DE19811633A1 - Walzenanordnung zum Walzen von Bändern - Google Patents

Abstract

Um eine Walzenanordnung zu schaffen, mit der sich gleichzeitig und unabhängig voneinander Profil und Planheit der Bandkanten und Bandmitte beeinflussen und sich Bandkantenpressung und Kantenanschärfung verringern lassen, wird vorgeschlagen, daß Arbeitswalzen (1a, 1b) und/oder Stützwalzen (2a, 2b) an jeweils einer ihrer Stirnflächen in dem sich zwischen Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) und Walzmantelfläche erstreckenden Bereich eine um die Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) ringförmig verlaufende Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) aufweisen und daß die Walzen (1a, 1b, 2a, 2b) bandkantenorientiert angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zum Walzen von Bändern mit unmittelbar oder über Zwischenwalzen durch Stützwalzen abgestützten Arbeitswalzen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Zwischenwalzen und/oder die Stütz­ walzen gegeneinander axial verschiebbar angeordnet sind.

In der Walztechnik besteht der Wunsch nach über ihre Länge, Breite und Dicke plane Bänder, deren Abmessungen in zunehmend engeren Toleranzbereichen liegen. Üblicherweise wird das ge­ wünschte Planheitsziel über eine ballig geformte Walze er­ reicht. Diese zeigt allerdings den Nachteil, daß sie bei zu­ nehmend erforderlicher Stützwirkung über Stütz- und Zwischen­ walzen zur Verbiegung neigt, was sich im Bandkantenbereich des Walzgutes in einem Dickenabfall mit einer Kantenanschär­ fung negativ bemerkbar macht.

Um diese Kantenanschärfung zu verringern und zudem die Band­ kantengeometrie hinsichtlich Profilgenauigkeit und Planheit zu beeinflussen, wird in der Patentanmeldung 196 26 565.7 ein Walzgerüst mit gegebenenfalls unmittelbar oder über Zwischen­ walzen an Stützwalzen abgestützten, insbesondere gegensinnig axial verschiebbaren Arbeitswalzen vorgeschlagen, wobei zu­ mindest eine Walze in dem sich zwischen Achszapfen und Walz­ mantelfläche erstreckenden Bereich eine um die Achse konzen­ trisch verlaufende Einkerbung aufweist. Der Effekt ist, daß sich ein unterschiedliches Abplattungsverhalten des mit den Einkerbungen versehenen Walzenkörpers zum sich anschließenden Walzenvollkörper ergibt.

Als spezielle Weiterentwicklung hierzu schlägt die deutsche Patentanmeldung 197 36 767.4 vor, die erfindungsgemäße Einkerbung einseitig sowohl in den Arbeitswalzen als auch in den Zwischenwalzen eines Walzgerüstes vorzusehen, wobei die Arbeitswalzen über Zwischenwalzen an Stützwalzen abstützt sind.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Walzen­ anordnung zu schaffen, mit der sich gleichzeitig und unabhängig voneinander Profil und die Planheit der Bandkanten und Bandmitte beeinflussen und sich die Bandkantenpressung und Kantenanschärfung verringern lassen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Walzenanordnung nach Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Kern der Erfindung ist die Variation von Walzenanordnungen, bestehend aus Arbeitswalzen und Stützwalzen sowie gegebe­ nenfalls Zwischenwalzen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Stützwalzen an jeweils einer ihrer Stirnflächen in dem sich zwischen Achszapfen und Walzmantelfläche erstreckenden Be­ reich eine ringförmig verlaufende Aussparung aufweisen.

Hierbei sind vorteilhafterweise die Walzen so zueinander einstellbar, daß stets oberhalb und unterhalb des Walzgutes mindestens eine der Walzen mit ihrer ringförmigen Aussparung im Kantenbereich des Walzgutes angeordnet ist.

Durch die Kombination von Walzen mit einseitig eingebrachten ringförmigen Aussparungen sowie durch ihre gezielte bandkan­ tenorientierte Anordnung zueinander wird es möglich, sowohl die globale als auch die örtliche Planheit, d. h. den Kantenbereich, nahezu unabhängig voneinander zu beeinflussen.

