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Verfahren und Vorrichtung zum Walzen von Trägerprofilen, insbesondere
von Breitflanschträgern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu dessen
Ausübung besonders günstige Vorrichtung zum Walzen von Trägerprofilen, insbesondere
von Breitflanschträgern, die in mehreren Stichen vertikal bzw. horizontal am Steg
bzw. an den Flanschen gewalzt werden.
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Beim Waizen von symmetrischen Universalträgern bereitet die Symmetrie
und Stegmittigkeit der Träger häufig Schwierigkeiten. Eine besonders große Schwierigkeit
liegt darin, daß die Stegmittigkeit, bemessen über die Gesamtlänge des Trägers unterschiedlich
sein kann, so daß die Mittigkeit an den Kopf- und Fußenden stark abweicht. Die Ursache
dieser unerwünschten Verhältnisse liegen in einer Reihe variabler ungünstiger Einflüsse.
Beispielsweise können für das Walzen von symmetrischen Universalträgern bereits
unsymmetrische Vorprofile zur Verfügung gestellt sein. Ferner treten unterschiedliche
Temperaturen über dem Querschnitt des Walzgutes auf. Ein weiterer Grund für die
Schwierigkeiten bildet der Walzenverschleiß. Alle die genannten Unzulänglichkeiten
führen nunmehr letztenendes dazu, daß eine Verlagerung der theoretischen Lage des
Steges am Trägerprofil zwischen den beiden Planschen auftritt. Es ist selbstverständlich,
daß diese Verlagerung nur in minimalen Toleranzen zulässig ist, weil sonst das Walzgut
unbrauchbar wird oder als minderwertige Qualität behandelt werden muß. Die an die
Qualität des Walzgutes zu stellende Forderung zielt daher auf eine möglichst geringe
Toleranz des Fertigmaterials.
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Für die Herstellung eines ordnungsgemäßen Trägerprofils ist außer
einer einwandfreien Walzenkalibrierung die VorLichtung verantwortlich, mittels deren
das Walzgut in den Walzspalt geführt wird. Eine mangelhafte Zuführung des Walzgutes
in den Walzspalt stellt'daher eine weitere Schwierigkeit dar, Universalträger mit
den gewünschten Eigenschaften zu-erzeugen. Als Vorrichtung für das Zuführen der
Profilträger in die in Frage kommenden Walzgerüste ist es bekannt, in der Sprache
des Walzwerkers als Führungsschuhe bezeichnete schienenartige Elemente vorzusehen.
Solche Schienen besitzen im allgemeinen einen T-förmigen Querschnitt, und sind von
oben und von unten in das Innere des Breitflanschträger-Profils eingeführt. D.h.
die Führungsschuhe führen von oben und von unten den Steg des Trägerprofils und
durch ihre Breitenausdehnung gleichzeitig auch die Flanschen des Trägerprofils.
Es ist jedoch nur möglich, für das beim ersten Stich in ein Vor- oder Fertiggerüst
einlaufende Walzgut die.Breite der Führungsschuhe festzulegen. Bei den nachfolgenden
Stichen verbreitert sich das Profil des Breitflanschträgers oder eines ähnlichen
Profilquerschnittes, so daß die Führungsschuhe nicht in der Lage sind eine seitliche
Führung und vor allen Dingen eine Höhenführung zu ermöglichen.
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Es ist mit den Führungsschuhen nicht mehr möglich, bei den sehr hohen
Geschwindigkeiten der einlaufenden Trägerprofile eine absolut mittige Führung zwischen
die symmetrisch anstellbaren Verformungswalzen zu garantieren. Es treten daher die
bereits erwähnten Schwierigkeiten auf, wenn das Trägerprofil nicht die theoretisch
festgelegte Form aufweist. Aus diesem Grunde wurde in der Vergangenheit praktisch
ein unangenehm großes Spiel der Führungsschuhe innerhalb des Trägerprofils zugelassen,
was zu den unerwünschten Folgen führt. Die bekannteVorrichtung, die die Vorprofile
vertikal über den Steg und horizontal über die inneren Flächen der Trägerprofil-Flanschen
führt, entspricht nicht den an sie gestellten Forderungen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen
Weg aufzuzeigen, wie toleranzhaltigeres Walzmaterial erzeugt werden kann und außerdem
eine Vorrichtung zu schaffen, die die erläuterten Mängel des Standes der Technik
nicht mehr aufweist, d.h. eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei der die Führung wesentlich
verbessert ist.
