DE1527606A1

DE1527606A1 - Arbeitswalze mit veraenderbarer Balligkeit

Info

Publication number: DE1527606A1
Application number: DE19661527606
Authority: DE
Inventors: Oskar Noe
Original assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Current assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Priority date: 1966-01-19
Filing date: 1966-01-19
Publication date: 1970-02-26
Also published as: US3457617A; FR1507837A; GB1108480A

Description

Arbeitswalze alt veränderbarer Balligkeit

Die Erfindung betrifft eine Arbeltswalze mit veränderbarer Balligkeit, die insbesondere fur den Einsatz in Blechwalzstraßen mit großen Blechbreiten geeignet ist.

In Blechwalzwerken werden die Walzen mit einer bestirnten Balligkeit geschliffen, um die Durchbiegung der Walzen durch den Walzdruck auszugleichen. Die Balligkeit bestisnt sich aus der jeweiligen Blechbreite, der Materialfestigkeit, dem erforderlichen Walzdruck und der elastischen Biegelinie der betreffenden Walzen. Insbesondere bei unterschiedlichen Blechbreiten Mißte die Balligkeit ständig geändert werden. Dieses Mangel begegnet man dadurch, daß die Arbeitswalzen durch besondere Stutzwalzen an zu starker Durchbiegung gehindert werden. WalzgerUste in Quarto-Bauweise, d.h. mit zwei Arbeitswalzen und zwei Stutzwalzen, sind jedoch außerordentlich aufwendig und kostspielig. Die Balligkeit kann nicht beliebig geändert werden; die Abnahme des Walzgutes im Walzspalt ist begrenzt, und die Bleche sind bei unterschiedlichen Blechbreiten nicht gleichmäßig dick.

Man hat weiterhin vorgeschlagen, die Arbeitswalzen durch an den Walzzapfen angreifende Kräfte derart vorzubiegen, daß die durch die Walzkraft hervorgerufene Durchbiegung in etwa wieder ausgeglichen wird. Die asi Walzzapfen angreifenden KrVfte können veränderlich sein, ua fUr unterschiedliche Blechbreiten und Materialqualitäten eine entsprechende Vordurchbiegung zu erzielen. Ein vollkoonener Ausgleich ist jedoch auch bei diesem Vorschlag nicht möglich, da sich bei der Durchbiegung durch die Walzkraft eine andere Biegelinie einstellt als bei der Durchbiegung durch die aa Walzenzapfen angreifenden Kräfte. Darüber hinaus belasten diese Kräfte den Walzenständer zusätzlich, to daß die Walzenanstellung wie auch das ganze Walzgerüst entsprechend stärker ausgelegt werden müssen. Ein nachträglicher Einbau der

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hierzu erforderlichen Einrichtungen in vorhandene Walzwerke ist praktisch nicht auglich.

Um die Balligkeit der Arbeitswalzen zu verändern, behilft man sich beim Blechwalzen dadurch, daß die Walze von außen oder innen ungleichmäßig erwärmt wird. Die unterschiedliche Temperatur der Walze ist aber nur sehr schwer zu kontrollieren und in bestimmten Grenzen zu halten. Die AufwXraung einer Walze bedingt einen großen Zeitaufwand, und die Xußeren Einflüsse, wie die durch den Walzvorgang entstehende Wärme, die WXraeabfuhr usw., sind nicht schnell Vnderbar.

Die Erfindung vermeidet die bekannten Nachteile dadurch, daß die Arbeitswalze einen vorzugsweise ringförmigen Hohlraum besitzt, der ait einer Druckflüssigkeit gefüllt 1st, deren Druck je nech gewünschter Balligkeit einstellbar ist. Vorzugsweise wird die Arbeitswalze ao ausgeführt, daß sie eue einem Kern und elnea Mantel besteht und der Mantel auf dem Kern an den Enden abgedichtet ist, wobei die Druckflüssigkeit durch KanXle in den abgedichteten Raum zwischen Kern und Rollenmantel geleitet wird. Ia Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird der Walze eine auf dea gesernten Uafang auftretende Balligkeit verliehen, die durch entsprechende Druckregulierung der Druckflüssigkeit schnell und beliebig Xnderbar ist.

