DE1452009B2 - Walzgerüst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit dünnen Arbeitswalzen, die über rollenförmige Stützelemente auf sehr biegungsfesten, den Arbeitswalzen parallelen, von seitlichen Ständern getragenen Querbalken eines in sich geschlossenen Walzgerüstes abgestützt sind, sowie mit dem Einfluß des Walzdruckes entgegenwirkenden regelbaren Druckvorrichtungen.

Bekanntlich treten beim Walzen von Metallblechen und -bändern bei der Streckung und Stärkenverminderung des Walzgutes im Walzspalt beträchtliche Kräfte auf, die als Walzentrennkräfte bezeichnet werden, weil sie bestrebt sind, die Walzen voneinander zu trennen. Diese Kräfte erfordern ein sehr starres Walzgerüst, insbesondere sehr biegungsfeste Querbalken desselben, um Durchbiegungen der letztlich auf dem Walzgerüst abgestützten dünnen Arbeitswalzen und damit die Erzeugung von Walzgut von ungleichmäßiger Stärke möglichst zu vermeiden.

Die Verstärkung des Walzgerüstes hat jedoch seine Grenzen, weil seine Verstärkung über ein gewisses Maß hinaus einen Material- und Gewichtsaufwand bedeutet, der hinsichtlich der Verhinderung von Durchbiegungen der Querbalken des Gerüstes nur einen verhältnismäßig kleinen Gewinn bringt.
Die regelbaren Druckvorrichtungen der bekannten Walzgerüste der eingangs geschilderten Art, welche dem Einfluß des Walzdruckes, also den Walzentrennkräften entgegenwirken sollen und unmittelbar auf die Walzen einwirken, ändern nichts an dem Erfordernis einer ausreichenden Steifheit des Walzgerüstes, weil sie sich selbst auf dem Walzgerüst abstützen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, Ausbiegungen des Walzgerüstes, insbesondere der Querbalken desselben zu vermeiden oder wenigstens zu vermindern, ohne daß es dazu einer übermäßigen Verstärkung des WaIz-' gerüstes bedarf.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß den Querbalken des Walzgerüstes parallele Stützbalken eines gesonderten Stützgerüstes zugeordnet und die Druckvorrichtungen zwischen Querbalken und Stützbalken angeordnet sind. Dadurch ergeben sich wesentliche Material- und Gewichtsersparnisse.

Die Stützbalken des gesonderten Stützgerüstes brauchen nicht unbedingt besonders biegungsfest zu sein, weil ja ihre Durchbiegungen durch Verstellung der Druckvorrichtungen ausgeglichen werden können. Zweckmäßig befindet sich das gesonderte Stützgerüst außerhalb der Querbalken des Walzgerüstes, und es ist von Vorteil, wenn die Druckvorrichtungen getrennt regelbar sind. Es empfiehlt sich in der Regel, die Druckvorrichtungen in gleichen Abständen zwischen den anderen Querbalken des Walzgerüstes anzuordnen, doch besteht in gewissen Fällen auch die Möglichkeit, die Abstände der Druckvorrichtungen zu ändern.
Um das Ausmaß einer etwaigen noch verbliebenen Durchbiegung der Querbalken des Walzgerüstes bzw. der zu ihrer Beseitigung notwendigen Kräfte kenntlich zu machen, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in walzenparallelen Bohrungen der Querbalken des Walzgerüstes ein starres Element angeordnet, welches den unbelasteten Querbalken nicht berührt und J Meßvorrichtungen trägt, durch die bei Belastung des ; Querbalkens Änderungen seines Abstandes von dem j

Element ersichtlich sind. j

Die Meßvorrichtungen sind zweckmäßig auf der den Druckvorrichtungen gegenüberliegenden Seite des i starren Elements angeordnet. Ferner können die Druckvorrichtungen über die Meßvorrichtungen gesteuert sein. j Die Erfindung kann auch für Gerüstkonstruktionen ί für andere Zwecke Verwendung finden, wenn es sich ! darum handelt, die Durchbiegung der belasteten Quer- \ balken des Gerüstes ohne übermäßige Verstärkung derselben zu begrenzen.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar sind

F i g. 1 ein senkrechter Schnitt durch eine einer Durchbiegung unterliegende Gerüstkonstruktion,

F i g. 2 eine Stirnansicht mit im Schnitt dargestellten Teilen der gleichen Konstruktion,

F i g. 3 eine schematische teilweise geschnittene Vorderansicht eines Walzgerüstes gemäß der Erfindung,