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Das Problem des ersten Teils der gestellten Aufgabe, d.h.
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die Schwierigkeit der abweichenden Steglage aus dem Wege zu räumen
wird dadurch gelöst, daß gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in Walzrichtung mit
bestimmtem Abstand vor dem Walzspalt an den Flanschenkanten kontinuierlich in Abhängigkeit
einer Abweichung des Steges von der theoretischen Stegmitte veränderliche, in vertikaler
Ebene wirkende Kräfte angewendet werden, wobei ein gegenläufiges Kräftepaar in dieser
Ebene nach oben oder nach unten verschoben wird. Der Grundgedanke der Erfindung
geht davon aus, den Träger praktisch eingespannt zwischen den Verformungswalzen
zu betrachten und ein Stück vor dem Walzspalt eine Biegekraft anzuwenden, so daß
es gelingt, die Lage des Steges in Bezug auf die Mittigkeit zu den Flanschenkanten
zu verändern. Die Erfindung nutzt dabei die Möglichkeit aus, die plastische Verformbarkeit
des Werkstoffes zur Verlagerung des Steges heranzuziehen. Es ist insbesondere wertvoll,
diese Biegekraft entsprechend den laufenden Abweichungen veränderlich halten zu
können, d.h. mittels schnellwirkender elektrischer oder elektronischer Schaltungen
eine notwendige Korrektur vorzunehmen.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen,
daß das Kräftepaar neben dem zwangsweisen-Führen der Flanschen in Abhängigkeit von
der Steglage, bezogen auf die Flanschenkanten, zur zusätzlichen Arbeit für das Stauchen
der Flanschenkanten herangezogen wird. Dieser zusätzliche Erfindungsschritt begünstigt
nunmehr auch die Länge der Flanschen an beiden Seiten des Profils zu beeinflussen
und
gewissermaßen einen Ausgleich zur Verlagerung der Stege herbeizuführen, um nicht
nur eine Stegverlegung vornehmen zu müssen. Dieser zweite Verfahrensschritt kommt
daher insbesondere für große, schwere Profile in Betracht sowie auch für größere
Abweichungen der Steglage von der theoretischen Lage.
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Der zweite Teil der Erfindungsaufgabe wird durch eine besonders zweckmäßige
Vorrichtung gelöst. Es wird vorgeschlagen, daß im Abstand zur Walzspaltebene in
Abhängigkeit der Flanschenhöhe eines zu walzenden Trägerprofiles eine Station vorgesehen
ist,. die in eine Ober- und eine Unterseite aufgeteilt ist, wobei an beiden Seiten
Rollen vorgesehen sind, die zur Stfftzung der Flanschenkanten dienen und die an
Ober-und Unterseite abhängig oder unabhängig von-einander höhenverstellbar sind
und daß außerdem horizontale Führungsleisten zur seitlichen Führung des. TrEgerprofils
vorgesehen sind. Der Abstand der Station zur Walzspaltebene bildet quasi den Hebelarm,
der. zusammen mit dem Kräftepaar ein Biegemoment in der Station ergibt. Dieser Abstand~kann
festgelegt werden oder. auch durch. Verschiebbarkeit der Station geändert werden.
Die bekannten Führungsschuhe werden durch Rollen ersetzt, die durchgehend das obere
Flanschenpaar pressen. Einzelrollen sind für besondere Fälle auch möglich.