Ua eine abglichst genaue Übereinstimmung der Walzendurchbiegung und der gewlinschten Balligkeit zu erzielen, wird weiterhin vorgeschlagen, dafl die Wandstärke der Walze bzw. die StXrke des Walzenaantels unterschiedlich bemessen wird.

Aus der Gleichung der elastischen Linie fllr die Walzendurchbiegung kann man verhältnismäßig einfach die erforderlichen Drtfcke und WendstXrken berechnen und festlegen. Hierdurch wird erreicht, daß eine gleichaXßige Blechdicke beim Walzen erzeugt wird. Die Balligkeit der Walzen kann auch wXhrend des Walzvorganges geändert werden. Vorteilhaft ist hierbei die Anwendung von DickenaeßgerXten, die den hydraulischen Druck in der Arbeitewalze steuern.

Die Erfindung schlXgt weiterhin vor, den Druck innerhalb der HohlrXuae der Walze durch einen Kolben zu erzeugen, der in einer konzentrischen Bohrung des Walzenzapfens verschieblieh gelagert ist, ait der Walze geaeinsaa rotiert und Über ein Axiallager von einest ststionXren Druckerzeuger betxtigt wird. Hierdurch vermeidet aan die Schwierigkeiten, die bei DrehdurchfUhrungen für

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die Druckflüssigkeit bei hohen Drucken an den Dichtungen auftreten. Bekenntlich macht die Zufuhrung von Druckflüssigkeit bei Drehdurchfuhrungen kleineren Durchmessers im Druckbereich bis zu etwa 100 atU keine besonderen Schwierigkeiten. Zum Aufweiten der Walze werden jedoch weitaus höhere Drucke benötigt. Nach eine« anderen Vorschlag der Erfindung kann dieser Schwierigkeit auch dadurch begegnet werden, daß der Druck innerhalb der HöhIrHüne der Walze dadurch erzeugt wird, daß ein als Druckübersetzer wirkender Stufenkolben in einer konzentrischen Bohrung des Walzenzapfens durch eine von außen Über einen feststehenden Zapfen, der gegenüber dem Walzenzapfen abgedichtet 1st, zugefUhrte Druckflüssigkeit verschoben wird. Nach diesem Vorschlag kann man mit einem PrimXrdruck von 50 bis 100 atU ein Vielfaches des Druckes in den Hohlräumen der Walze erzeugen.

FUr viele ggngige Walzenabmessungen bleibt der erforderliche Druck fUr die Erzeugung der Balligkeit jedoch im Bereich um etwa 100 atU, so daß in solchen Fallen mit normalen bekannten DrehdurchfUhrungen die Druckflüssigkeit dem Hohlraum zugeführt werden kann. In solchen Fällen ist es auch möglich, die Druckflüssigkeit fUr die Kühlung der Walze zu benutzen, indem man die HohlrXume der Arbeltswalze mit einem Zu- und Abfuhrungskanal verbindet und ein DruckUberwachungsgerMt in das System einbezieht. Diese Möglichkeit kann fUr Warmwalzwerke von Bedeutung sein.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgemMßen Arbeitswalze dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Arbeitshohlwalze, teilweise im Schnitt, bei der die DruckflUs- g sigkeit durch eine DrehdurchfUhrung zugeführt wird,

Fig. 2 eine Arbeitswalze, die aus einem Kern und einem Mantel besteht, und bei der die Druckflüssigkeit durch eine DrehdurchfUhrung zugeführt wird, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Teil der Arbeitsweise mit Kern und Mantel, bei der der Druck innerhalb der Walze durch einen Kolben im Walzenzapfen erzeugt wird, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 einen Teil der Arbeitswalze mit Kern und Mantel, bei der der Druck innerhalb der Walze durch einen Stufenkolben im Walzenzapfen erzeugt wird, teilweise im Schnitt.