F i g. 4 ein Querschnitt in der Mittelebene des Walzgerüstes nach F i g. 3 und

F i g. 5 eine Vorderansicht ähnlich F i g. 3 einer abgeänderten Ausführungsform des Walzgerüstes.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Gerüst 1 mit Querbalken 2 und 3, die an ihren Enden durch seitliche Ständer 4 und 5 miteinander verbunden sind. Die Gerüstteile 2, 3, 4 und 5 umgeben einen mittleren Hohlraum 6, innerhalb dessen z. B. die Walzen eines Kaltwalzwerkes angeordnet sind und Kräfte in der Richtung der Pfeile 7 einwirken. Die Balken 2 und 3 können dadurch versteift sein, daß sie eine wesentliche senkrechte Höhe haben.

Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß das Gerüst 1 ein einstückiges Gehäuse eines Kaltwalzwerkes ist, bei dem die in Richtung der Pfeile 7 auf die Balken 2 und 3 übertragenen Kräfte je cm Balkenlänge z. B. 4 t betragen. Um bei dieser Belastung unzulässige Durchbiegungen der Balken bei verschiedenen Breiten des Walzgutes zu vermeiden, ist ein gesondertes Stützgerüst 8 vorgesehen, welches aus einem oberen Stützbalken 9 und einem unteren Stützbalken 10 sowie diese Balken verbindenden Zuggliedern 11 und 12 besteht. Zwischen dem oberen Stützbalken 9 und dem oberen Querbalken 2 des Gerüstes 1 befindet sich eine Mehrzahl von in Abstand, z. B. in gleichem Abstand voneinander befindlichen Druckvorrichtungen in Form von hydraulisch betätigten Pressen 13,13a,... 13e. In ähnlicher Weise ist zwischen dem unteren Stützbalken 10 des Stützgerüstes 8 und dem unteren Querbalken 3 des Gerüstes eine Reihe von hydraulisch betätigten Pressen 14, 14a,... 14e angeordnet. Diese hydraulischen Pressen bestehen aus Zylindern, die auf den Balken des Stützgerüstes 8 angeordnet sind und Kolben 15, die auf den oberen bzw. den unteren Querbalken des Gerüstes 1 in den ausgewählte^ Abständen einwirken. Werden die hydraulischen Pressen betätigt, so werden auf die Querbalken 2 und 3 Kräfte übertragen, die den durchbiegenden, der in der Richtung der Pfeile 7 verlaufenden Walzentrennkräfte entgegenwirken. Bei der Ausübung dieser Gegenkräfte ist es gleichgültig, ob die Stützbalken 9 und 10 sich durchbiegen, und es spielt auch keine Rolle, ob eine Längung der Zugglieder 11 und 12 eintritt, solange diese Durchbiegungen und Längungen sich innerhalb der Elastizitätsgrenzen des Materials halten, aus welchem das Stützgerüst 8 gefertigt ist. Es beruht dies darauf, daß die von den hydraulischen Pressen 13 und 14 usw. ausgeübten Drücke von den Drücken des Druckmediums innerhalb der Zylinder abhängen. Es ist durchaus möglich, die Zylinder getrennt zu betätigen, da die Größe der jeweiligen Durchbiegung sich längs der Querbalken 2 und 3 ändern kann. Die Querbalken des Gerüstes 1 sollen ihrerseits genügend steif sein, damit die Durchbiegung zwischen den Angriffsstellen der Kolben 15 vernachlässigt werden kann. Die Einstellung des von einem Einzelzylinder ausgeübten Druckes kann unter Beobachtung und Nachmessung des Walzgutes erfolgen. In Übereinstimmung damit wird dann der Druck in den verschiedenen Zylindern so eingestellt, daß man ein flaches Walzprodukt frei von Wölbungen u. dgl. erhält.

