DE19812263A1 - Walze für ein Walzgerüst - Google Patents

Abstract

Bei einer Walze für ein Walzgerüst, umfassend eine Walzenachse mit mindestens einem darauf angeordneten Walzenring, wobei die Walzenachse axial verschiebbar ist, weisen die Oberflächen von mindestens zwei der innenliegenden, von einem äußeren Walzenring eingeschlossenen Walzenbauteile in axialer Richtung gekrümmte Konturen auf, die zueinander um 180 DEG gedreht sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze für ein Walzgerüst, umfassend eine Walzenachse mit mindestens einem darauf angeordneten Walzenring, wobei die Walzenachse axial verschiebbar ist. Das Walzgerüst zum Walzen eines Metallbandes kann dabei z. B. als Duo-, Quarto- oder Sexto-Gerüst ausgebildet sein.

Bei der Fertigung eines Metallbandes werden Dicke und Querschnitt durch den Walzspalt bestimmt. Die genaue Kontur des sich unter Last einstellenden Walzspaltes ist von verschiedenen Einflußgrößen abhängig. Diese sind der Verschleiß der Arbeitswalzen, die elastische Verformung des Walzensystems, der Walzenschliff (Bombierung) sowie die thermische Balligkeit in Folge ungleichmäßiger Erwärmung der Walzenballen zwischen der Ballenmitte und dem Ballenrand. Ohne die Korrektur durch Stellglieder nimmt die Balligkeit der Arbeitswalzen mit zunehmendem Walzmaterial-Durchsatz ständig zu, und durch die sich so, ändernde thermische Bombierung weicht die Walzenkontur zunehmend von der Sollkontur, z. B. eine Parabel, ab.

Um die Abweichung der Ist-Profilform von der Soll-Profilform des Walzbandes während des Walzvorganges zu beeinflussen, ist es bekannt, einteilige Arbeits- oder Zwischenwalzenpaare so zu gestalten, daß der Walzenballen eine von der achs­ parallelen Geraden abweichende gekrümmte Kontur aufweist, die sich über die gesamte Länge des Walzenballens erstreckt, wobei die Walzen gegensinnig axial verschiebbar sind (vgl. DE 30 38 865 C1). Die Änderung des thermischen Crowns und des Arbeitswalzenverschleißes wird somit im Sinne einer Angleichung der Istkontur kompensiert. Der Walzspalt wird hierbei durch die gekrümmte Kontur der Walzen­ ballen im Zusammenspiel mit einer Relativverschiebung der zusammenarbeitenden Walzen beeinflußt.

Bei einer durch die US-A 4 407 151 bekanntgewordenen Walze der eingangs genann­ ten Art wird die Traglast durch axiales Verschieben der Walzen- bzw. Tragachse beeinflußt.

Es sind darüber hinaus verschiedene Systeme bekannt, bei denen die Balligkeit einer Walze und im Falle des Einsatzes als Stützwalze im Einzelfall auch die Abstützbreite mit Hilfe von hydraulischen Maßnahmen verändert werden kann. Bei diesen Syste­ men (Nipco-Walze, VC-Walze, Sumitomo-Walze, aufblasbare Walze, usw.) wird die äußere Form bzw. Balligkeit der Walzen und gegebenenfalls auch die Nachgiebigkeit der Walze auf äußere Lasten längs des Walzenballens mit Hilfe von Öldruckpolstern und/oder hydraulisch betätigten Stützschuhen verändert und damit an die Walzbedin­ gungen angepaßt.

Nachteilig bei diesen Ausführungen sind die aufwendige und entsprechend wenig betriebssichere Hydraulik. Außerdem läßt sich bei einer in der Regel nicht ausreichen­ den Dichtigkeit eine Verschmutzung von Walzöl oder Walzemulsion durch das Hy­ drauliköl nicht vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Walze zu schaffen, mit der sich die Einstellung des Walzspaltes während des Walzvorgangs gegenüber den bekannten Maßnahmen vereinfachen und genauer vornehmen läßt und die die Einstellmöglichkeiten der einzelnen Walzenpaare vervielfältigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberflächen von mindestens zwei der innen liegenden, von einem äußeren Walzenring eingeschlos­ senen Walzenbauteile in axialer Richtung gekrümmte Konturen aufweisen, die zueinander um 180° gedreht sind. Abgesehen davon sind die die Oberflächenkontu­ ren dieser Paarung in axialer Richtung beschreibenden mathematischen Funktionen gleich. Wenngleich es sich empfiehlt, einander zugewandte Oberflächen derart kontu­ riert auszubilden, so brauchen die gepaarten Konturen doch nicht in unmittelbarem Kontakt zu stehen, sondern können auch durch einen oder mehrere Walzenringe bzw. Schalen voneinander getrennt sein, selbst wenn diese auch wieder konturiert sind; die Funktion der betrachteten Paarung wird hierdurch nur geringfügig beeinträchtigt.