Die einfachste Ausfuhrungsform einer Arbeitswalze nach der Erfindung 1st in Figur 1 dargestellt. Die eigentliche Walze ist mit 1, die Walzenzapfen mit

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bzw. 3 bezeichnet. Die Walze besitzt einen Hohlraum 4, der durch einen ZufUhrungskanal 5 mit einer DrehdurchfUhrung 6 ftlr die Druckflüssigkeit verbunden ist. Selbstverständlich wird die DrehdurchfUhrung jeweils auf der dem Antrieb abgewandtea Seite der Walze angeordnet. Sie 1st an sich bekannt und braucht deshalb nicht näher beschrieben zu werden. Wird der Hohlraum der Walze unter Druck gesetzt, so weitet sich die Walze entsprechend der gestrichelten Linie 7 auf. Die Aufweitung ist Übertrieben stark dargestellt; in Wirklichkeit handelt es sich um Aufweitungen im Bereich von einigen zehntel Millimetern. Durch Änderungen des Druckes ist die Balligkeit veränderbar. Selbstverständlich müssen beide Arbeitswalzen eines Walzwerkes in der vorgeschlagenen Form ausgeführt werden.

Die Figur 2 zeigt eine Arbeitswalze, die aus einem Kern 8 und einem Mantel 9 besteht. Die Zapfen 10 bzw. 11 bilden mit dem Kern 8 einen Körper. Der Mantel 9 ist gegenüber dem Kern an seinen Enden mit Dichtungen 12 abgedichtet. Die Wandstärke des Mantels kann unterschiedlich bemessen sein, um eine Angleichung der Balligkeit an die Durchbiegung der Walze zu erzielen. Der Hohlraum 13 zwischen Mantel und Kern 1st durch Kanäle 14 mit einer DrehdurchfUhrung 15 verbunden. Die gestrichelte Linie 16 deutet die Aufweitung des Mantels durch den hydraulischen Druck an.

Die Figur 3 zeigt einen Teil einer Arbeitswalze, die aus einem Kern 44 und einem Mantel 17 besteht. Der Mantel ist durch den hydraulischen Druck aufgeweitet dargestellt, wahrend die gestrichelten Linien 18 die Arbeitswalze im drucklosen Zustand darstellen. Im Gegensatz zu den Arbeitewalzen nach den Figuren 1 und 2 wird die Druckflüssigkeit nicht von außen zugeführt. Der Hohlraum 19 ist gefüllt, wobei eine EntlUftungsbohrung 20 eine vollständige Füllung ermöglicht. Der Druck innerhalb des Hohlraumes 19 wird durch einen Kolben 21 erzeugt, der in einer konzentrischen Bohrung 22 des Walzenzapfens lMngsverschieblich angeordnet ist. Ein stationärer Zylinder 23, der zweckmäßig in dem Topf 24 des Einbaustuckes 25 angeordnet ist, Übertrügt seine Kolbenbewegung Über Axiallager 26 auf den Kolben 21. Wird dem Zylinder 23 durch eine stationäre Leitung 27 Druckflüssigkeit zugeführt, so verschiebt sich der Kolben 28 und wirkt Über das Axiallager 26 auf den Kolben 21. Das System wirkt als Druckübersetzer, so daß mit geringen, von außen zugefUhrten Drucken hohe DrUcke innerhalb der Walze erzeugt werden können. Der Hub des Kolben· 21 ist bei vollständiger Füllung der Hohlräume 19 nur noch abhängig von der Kompressibilität der DruckflUssigkeiten.

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Die Figur 4 zeigt ebenfalls einen Teil einer Arbeitswalze, die aus einem Kern 29 und einem durch den hydraulischen Druck aufgeweiteten Mantel 30 besteht. Im Innern des Walzenzapfens 31 ist ein Stufenkolben 32 konzentrisch angeordnet, wobei Kanüle 33 die Verbindung zum Hohlraum 34 herstellen. Die Bohrung fUr den Stufenkolben im Walzenzapfen ist mit einem Deckel 35 verschlossen. Der Deckel selbst wird durch einen feststehenden Zapfen 36 durchdrungen und mit einer Drehdichtung 37 abgedichtet. Wird durch die Leitung Druckflüssigkeit zugeführt, so verschiebt sich der Stufenkolben 32 und erzeugt durch seinen Kolbenteil 39 in der Bohrung 33 einen Druck, der entsprechend dem Durchmesserverhültnis des Kolbenteile· 32 und des Teiles 39 möglich ist. Durch einen verhVltnlsaHßig geringen Druck in der Leitung 38 können sehr hohe Drucke in den HohlrMuaen der Walze erzeugt werden. Wie aus der Abbildung ersichtlich, ist eine weitere Leitung 40 an den Zapfen 36 angeschlossen. Diese Leitung ist durch Rückschlagventile abgesichert und dient zur Füllung des Hohlraumes. Eine Bohrung 41 ermöglicht das Entlüften des Hohlraumes 34 wXhrend des FUlIVorganges. An allen Mantelwalzen muß sichergestellt werden, daß der Mantel sich nicht gegenüber dem Kern verdreht. Das kann durch entsprechende Schrumpfsitze des Mantels auf dem Kern oder durch Keile, Paßfedern oder dergl. bewerkstelligt werden. In den Figuren 3 und 4 sind solche Slcherungseleaente mit 42 und 43 bezeichnet.

Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise, die Balligkeit der Arbeitswalzen zu verMndern. Anstelle von kostspieligen Quarto-Walzwerken können einfachere Duo-Waiswerke verwendet werden. Die erflndungsgemXBen Walzen kömnen in alle vorhandenen Duo-Walzwerke nachträglich eingebaut werden, ohne daß eine Änderung der Walzwerke erforderlich ist. Die Erzeugung der Balligkeit durch hydraulischen Druck im Innern der Walze bringt keine zusätzlichen Beanspruchungen in die StMnder der WalzgerUste. Die Balligkeit 1st leicht steuerbar und kann in Verbindung mit DickenmeßgerMten vollautomatisch dem jeweiligen Walzgut, das unterschiedliche Temperaturen und Abmessungen aufweisen kann, angepaßt werden.

Fur die Hersteilung der erfindungsgemUßen Mantelwalzen können gebrauchte Walzen verwendet werden. Der Hohlraum zwischen Mantel und Kern braucht im drucklosen Zustand nicht vorhanden zu sein. Es genügen einige Nuten im Mantel oder auf dem Kern, um der Druckflüssigkeit das Aufweiten des Mantels zu ermöglichen.

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Bei den lasur hoher werdenden Qualitätsansprüchen in bezug auf die Blechtoleranzen und den liner größer werdenden Blechbreiten können alt der erfindungigeaMQen Walze alle Forderungen erfüllt werden, ohne daß ea kostspieliger zusätzlicher Einrichtungen bedarf.

Die Erfindung kann selbstverständlich außer bei Blechwalzwerken auch fur andere WalzvorgMnge erfolgreich verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims

- T- Patentansprüche

1) Arbeltavalze alt veränderbarer Balligkeit, inibeiondere fUr die Arbeltewalzen an Blechstraßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze einen vorzugsweise ringförmigen Hohlraum (4, 13, 34) besitzt, der mit einer Druckflüssigkeit gefüllt ist, deren Druck je nach gewünschter Balligkeit einstellbar ist.

2) Arbeitswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze aus einem Kern (8, 29, 44) und einen Mantel (9, 30, 17) besteht und der Mantel auf des Kern an den Enden abgedichtet ist, wobei die Druckflüssigkeit durch KanMle (14, 22, 33) in den abgedichteten Raum (13) zwischen

Kern und Mantel geleitet wird. ^

3) Arbeitswalze nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den hydraulischen Innendruck hervorgerufene Balligkeit an Außendurchaesser der Arbeitswalze der Durchbiegungslinie, die durch den Walzdruck erzeugt wird, dadurch angenähert ist, daß die Wandstärke bzw. die Starke des Walzenmantel unterschiedlich bemessen wird.

4) Arbeitswalze nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Hohlräume der Walze durch einen Kolben (21) erzeugt wird, der in einer konzentrischen Bohrung (22) des Walzenzapfens verschieblich gelagert 1st, mit der Walze gemeinsam rotiert und Über ein Axiallager (26) von einest stationären Druckerzeuger betätigt wird.

5) Arbeitswalze nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Hohlräume der Walze dadurch erzeugt wird, daß ein als Druckübersetzer wirkender, mit der Walze rotierender Stufenkolben (32) in einer konzentrischen Bohrung (33) des Walzenzapfens (31) durch eine von außen Über einen feststehenden Zapfen (36), der gegenüber dem Walzenzapfen abgedichtet ist, zugefUhrte Druckflüssigkeit verschoben wird.

6) Arbeitswalze nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume der Arbeitswaise mit einsät Zu- und Abfuhrungskanal verbunden sind, •o daß die Druckflüssigkeit neben der Erzeugung der Balligkeit auch fUr die Kühlung der Waise benutzt wird.

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