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Die bisher gleitende Reibung, verursacht durch die Leisten der Führungsschuhe,
wandelt sich in die geringere rollende Reibung um, wodurch ein entscheidender Vorteil
der Erfindung gegeben ist. Ein anderer Vorzug, der die Erfindung in einem zweiten
Punkt dem Stand der Technik gegenüber überlegen macht, besteht in der UnabhEngigkeit
der jeweiligen Stichfolge und der damit zusammenhängenden Maßänderung des Trägerprofils,
die nach jedem Reversierdurchgang stattfindet. Die Vorzüge der. Anstellbarkeit der
Rollen in Kombination mit einer Ausübung von Biegekräften und die rollende Reibung
heben den Erfindungsgegenstand über die bekannten Maßnahmen hinaus.
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Die Aufgabe. der horizontalen Führungsleisten wird durch die spielfreie
vertikale Führung im übrigen ebenfalls erleichtert.
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Die Rollgangsebene läßt sich nach einer besonders geschickten Maßnahme
mit der Rolle der Unterseite kombinieren, wobei die Höhenverstellbarkeit der Unterrolle
sowie deren Kraftbetätigung in Betracht gezogen sind. Hierbei ist die erfindungsgemäße
Ausgestaltung so vorgenommen, daß an der Unterseite der Station eine oder mehrere
beide unteren Flanschenkanten des Trägerprofils stützende, horizontal liegende Führungsrollen
in einem Schwenktisch gelagert sind, dessen Schwenkzapfen im Abstand zur Führungsrolle,vom
Walzgerüst abgewendet, angeordnet sind.
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Die untere Seite der Station ist zweckmäßig derart ausgestaltet, daß
die an der Oberseite der Station liegende Führungsrolle oder -rdllen an einer kraftbetätigten
Hubein- einrichtung drehbar gelagert sind. Diese Einheit stellt ein auswechselbares
Aggregat dar und kann gegebenenfalls leicht bestehenden Walzgerüsten hinzugefügt
werden.
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Geeignete Voraussetzungen für einen steuerbaren Betrieb bei wirkungsvoller
Dosierung der aufzubringenden Biegekräfte schafft die Erfindung ferner dadurch,
daß der Schwenktisch an der Unterseite und die Hubeinriohtung an der Oberseite mittels
eines mechanischen Getriebes oder eines hydraulischen Kolbentriebwerkes betätigbar
sind.
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Für stark unterschiedliche Flanschenhöhe und für eine besonders breite
Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist vorteilhaft, daß die horizontalen Führungsleisten
im Bereich der Drehlager der oberen Führungsrolle mit einer Aussparung versehen
sind. Es können auch niedrige Flanschenhöhen geführt und damit gewalzt werden entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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In gewissen Fällen kann ein Stauchgerüst, das dem Walzwerk für Trägerprofile
vorgeschaltet ist, eingespart werden. Nach der Erfindung ist dies dann möglich,
wenn für kleinere Trägerprofile die an der Ober- und an der Unterseite liegenden
Führungsrollen mit einer Kalibrierung fUr den Stauchvorgang versehen sind.
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Besonders leicht läuft der Stauchvorgang dann ab, wenn die die Flanschkanten
stauchenden Rollen mit einem Drehantrieb ausgestattet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt und im folgenden näher erläutert: Fig. 1 zeigt den vorrichtungsgemäßen
Erfindungsgegenstand in Anwendung an einem Walzgerüstfür Breitflanschträgerprofile,
von der Seite gesehen.
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Fig. 2 stellt den Erfindungsgegenstand (Vorrichtung) in Vorderansicht
und vergrößert dar.
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In Figur 1 verläuft ein Rollgang 1 vor dem StauhgerUst 2.
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Ein Rollgang 3 für Reversierbetrieb verlust ebenso von der rechten
Seite her zum Profilträger-Walzw-erk 4. In den erwähnten Fällen kann das Stauchgerüst
2 für das Walzen der Flanschenkanten entfallen. Es ist eine besondere Ausführungsform
der Erfindung, wenn mehrere der vorgesehenen Stationen angewendet werden, um auch
Flanschen mit größerer Flanschdicke zu stauchen.
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Das Stauchgerüst 2 lagert auf den Fundamentblöcken 5 und 6.