Die Ist-Form läßt sich sehr viel genauer einstellen, da der mehrteilige Auf- bzw. Zu­ sammenbau der erfindungsgemäßen Walze bereits innerhalb einer einzelnen Walze ein Vielzahl an Möglichkeiten bietet, die äußere Kontur der Walze zu verändern, um den gewünschten, Walzspalt einzustellen. Dies umso mehr, wenn nach einem Vor­ schlag der Erfindung nicht nur die Walzenachse, sondern auch der bzw. die Walzenringe axial verschiebbar sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Walze besteht darin, daß ihre äußere Oberfläche, d. h. die Fläche, die dem größten Verschleiß unterliegt, eine achsparallele bzw. zylindrische Form aufweist. Beim Nachschleifen dieser Oberfläche braucht daher keine Rücksicht auf eine etwaige Konturierung genommen zu werden, wie das bei einteiligen, gekrümmt konturierten Walzen der Fall ist, bei denen beim Überarbeiten der jeweiligen Walzenpaare die gegensinnige Oberflächenkontur genau berücksichtigt werden muß. Bei der eine Innenkrümmung aufweisenden erfindungsgemäßen Walze reicht hingegen ein einfacher, zylinderförmiger Schliff aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen daher vor, daß die Walzenachse und der innere Walzenring oder die äußere Oberfläche eines inneren und die innere Oberfläche eines äußeren Walzenringes eine gekrümmte Kontur aufweisen, wobei sich die Walzenringe ein- oder mehrteilig ausführen lassen. Stets besitzt hierbei ein auf dem innenkonturierten inneren Walzenring angeordneter äußerer Walzenring außen eine zylindrische Form seiner Mantelfläche.

Nach einem Vorschlag der Erfindung sind die einander zugewandten, gekrümmt konturierten Oberflächen formschlüssig ineinandergreifend ausgebildet, wobei sie mit einem Gewinde versehen sein können. Hiermit läßt sich berücksichtigen, daß es unter Umständen notwendig sein kann, zwischen den einzelnen Bauteilen der Walze Momente zu übertragen, die über das allein durch Reibschluß übertragbare maximale Moment hinausgehen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprü­ chen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung näher erläutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 in der Längsansicht eine mehrteilige bzw. -schalige Walze mit Innen-Krüm­ mung, d. h. in axialer Richtung gepaarter gekrümmter Kontur von Walzen­ achse und innerem Walzenring;

Fig. 2 die Walze nach Fig. 1 mit axial nach links verschobenem inneren Walzen­ ring;

Fig. 3 eine Quarto-Walzenanordnung mit eine Innenkrümmung gemäß Fig. 1 aufweisenden Stützwalzen;

Fig. 4 die Walzen-Anordnung nach Fig. 3 mit sowohl axial verschobenen Walzen­ achsen als auch axial verschobenen inneren Walzenringen;

Fig. 5 im Querschnitt eine formschlüssig in einen Walzenring eingreifende Trag­ achse; und

Fig. 6 im Längsschnitt eine Walze bei der die konturierten Innen- bzw. Außen­ seiten, d. h. die einander zugewandten Oberflächen von Walzenachse und innerem Walzenring über ein Gewinde ineinandergreifend verbunden sind.

Eine in Fig. 1 gezeigte, als Arbeits- oder Zwischenwalze einzusetzende Walze 1 besteht aus einer Walzenachse 2 mit einem darauf angeordneten inneren Walzenring 3 und einem diesen konzentrisch umschließenden äußeren Walzenring 4. Die Oberfläche 5 der Walzenachse 2 besitzt ebenso wie die - innere - Oberfläche 6 des inneren Walzenringes 3 eine in axialer Richtung gekrümmte Kontur, wobei die Oberflächenkonturen dieser Paarung zueinander um 180° gedreht sind. Der äußere Walzenring 4 weist hingegen eine zylindrische, d. h. nicht konturierte Form auf. Zur variablen Einstellung des Walzspaltes ist neben der Walzenachse 2 auch der innere Walzenring 3 axial verschiebbar; eine Betriebsposition mit nach links verstelltem inneren Walzenring 3 und nach rechts verschobener Walzenachse 2 ist in Fig. 2 dargestellt. Durch die um den gleichen Betrag gegensinnig verschobenen, durch die gleiche Bildungsfunktion beschriebenen, aber um 180° versetzten Konturen entsteht ein innerer Zwang, der in diesem Beispiel zu einer symmetrischen tonnenförmigen Aufweitung des äußeren Walzenringes (bzw. Schale) 4 und somit der ganzen Walze, verbunden mit gegenüber dem Ausgangszustand symmetrisch veränderten Pres­ sungsverteilungen zwischen den Bauteilen der Walze, führt.