Die F i g. 1 und 2 zeigen auch Vorrichtungen, mit deren Hilfe die noch verbliebene Durchbiegung der Querbalken 2 und 3 gemessen und die Einstellung der Druckvorrichtungen entsprechend diesen Messungen durchgeführt werden kann. Die Querbalken 2 und 3 sind mit verhältnismäßig kleinen walzenparallelen Längsbohrungen 16 und 17 versehen. Ein rahmenförmiges starres Element 18 hat obere und untere Schenkel 19 bzw. 20, die durch diese Bohrungen hindurchgehen und den unbelasteten Querbalken nicht berühren. In der oberen Bohrung befinden sich Auflager 21, welche das Element in dieser berührungslosen Stellung halten. Zwischen dem oberen Schenkel 19 und dem Boden der Bohrung 16 befindet sich ferner eine Reihe von S Meßvorrichtungen 22. Eine gleiche Reihe von Meßvorrichtungen 23 ist zwischen dem Schenkel 20 und der Oberseite der Bohrung 17 angeordnet. Diese Meßvorrichtungen befinden sich vorzugsweise gegenüber den . Kolben 15 der Preßzylinder. Die Meßvorrichtungen sind von bekannter Art und dienen dazu, Änderungen des Abstandes zwischen dem starren Element 18 und dem Boden bzw. der Oberseite der Bohrung 16 bzw. 17 anzuzeigen. Der Boden und die Oberseite der Bohrungen können gegebenenfalls mit einer Auskleidung aus härterem Metall versehen sein, wie dies bei 24 dargestellt ist. Von den Meßvorrichtungen gehen, gleichgültig ob sie mit einer Druckverlagerung oder elektrisch arbeiten, Leitungen nach außen, so daß die Meßvorrichtungen einzeln abgelesen werden können. Das EIement 18 unterliegt nicht den auf die Balken einwirkenden Biegekräften, abgesehen von dem kleinen Bruchteil dieser Kräfte, der durch die Meßvorrichtungen 22 und 23 übertragen werden kann.

Das Element 18 ist so steif, daß es diesen" Kräften widerstehen kann, so daß die Meßvorrichtungen ein genaues Maß der tatsächlichen Durchbiegungen der Querbalken 2 und 3 angeben.

Die Angaben der Meßvorrichtungen 22 und 23 können in verschiedener Weise verwertet werden. Sie können auf nicht dargestellten Skalen erscheinen, so daß das Bedienungspersonal auf Grund dieser Angaben die hydraulischen Drücke in den verschiedenen Zylindern 13, 14 usw. von Hand aus einstellen kann. Es können aber auch automatisch wirkende nicht dargestellte Verbindungen zwischen den Meßvorrichtungen 22 und 23 und Ventilen vorhanden sein, welche die hydraulischen Zylinder steuern. Wenn es sich um die außerordentlich schwierige Technik des genauen Walzens von flachen Metallbändern handelt, so ist es zweckmäßig, außer der automatischen Regelung für notwendige Fälle eine Handregelung vorzusehen. Die Handregelung kann auf Grund der von den Meßvorrichtungen gelieferten Angaben oder auf Grund von Angaben von Instrumenten, die das gewalzte Material selbst nachmessen oder auf Grund beider Meßwerte erfolgen.

An Stelle der hydraulischen Zylinder können auch andere mechanische oder hydraulische Druckvorrichtungen, wie z. B. Spindeln, Keile, Druckkissen u. dgl., Verwendung finden.

Die Fig.3 und 4 zeigen schematisch eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier hat das in sich geschlossene Walzwerksgerüst starre Querbalken 69, 70, die parallel zu den Arbeitswalzen verlaufen. Die Querbalken 69, 70 sind an ihren Enden durch seitliche Ständer 71 und 72 verbunden. In den einander zugekehrten Flächen der Querbalken 69, 70 sind parallele Bettungen 73 und 74 eingearbeitet, weiche zur Unterbringung von Sätteln 75 und 76 dienen, die ihrerseits den roUenförmigen Stützelementen 77 und 78 für die Arbeitswalzen 79,80 als Lager dienen.

Die Ober- und Unterseiten der Querbalken 69 und 70 haben breite ebene Flächen von runder oder rechteckiger oder ovaler Gestalt. Diese Flächen sind bearbeitet. Außerdem ist ein gesondertes Stützgerüst 81 mit einem oberen Stützbalken 82 und einem unteren Stützbalken 83 vorhanden, die oberhalb bzw. unterhalb der Walzgerüstquerbalken 69 und 70 liegen. Die Stützbalken 82 und 83 sind breit genug ausgeführt, um die vor-

genannten bearbeiteten Flächen auf den Außenseiten der Walzgerüstquerbalken 69 und 70 zu überdecken. Zusammengehalten werden die Stützbalken 82 und 83 durch vier Stangen, von denen zwei Stangen in F i g. 3 zu sehen sind und die Bezugsziffern 84 und 85 tragen. Diese Zugstangen erstrecken sich durch senkrechte Bohrungen in den Walzgerüstständern 71,72.