Ausgehend davon, daß die beiden Arbeitswalzen jeweils einsei­ tig die gewünschte ringförmige Aussparung aufweisen, wird vorgeschlagen, daß die Arbeitswalzen so axial verschoben und die Aussparungen um 180° versetzt angeordnet sind, daß beide Bandkanten des Walzgutes sich im Bereich der ringförmigen Aussparungen der Arbeitswalzen befinden.

Ausführungsformen dieser Grundkonstruktion werden durch Zwi­ schen- und Stützwalzen geschaffen. Diese können als Vollwalze ausgebildet sein, die dann aber durch eine geeignete axiale Verschiebung und bandkantenorientierte Einstellung Einfluß auf die Arbeitswalzen und somit das Band bzw. Bandkanten neh­ men.

Ausgehend von der vorgeschlagenen Grundkonstruktion ist eine Walzenanordnung vorteilhaft, bei der die Aussparungen in den Stützwalzen gegenüber den Arbeitswalzen um 180° versetzt an­ geordnet sind und beide Bandkanten des Walzgutes sich eben­ falls im Bereich der ringförmigen Aussparungen der Stützwal­ zen befinden. Damit ist oberhalb und unterhalb des Walzgutes jeweils die ringförmige Aussparung der Stützwalze entgegenge­ setzt zur Arbeitswalze angeordnet.

Durch diese Walzenanordnung kommt es zum einen zu einer abge­ schwächten Stützwirkung neben den Bandkanten und zu einer Verminderung des Durchbiegens der Arbeitswalzen seitlich des Bandes bzw. des damit verbundenen Aufbiegens in der Walzen­ mitte. Es ist somit ein gleichzeitiger Einfluß auf die Bandkanten als auch auf die Bandmitte gewährleistet.

Folglich wird es möglich, die notwendigen Unterschiede im Balligkeitsschliff der Arbeitswalzen bei schmalen und breiten Bändern zu vermindern.

Indem die Arbeits- und stützwalzen axial verschiebbar sind, kann durch die vorgeschlagene bandkantenorientierte Fahrweise zusätzlich die Profillage und Planheit der Bandkanten beeinflußt werden. Hierbei werden die Stützwalzen gegensinnig zu den Arbeitswalzen bewegt.

Neben der Walzenanordnung, bei der die Stützwalzen als Voll­ walzen ausgebildet sind, ist es zusätzlich empfehlenswert, den Ballen der verschiebbaren Vollwalzen nicht abzusetzen, sondern anzufasen. Es empfiehlt sich, jeweils die Zwi­ schen- oder die Stützwalzen gegensinnig zu den eingekerbten Seiten der Arbeitswalzen einseitig angefast anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß die Kantenpressungen zwischen den Walzen bei bandkantenorientiert verschobenen Vollwalzen verringert wer­ den können.

Das Abplattungsverhalten der erfindungsgemäßen Walzen mit ringförmigen Aussparungen kann - wie bereits in der Patentan­ meldung 196 26 565.7 erwähnt - durch das Einführen eines die Einkerbung vollständig oder teilweise ausfüllenden Stopfens bzw. einer Hülse beeinflußt werden. Hierbei wird der Dämpfungseinfluß des entsprechend gewählten Materials ausge­ nutzt. So wird es auch möglich, die Walze im Bereich der Bandkanten (oder anderen relevanten Bandbereichen) abplat­ tungssteifer anstatt nachgiebiger zu machen.

Diese abplattungssteifen Walzen ermöglichen die gezielte Er­ zeugung langer Bandkanten, die teilweise wegen der Reduzie­ rung der Bandrißgefahr gewünscht werden.

Insbesondere zum Walzen von Aluminiumbändern wird vorgeschla­ gen, daß in die ringförmige Aussparung der Walzen einen Stopfen aufnimmt, wobei der Mantel des Stopfens hinsichtlich seines Umfangs über der Länge variiert. Der Stopfenmantel kann eine Ausbauchung aufweisen zur örtlich begrenzten Unter­ stützung des mantelnahen Walzenbereichs. Damit wird erreicht, daß der Walzenmantel nur teilweise bei Belastung auf diesem Stopfen aufliegt. Dieser Effekt wird ausgenutzt zur Kompensa­ tion von Bandfehlern, die dadurch entstehen, daß der Bandkan­ tenbereich eine sogenannte "stramme Kante" und im Anschluß daran eine "lange Kante" zeigt. Indem beim Walzen das Band mit der "strammen Kante" auf dem unterstützten Walzenmantel aufliegt und mit der "langen Bandkante" auf dem nicht unter­ stützen Walzenmantelbereich, kann dieser Fehlertyp vermieden werden.