Neben der Veränderung der äußeren Form, was einer Veränderung der Balligkeit der Walze 1 entspricht, ist es bei geeigneter Konturierung auch möglich, symmetrische Ablösungen der Walzenringe 3 bzw. 4 untereinander in bestimmten Bereichen längs des Ballens zu erreichen. In diesen Bereichen "klaffender" Walzenringe sinkt die Walzensteifigkeit deutlich. Insbesondere bei der Walzung von Bändern, die deutlich schmaler als die Ballenlänge sind, ergibt sich dadurch ein wesentlicher Vorteil, denn die Anpassung der Stützbreite an die Lastbreite (gleich Bandbreite) verringert die Gesamtdurchbiegung der Arbeitswalzen in dem für die Planheit entscheidenden Bandbereich erheblich.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Beispiele für den Einsatz der Walze 1 als Stützwalzen für einteilige Arbeitswalzen 7, 8 bei verschiedenen Breiten des zu walzenden Walz­ bandes 9 (Fig. 3) bzw. 10 (Fig. 4). Im Falle von Fig. 3 entspricht die Last- bzw. Bandbreite der Stützbreite mittels der Walzen 1; weder die inneren Walzenringe 3 noch die Walzenachsen 2 sind axial verschoben. In dieser Situation findet über den gesamten axialen Verlauf der gekrümmten Kontur eine Berührung - entsprechend der Länge der inneren Walzenringe - der gekrümmten Oberflächen 5 bzw. 6 von Walzen­ achse 2 und innerem Walzenring 3 statt. Hingegen befindet sich am Beispiel der Fig. 4, die einen in der Praxis häufig vorkommenden Walzfall darstellt, eine mehrteilige, innen komplementär gekrümmte Oberflächen aufweisende Stützwalze 1 beim Walzen eines weniger breiten Walzbandes 10 auch jenseits der Bandkante noch im Kontakt mit der zu stützenden Arbeitswalze 7 bzw. 8. Die Konturierung der Oberflächen 5 bzw. 6 ist hier so gewählt, daß es aufgrund der durch die nach links und rechts weisenden Pfeile axialen gegensinnigen Verschiebung von jeweils innerem Walzenring 3 und Walzenachse 2 bei dieser Einstellung zu einer schon zuvor erwähnten partiellen Ablösung 11 im Inneren der Walze 1 und damit zu einer erhöhten Walzennach­ giebigkeit an diesen Stellen kommt, mit der Folge, daß die Last aufgrund der Wechselwirkung mit der anderen Walze entsprechend gering ist und somit praktisch keinen Beitrag zur Stützung liefert. Die relevante Stützbreite beschränkt sich damit auf den weitgehend fugenlosen Bereich, der der Breite des Walzbandes 10 entspricht. Die erhöhte Walzennachgiebigkeit im Bereich neben dem Walzband 10 führt zu einer Reduzierung der Bandkantenanschärfung.

Eine Ausgestaltung, um gegebenenfalls zwischen den einzelnen Elementen der Walze solche Momente zu übertragen, die über das allein durch Reibschluß über­ tragbare maximale Moment hinausgehen, ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt, wobei dort die Walzenachse 102 und der diese konzentrisch umschließende Walzenring 103 formschlüssig miteinander verbunden sind. Bei einer Arbeits- oder Stützwalze 100 mit auf dem inneren Walzenring 103 außerdem angeordneten zylindrischen äußeren Walzenring 104 wird dort die axiale Verschiebbarkeit bei nicht zylindrisch konturierten Oberflächen durch ein Walzenachsen-Gewinde 12 (vgl. Fig. 6) gewähr­ leistet.

Claims (7)

1. Walze für ein Walzgerüst, umfassend eine Walzenachse mit mindestens einem darauf angeordneten Walzring, wobei die Walzenachse axial ver­ schiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (5, 6; 105, 106) von mindestens zwei der innen­ liegenden, von einem äußeren Walzenring (4; 104) eingeschlossenen Walzenbauteile (2, 3; 102, 103) in axialer Richtung gekrümmte Konturen aufweisen, die zueinander um 180° gedreht sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenachsen (2; 102) und/oder der bzw. die Walzenringe (3, 4) axial verschiebbar sind.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenachse (2) und der innere Walzenring (3) oder die äußere Oberfläche eines inneren und die innere Oberfläche eines äußeren Walzenringes (3, 4) eine gekrümmte Kontur aufweisen.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenringe (3, 4) ein- oder mehrteilig sind.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dem innenkonturierten inneren Walzenring (3) angeordneter äußerer Walzenring (4) eine zylindrische Form besitzt.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten gekrümmt konturierten Oberflächen (105, 106) formschlüssig ineinandergreifend ausgebildet sind.

7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmt konturierten Oberflächen (105, 106) mit einem Gewinde (12) versehen sind.