Zwischen den einander zugekehrten Flächen der Walzgerüstquerbalken und der Stützbalken des zusätzlichen Stützgerüstes sind hydraulische Dichtungen 86 angeordnet. Die Dichtungen verlaufen rund um die bearbeiteten Flächen in der Nähe des Umrisses derselben, um auf diese Weise einen mit 87 bezeichneten Druckraum abzuschließen. In diesen Druckraum kann ein hydraulisches Medium durch Leitungen 88 eingeleitet werden, und man kann den Druck dieses Mediums so einstellen, daß die Durchbiegung der Walzgerüstquerbalken 69 und 70 vollkommen kompensiert wird, d. h. also, daß diese Balken keiner Durchbiegung unterliegen. Der Druckraum 87 wird so bemessen, daß er einen größeren Teil der Breite des zu walzenden Bandes überdeckt. Der Druck kann so gewählt werden, daß er das Walzgerüst von allen Biegungs- und Scherbeanspruchungen befreit, obwohl Durchbiegungen der Stützbalken 82 und 83 auftreten.

Wie aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich, hat jeder WaIzgerüstquerbalken nur eine Zone wie bei 87, die dem hydraulischen Druck ausgesetzt ist. Bei Walzwerken, die dazu bestimmt sind, Bänder verschiedener Breite zu walzen, ist es zweckmäßig, die einander zugekehrten bearbeiteten Flächen der Walzgerüstquerbalken und der Stützbalken 82 und 83 in kleinere Bereiche zu unterteilen, damit bei geringeren Breiten der Druck mehr auf die Mitte der Walzgerüstquerbalken des Walzwerkes konzentriert wird.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die Verwendung hydraulischer Pressen als Druckvorrichtungen beschränkt. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, können zwischen den Walzgerüstquerbalken 69, 70 und den Stützbalken 82, Druckvorrichtungen 89 nach Art von Anstellelementen eingeschaltet sein. Diese einen mechanischen Druck ausübenden Vorrichtungen können Schneckenräder haben und entweder zusammen oder wahlweise durch nicht dargestellte Schnecken angetrieben werden.

F i g. 5 läßt auch erkennen, daß es nicht notwendig ist, ein vollständiges Stützgerüst vorzusehen. Der Stützbalken 82 kann vielmehr an den Enden der Ständer 71, 72 mit Hilfe von Spannbolzen 90 und 91 angebracht sein, die in das Walzgerüst eingeschraubt sind. Obwohl es in F i g. 5 nicht dargestellt ist, so liegt es doch auf der Hand, daß ein Stützbalken 83 auch unterhalb des WaIzgerüstquerbalkens 70 angebracht sein kann. Dieser Balken 83 kann dann mit ähnlichen Druckvorrichtungen versehen und in ähnlicher Weise an den Enden der Ständer 71 und 72 des Walzgerüstes befestigt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Walzgerüst mit dünnen Arbeitswalzen, die über rollenförmige Stützelemente auf sehr biegungsfesten, den Arbeitswalzen parallelen, von seitlichen Ständern getragenen Querbalken eines in sich geschlossenen Walzgerüstes abgestützt sind, sowie mit dem Einfluß des Walzdruckes entgegenwirkenden regelbaren Druckvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß den Querbalken (2, 3 bzw. 69, 70) des Walzgerüstes parallele Stützbalken (9, 10 bzw. 82, 83) eines gesonderten Stützgerüstes zugeordnet und die Druckvorrichtungen (13, 14 bzw. 87, 89) zwischen Querbalken und Stützbalken angeordnet sind.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das gesonderte Stützgerüst außerhalb der Querbalken (2,3 bzw. 69,70) befindet.

3. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtungen (13, 14 bzw. 87,89) getrennt regelbar sind.

4. Walzgerüst nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtungen (13,14 bzw. 87, 89) in gleichen Abständen zwischen den Enden der Querbalken (2, 3 bzw. 69, 70) angeordnet sind.

5. Walzgerüst nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein starres Element (18) in walzenparallelen Bohrungen der Querbalken (2, 3 bzw. 69, 70) angeordnet ist und den unbelasteten Querbalken nicht berührt und daß das Element (18) Meßvorrichtungerr(22,23) trägt, durch die bei Belastung des Querbalkens Änderungen seines Abstandes von dem Element (18) angegeben sind.

6. Walzgerüst nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtungen (13, 14 bzw. 87,89) über die Meßvorrichtungen (22,23) gesteuert sind.

7. Walzgerüst nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtungen (22, 23) auf der den Druckvorrichtungen (13,14 bzw. 87,89) gegenüberliegenden Seite der starren Elemente (19, 20) angeordnet sind.

8. Walzgerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische oder mechanische Druckvorrichtungen vorgesehen sind.