmaterials zu beeinflussen.
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Weitere Merkmale der Erfindung, die zum Teil den Gegenstand von Unteransprüchen
bilden, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die
in Verbindung mit der Zeichnung erläutert werden. In der Zeichnung ist .
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F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Quartowalzwerkes,
F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Quartowalzwerkes gemäß einer bevorzugten
Ausführung der Erfindung, F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Quartowalzwerkes
gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung, F i g. 4 eine schematische Darstellung
eines Quartowalzwerkes gemäß einer dritten Ausführung, F i g. 5 eine schematische
Darstellung eines Quartowalzwerkes gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung,
F i g. 6 A eine schematische vergrößerte Vorderansicht des Quartowalzwerkes gemäß
F i g. 1 und 2,
F i g. 6 B eine schematische vergrößerte Vorderansicht
des Quartowalzwerkes nach F i g. 6 A in einer anderen Stellung, F i g. 6 C ein Vertikalschnitt
des Quartowalzwerkes nach den F i g. 1 und 2, der in vergrößertem Maßstab die Horizontalausbiegungen
zeigt, die an den Arbeitswalzen auftreten können, und ein Zeigergerät zur Darstellung
dieser Auslenkungen, und F i g. 7 eine schematische Darstellung der Ausführung nach
F i g. 1 mit ebenfalls schematisch dargestellten Steuermitteln.
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Die Zeichnung zeigt ein Gerüst 10 von allgemein üblicher Konstruktion.
In dem Gerüst 10 sind zwei Arbeitswalzen 11 in Lagerblöcken 12 gelagert und durch
Abstützwalzen 13 abgestützt, wie es bei einem Quartowalzwerk üblich ist. Die Abstützwalzen
13 sind in Lagerblöcken 14 im Gerüst 10 drehbar gelaaert und werden durch Antriebsmotore
15 über Kupplungen 16 üblicher Konstruktion angetrieben.
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Die Arbeitswalzen 11 ins über Kupplungen 18 an Antriebsmotore 17 angeschlossen.
Die Achsen der Arbeitswalzen 11 liegen in der gleichen Vertikalebene wie die Achsen
der Abstützwalzen 13, so daß jede Hin- und Herbewegung die Arbeitswalzen 11 teilweise
aus dieser Ebene herausführt und die Berührung zwischen der- Arbeitswalze und der
Abstützwalze in eine gekrümmte Form übergeht. Die Auswirkungen einer solchen Verschiebung
aus der Soll-Lage lassen sich ohne weiteres durch visuelle Beobachtung oder mit
Anzeige- oder Meßgeräten feststellen, .die Dickenschwankungen des Bandes oder eine
tatsächliche Auslenkung der Arbeitswalzen 11
feststellen.
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Ein Aufwickelhaspel 22 dient zum Aufnehmen des fertigen Bandes. Der
Haspel 22 wird von einem Umkehrmotor 23 angetrieben. Auf ähnliche Weise ist ein
Abwickelhaspel 24 an der Eingangsseite des Walzgerüstes vorgesehen. Dieser Haspel
24 ist in üblicher Weise mit einem Antrieb oder einer Bremse versehen.
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Bei der in F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführung wird eine von Hand
zu betätigende Vorrichtung gezeigt. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist wie
folgt. Das von dem Abwickelhaspel24 ablaufende und durch die Arbeitswalzen
11 auf den Aufwickelhaspel 22
auflaufende Band wird durch .die Arbeitswalzen
11
in seiner Stärke reduziert, die unter Reibungsschluß von den Abstützwalzen
13 angetrieben werden. Die Walzen sind so eingestellt, .daß eine bestimmte Sollstärke
des Bandes entsteht. Wenn das Band beginnt, Stärkeschwankungen zu zeigen, sieht
die Bedienungsperson diese Änderung auf der Anzeigetafel 100, die von den
Lastzellen 100 a erregt wird, und steuert die Antriebsmotore 17 so,
.daß die Arbeitswalzen 11 in entgegengesetzter Richtung oder in gleicher
Richtung wie durch den Reibungsschluß mit den Walzen 13 gedreht werden. In F i g.
2 würde die obere Abstützwalze 13 in Uhrzeigerrichtung umlaufen und die zugehörige
Arbeitswalze 11 in Gegenuhrzeigerrichtung antreiben. Bei einer Zunahme oder Abnahme
der Bandstärke würden die Antriebsmotore 17 auf die Arbeitswalzen 11 einwirken und
diese unter den Abstützwalzen 13 in oder entgegengesetzt zur Bandvorlaufrichtung
bewegen, je nach dem Wunsch der Bedienungsperson, wodurch bestehende Stärkefehler
ausgeglichen werden. Hierdurch wird die Stärke wieder auf den Sollwert zurückgeführt.
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In der Ausführung nach F i g. 7 wird die gleiche Antriebsanordnung
wie in F i g. 2, jedoch mit automatischen Reglern gezeigt. Lastzellen 19 sind oberhalb
der Banddurchgangslinie 20 angeordnet, wobei Fühlhebe121 an der Oberseite
des Bandes anliegen. Die Lastzellen 1.9 sind so angeordnet, daß sie ein Signal
in der einen oder der anderen Richtung in Abhängigkeit von der Richtung der Maßänderung
abgeben, die sich aus einer Verschiebung der Arbeitswalzen 11 ergibt. Die Antriebsmotore
17 werden so angesteuert, daß sie sich in Abhängigkeit von der Verschiebung der
Walzen 11 in der einen oder anderen Richtung drehen.