Neben dem Einführen von Stopfen aus dämpfenden oder festig­ keitssteigernden Materialien wird weiterhin vorgeschlagen, in die ringförmigen Aussparungen gezielt Kühlmittel einzubrin­ gen. Bei entsprechend dünner Walzenmanteldicke reduziert die Kühlung die Ausdehnung der Walze infolge der Umformungswärme. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Planheit des Bandes und insbesondere der Kanten aus. Zusätzlich wird durch die Innen­ kühlung eine Mehrbelastung der Abblasvorrichtung am Gerüst­ auslauf vermieden. Weiterhin hat die Innenkühlung keine nega­ tiven Auswirkungen auf die Reibungssituation im Walzspalt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen der Erfin­ dung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Quarto-Walzgerü­ stes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Quarto-Walzgerü­ stes;

Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines Sexto-Walzgerüstes gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform eines Quarto-Walzgerü­ stes;

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines Sexto-Walzgerü­ stes;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform eines Sexto-Walzgerü­ stes;

Fig. 7 eine Vorrichtung zur Kühlung der ringförmigen Aus­ sparungen.

Die Fig. 1 zeigt schematisch die Walzenanordnung eines Quarto-Gerüstes mit zwei Arbeitswalzen 1a, 1b und zwei Stütz­ walzen 2a, 2b.

Die Arbeitswalzen 1a, 1b sind jeweils einseitig an einem ihrer Walzenden mit einer ringförmigen Aussparung 5a, 5b ver­ sehen und so angeordnet, das sich diese Aussparungen 5a, 5b oberhalb und unterhalb des Walzgutes 4 entgegengesetzt je­ weils im Bereich der Bandkanten befinden.

Ausgehend von dieser Grundkonstruktion zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform mit zwei Stützwalzen 2a, 2b, die ebenfalls jeweils eine einseitig eingebrachte Aussparung 6a, 6b aufwei­ sen und Fig. 2 eine Ausführungsform mit zwei Vollwalzen als Stützwalzen 2a, 2b.

Sowohl bei der ersten Walzenanordnung (Fig. 1) als auch zweiten Walzenanordnung (Fig. 2) wird das Abplattungsverhal­ ten der Arbeitswalzen 1a, 1b durch die ringförmigen Ausspa­ rungen 5a, 5b der Walzen beeinflußt, wobei zusätzlich der Einfluß auf die Bandkanten und Bandmitte durch axiale Ver­ schiebung der einzelnen Walzen ausgenutzt wird.

Fig. 3 zeigt ein Sexto-Walzgerüst, das wiederum auf der Grundkonstruktion der zwei Arbeitswalzen 5a, 5b aufbaut. Der bandkantenorientierte Einfluß wird über die eingekerbten Ar­ beitswalzen durch die hier vorteilhafterweise symmetrisch zur Bandmitte angeordneten Stützwalzen 2a, 2b und die Zwischen­ walzen 3a, 3b, die bandkantenorientiert entgegengesetzt (siehe Pfeilrichtung) zu den Arbeitswalzen 1a, 1b verschoben sind, erreicht.

In Fig. 4 sind die Vollwalzen der Fig. 2 mit jeweils einem angefasten Endstück 9a, 9b dargestellt, wobei jeweils die an­ gefasten Enden 9a, 9b der Stützwalzen 21a, 21b entgegenge­ setzt zu den einseitig eingekerbten Seiten der Arbeitswalzen 1a, 1b angeordnet sind.

Vorstellbar ist hier auch die Ausführungsform eines Sexto- Walzgerüstes mit zwei angefasten Zwischenwalzen 31a, 31b, die von zwei Vollwalzen 2a, 2b gestützt werden (Fig. 5).