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Benachbart stützt sich das Walzwerk 4 auf den Block 6 und anderweitig
auf das Fundament 7 auf. Zwischen Walzwerk 4 und Stauchgerüst 2 befindet sich die
erfindung5gemEße Station8 Dieselbe Station 8 liegt auf der anderen Seite. Der Walzbetrieb
erfolgt nach den Richtungen 9 und 10. Die Station 8 liegt im Abstand 11 von der
Walzspaltebene 12. Jede Station 8 bildet eine Oberseite 13 und eine Unterseite 14.
Deren Wesenselemente stellen Rollen 15 und 16 dar. Seitlich werden (die in Figur
1 nicht gezeigten) Trägerprofile durch Führungsleisten 17 in der geforderten Lage
gehalten. Die Führung leisten 17 lassen sich in horizontaler- Richtung verschieben.
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Die Unterseite 14 wird durch den Schwenktisch 18 gebildet, der um
Zapfen 19 schwenkbar gelagert ist. Als Antrieb dient das Hydraulik-Kolbentriebwerk
20, das ebenso durch eine Ge-@@@spin@@@ @ @etrieben von einem Elektromotor 20, ersetzt
sein
kann. Die Oberseite 13 hingegen weist die Hubeinrichtung 21 auf. An ihr ist die
Rolle 15 im Drehlager. 22.gehalten.
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Der Höhenanstelltrieb kann aus einer Zahnstange mit dem Antriebsritzel
23 und einem nicht weiter gezeigten Elektromotor bestehen. Sämtliche Antriebe sind
mittels Abtastvorrichtungen optischer oder mechanischer Gattung steuerbar und somit
die Anpreßkräfte der Rollen 15 und 16 während des Durchlaufens des Trägerprofils
variierbar.
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Figur 2 zeigt die Lage des Trägerprpfils -2. Die Lage des Steges 25
ist stets horizontal, weicht jedoch aus den dargelegten Gründen von der theoretischen
Lage 26 ab. Praktisch liegt der Steg 25 dann zu den Flanschen 27 und zu den Flanschenkanten
28 unsymmetrisch. Um die richtige Vorbiegung zu gewinnen, wird daß Rollenpaar 15
/16 .jeweils -gemeinsam verstellt, nach oben oder unten und bildet das verfahrensmäßige
Kräftepaar. Während der Verstellung befindet sich selbstverständlich dieses Kräftepaar
nicht im Gleichgewicht. Jeweils die untere oder die obere Kraft überwiegt, so daß
sich das erwünschte Biegeinoment an dieser Stelle ergibt. Es ist auch möglich, solch
ein Kräftepaar auf andere Art zu erhalten. Beim Durchlaufen des Profilträgers 24
dient eine FUhrungsschxne 29 zur Uberbrflckung der Leerstrecke 30. Dies wirkt sich
insbesondere vorteilhaft beim Einlauf des Stranganfanges aus. Die FUhrungsschine
29 ist durch die Aussparung 31 in der Lage, unabhängig von der Rolle 15 zu arbeiten.
Diese Führungsschiane 29 bleibt jedoch bezogen auf die Walzspaltebene 22 ohne besondere
Wirkung. Die Drehlager 22 finden bei weiterem Absenken der Hubeinrichtung 21 für
niedere Flanschen 27 Platz in den Aussparungen 32. Die Rolle 15 ist vorteilhafterwgse
in der Gabel 33 gelagert. Für kürzere Stege 25 sind die Rabmenteile 34 und 35 mittels
der Spindeln 36 und 37 verstellbar, wobei die Spindeln einstückig und mit Rechts-
und Linksgewinden versehen sind.
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Figur 2 gestattet die Erklärung der Biegekraftpaare 38/39 und 40/41.
Die Erfindung ermöglicht im übrigen abwandelbare Vorrichtungen jeweils von einer
solchen Art, die es gestattet, eine Verlagerung zwischen dem Steg 25 und den Flanschen
27 zu erzwingen.
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In Betracht gezogene Druckschriften: k e i n e