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Die Betriebsweise der Vorrichtung nach F i g. 7 ist wie folgt: Das
von dem Abwickelhaspel 24 a ablaufende und zwischen den Arbeitswalzen 11 a auf den
Aufwickelhaspel 22 a auflaufende Band wird durch die Einwirkung der Arbeitswalzen
reduziert, die durch Reibungsschluß von den Abstützwalzen 13 a angetrieben werden.
Bei einer Änderung der Stärke des Bandes zwischen Mittellinie und Kante wird dies
von den Fühlhebeln 21 erfaßt, die ausgelenkt werden und die Lastzellen 19 a erregen,
die ihrerseits die Antriebsmotore 17 a ansteuern, die dann die Arbeitswalzen 11
a in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Reibungsantrieb der Abstützwalzen 13
a drehen. Bei sich in F i g. 7 nach rechts bewegendem Band würde sich die obere
Abstützwalze 13 a in Uhrzeigerrichtung drehen und die obere Arbeitswalze 11 a in
Gegenuhrzeigerrichtung antreiben. Bei einem Auswandern der Arbeitswalze 11 a nach
links und einer Zunahme in der Stärke, wie dies in diesem Beispiel angenommen wird,
würde der eine Antriebsmotor 17 a die obere Arbeitswalze 11 a in Uhrzeigerrichtung
antreiben, während der andere Antriebsmotor 17 a die untere Arbeitswalze 11 a in
entgegengesetzter Richtung antreiben würde, wodurch sie zwischen die Abstützwalzen
13 a zurückgeführt werden.
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Falls auf der anderen Seite der Aufwickelhaspel 22 a einen
größeren Druck auf die Arbeitswalzen 11 a
ausübt, und diese nach rechts drückt,
wird der Arbeitswalzenantrieb deren Drehung steigern und damit den Reibungsantrieb
durch die Abstützwalzen 13 a ergänzen.
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Eine Bremsanordnung, wie ein Generator, oder jede andere bekannte
Form einer Verzögerungseinrichtung können zur begrenzten Stärkensteuerung verwendet
werden. Eine solche Anordnung wird in F i g. 3 gezeigt, in der eine Bremse 17 b
den Antriebsmotor 17 aus F i g. 2 ersetzt.
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In F i g. 4 wird eine andere Ausführung der Erfindung gezeigt, in
der die Arbeitswalzen 40 von den Antriebsmotoren 41 und die Abstützwalzen 42 von
den Antriebsmotoren 43 angetrieben werden, die die Abstützwalzen 42 verzögern
oder antreiben können, um damit die angetriebenen Arbeitswalzen 40 zum Verändern
der Bandstärke gegenüber den Abstützwalzen 42 zu verschieben.
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Bei der Ausführung nach F i g. 4 bewirkt der Antrieb der oberen Arbeitswalze
40 in Gegenuhrzeigerrichtung durch den Motor 41, daß diese nach links bewegt
werden, während die obere Abstützwalze 42 durch Reibungsschluß in Uhrzeigerrichtung
gedreht wird. Wird die obere Abstützwalze 42 durch den Motor 43 in Gegenuhrzeigerrichtung
gedreht und die untere Abstützwalze 42 mit einer ähnlichen Kraft angetrieben, kehren
die Arbeitswalzen 40 in ihre Normal- oder Null-Lage zwischen den Abstützwalzen zurück.
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An Stelle der auf die Abstützwalzen 42 einwirkenden
Bremsmotore
43 kann eine Bremsvorrichtung ähnlich der in F i g. 3 gezeigten Form verwendet werden.
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In F i g. S wird noch eine andere Ausführung gezeigt, in der die Arbeitswalzen
50 durch Abstützwalzen 51 abgestützt werden, die durch Antriebsmotore
52 angetrieben werden. Jede Arbeitswalze 50
ist an ihren beiden Enden
über je eine Welle 54 an einen Antriebsmotor 53 angeschlossen. Die Arbeitsweise
dieser Anordnung ist mit der Arbeitsweise der Ausführung nach F i g. 2 identisch.
Die Verwendung von zwei Antriebsmotoren 53 für jede Arbeitswalze 50 ergibt
jedoch eine gleichmäßigere Einwirkung bei Arbeitswalzen mit kleinem Durchmesser.
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In F i g. 6 A wird schematisch eine vergrößerte Vorderansicht auf
die Arbeitswalzen und Abstützwalzen mit einem dazwischenliegenden Band gezeigt,
bei dem die Stärke an Mittellinie und Kante stark voneinander abweichen. In F i
g. 6 B wird das gleiche Walzgerüst gezeigt, wobei die Arbeitswalzen entgegengesetzt
zu den Abstützwalzen angetrieben werden, um sie in die durch deren Achsen gehende
Ebene zu bringen.
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In F i g. 6 C wird in übertriebener Form die Ausbiegung der Arbeitswalzen
11 nach rechts dargestellt und ein Zeigergerät 60 zeigt die Stärke dieser Ausbiegung
an. Eine Bedienungsperson, die das Zeigergerät 60 abliest, kann auf die richtigen
Walzen einwirkende Motore oder Bremsen betätigen, damit die Walzen in ihre richtige
Lage zurückkehren. Dabei werden die Walzen entweder in die Vertikalebene der Achsen
der Abstützwalzen oder in eine von dieser abgelegene Ebene geführt, um in gewünschter
Form auf die Bandkontur einzuwirken.