Die Fig. 6 und 7 zeigen Möglichkeiten der Einflußnahme auf das Abplattungsverhalten der Walzenenden, insbesondere der Arbeitswalzen. In Fig. 6 sind die ringförmigen Aussparungen 5a, 5b der Arbeitswalzen 1a, 1b mittels eines Stopfens 10a, 10b versehen. Dieser kann von seinem Mantelvolumen den Hohlraum der ringförmigen Aussparungen vollständig ausfüllen. Gegebenenfalls ist der Stopfen so geformt, daß der Mantelumfang über der Stopfenlänge variiert, so daß die vorher hohlliegende Walzmantelfläche nun örtlich begrenzt auf dem Stopfenmaterial aufliegt. Zur Verdeutlichung sind diese Auflagepunkte mit 11a, 11b gekennzeichnet.

Als weitere zusätzliche Möglichkeit der Einflußnahme ist es denkbar, daß das Walzenkernmaterial über die Länge der Arbeitswalzen wechselt, um somit die äußere Schale unterschiedlich abzustützen. Dies wird am Beispiel der Arbeitswalzen von Fig. 6 deutlich.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform zur gezielten Kühlung der ringförmigen Aussparung 5 an einer Walze. Hierbei spielt es keine Rolle, ob es sich um eine Arbeits-, Zwischen- oder Stützwalze handelt. Einspritzdüsen 12a, 12b sind neben dem Achszapfen 13 in Höhe der Aussparung 5 angeordnet, so daß das Kühlmittel gezielt in den Hohlraum eingebracht werden kann.

Claims (12)

1. Walzenanordnung zum Walzen von Bändern mit unmittelbar oder über Zwischenwalzen durch Stützwalzen abgestützten Arbeitswalzen, wobei die Arbeitswalzen und/oder die Zwischenwalzen und/oder die stützwalzen gegeneinander axial verschiebbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen (1a, 1b) und/oder die Stützwalzen (2a, 2b) an jeweils einer ihrer Stirnflächen in dem sich zwischen Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) und Walzmantelfläche erstreckenden Bereich eine um die Achszapfen (7a, 7b, 8a, 8b) ringförmig verlaufende Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) aufweisen und die Walzen (1a, 1b, 2a, 2b) bandkantenorientiert angeordnet sind.

2. Walzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (1a, 1b, 2a, 2b) so zueinander einstellbar sind, daß stets oberhalb und unterhalb des Walzgutes (4) mindestens eine der Walzen (1a, 1b, 2a, 2b) mit ihrer ringförmigen Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) im Kantenbereich des Walzgutes (4) angeordnet ist.

3. Walzenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen (1a, 1b) so gegeneinander versetzt und axial verschoben angeordnet sind, daß beide Bandkan­ ten des Walzgutes (4) sich im Bereich der ringförmigen Aussparungen (5a, 5b) der Arbeitswalzen befinden.

4. Walzenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischen- und/oder Stützwalzen (3a, 3b, 2a, 2b) Vollwalzen vorgesehen sind.

5. Walzenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6a, 6b) in den Stützwalzen (2a, 2b) gegenüber denen in den Arbeitswalzen alternierend um 180° versetzt angeordnet sind und beide Bandkanten des Walzgu­ tes sich im Bereich der ringförmigen Aussparungen (6a, 6b) der Stützwalzen befinden.

6. Walzenanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (2a, 2b) symmetrisch zur Bandmitte angeordnet und die Arbeits- und Zwischenwalzen (1a, 1b, 3a, 3b) abhängig von der Bandkante versetzt angeordnet sind.

7. Walzenanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollwalzen ein- oder beidseitig angefast (9a, 9b) sind.

8. Walzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Arbeitswalzen (1a, 1b) eine über die gesamte Walzenlänge sich erstreckende gekrümmte oder zy­ lindrische Kontur aufweisen.

9. Walzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkern der Arbeitswalzen (1a, 1b) über deren Länge aus unterschiedlichem Material besteht.

10. Walzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) teilweise ausgefüllt ist.

11. Walzenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die ringförmige Aussparung ein Stopfen (10a, 10b) einführbar ist, wobei der Umfang des Stopfenmantels über seine Länge variiert zur örtlich begrenzten Unterstützung (11a, 11b) des mantelnahen Walzenbereichs.

12. Walzenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Aussparung (5a, 5b, 6a, 6b) gezielt kühlbar ist.