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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzgerüst, insbesondere Warmwalzgerüst, mit einer unteren und einer oberen Arbeitswalze und zumindest einer Walzenanstelleinrichtung, die sich an einem Stützjoch des Walzgerüstes abstützt und zur Erzeugung einer in einem zwischen den Arbeitswalzen ausgebildeten Walzspalt wirkenden Walzkraft dient, wobei die Walzenanstelleinrichtung einen Teleskopzylinder aufweist mit einem ersten Anstellzylinder und einem zweiten Anstellzylinder, wobei ein Kolben des zweiten Anstellzylinders in einem Kolben des ersten Anstellzylinders geführt ist.
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Es ist bekannt, Walzgerüste mit hydraulisch betriebenen Walzenanstelleinrichtungen zu versehen, die zur Erzeugung der Walzkraft dienen. In der Regel wirken derartige Walzenanstelleinrichtungen nicht unmittelbar auf die Arbeitswalzen, sondern stützen sich zwischen einem Stützjoch des Walzengerüstes und einer oberen von zwei Stützwalzen ab, die jeweils mit den Arbeitswalzen zusammenwirken. Walzgerüste werden üblicherweise in einem Einweg- oder Reversierbetrieb betrieben, in dem das Walzgut in mehreren sogenannten Stichen durch den von Stich zu Stich kleiner werdenden Walzspalt hindurch bewegt wird, um ausgehend von einer Anfangsdicke des Walzgutes zu der am Ende des Walzvorgangs gewünschten Materialdicke des Walzgutes zu gelangen.
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Bei den bekannten Walzenanstelleinrichtungen erfolgt sowohl das anfängliche Zusammenfahren der Arbeitswalzen zur Einstellung eines Anfangsspaltmaßes zur Erzeugung der zu Beginn des Walzvorgangs gewünschten Walzkraft als auch die Einstellung des kontinuierlich reduzierten Walzspaltes während des Walzbetriebes über ein mehr oder weniger konstantes Druckmittelvolumen der Walzenanstelleinrichtung.
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Aufgrund der für das anfängliche Zusammenfahren der Arbeitswalzen erforderlichen Hublänge wird ein entsprechend großes Druckmittelvolumen benötigt, das bei der Erzeugung der Walzkraft komprimiert und somit hydraulisch vorgespannt wird. Bedingt durch das „vorgespannte” Druckmittelvolumen kommt es in der Praxis zu einem unerwünschten Gegeneinanderschlagen der Arbeitswalzen, wenn das Walzgut nach dem letzten Stich vollständig aus dem Walzspalt herausgelangt ist. Die Folge hiervon sind Beschädigungen der Oberfläche der Arbeitswalzen, die eine regelmäßige Aufarbeitung der Arbeitswalzen notwendig machen. Verbunden hiermit sind entsprechende Wartungs- und Stillstandszeiten des Walzgerüstes, die letztendlich Produktionsausfälle verursachen.
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Aus der
EP 1 420 898 B1 ist ein Walzgerüst der eingangs genannten Art bekannt, das eine Walzenanstelleinrichtung mit einem Teleskopzylinder aufweist mit einem ersten Anstellzylinder und einem zweiten Anstellzylinder, wobei ein Kolben des zweiten Anstellzylinders in einem Kolben des ersten Anstellzylinders geführt ist. Die Zylinderräume der Anstellzylinder der bekannten Walzenanstelleinrichtung sind hydraulisch miteinander verbunden, wobei die Anstellzylinder einen identischen Hub aufweisen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst vorzuschlagen, das mit einer Walzenanstelleinrichtung versehen ist, die das bekannte Gegeneinanderschlagen der Arbeitswalzen verhindert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Walzgerüst die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
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Erfindungsgemäß ist der erste Anstellzylinder als Langhubzylinder mit einem Langhubkolben und der zweite Anstellzylinder als Kurzhubzylinder mit einem Kurzhubkolben ausgebildet, wobei der Langhubzylinder eine Arretierungseinrichtung zur Arretierung des Hubs aufweist, die kraft- oder formschlüssig mit dem Stützjoch verbunden ist.
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Die erfindungsgemäß ausgestaltete Walzenanstelleinrichtung ermöglicht somit eine differenzierte Walzenanstellung, wobei der wesentliche Teil des für die Anstellung von der Walzenanstelleinrichtung auszuführenden Anstellstrecke von dem Kolben des Langhubzylinders ausgeführt wird und der Teil der Anstellstrecke, der zur Erzeugung der Walzkraft und zur Einstellung oder Veränderung des Walzspaltes, insbesondere bei einer Dickenregelung der Walzgutdicke, von der Walzenanstelleinrichtung ausgeführt werden muss, von dem Kolben des Kurzhubzylinders ausgeführt wird. Mittels der Arretierungseinrichtung, die kraft- oder formschlüssig mit dem Walzgerüst verbunden ist, kann nach Erzeugung der Walzkraft eine Entlastung der auf den Kolben des Langhubzylinders wirkenden Druckmittelsäule durch Ableitung des Kraftflusses in das Walzgerüst erfolgen, mit dem Ergebnis, dass keine Kompression des auf den Kolben des Langhubzylinders wirkenden Druckmittelvolumens erfolgt und lediglich das vergleichsweise kleine Druckmittelvolumen des Kurzhubzylinders mit der Walzkraft beaufschlagt wird.
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Da bei dem kleinen Druckmittelvolumen des Kurzhubzylinders Kompressibilitätseffekte nahezu vernachlässigbar sind, entstehen auch keine elastischen Rückstellkräfte, die nach einer Entfernung des Walzgutes aus dem Walzspalt ein Gegeneinanderschlagen der Arbeitswalzen verursachen könnten.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Walzgerüstes bildet der Langhubkolben einen Zylinderraum des Kurzhubzylinders und eine Druckbeaufschlagung des Kurzhubkolbens erfolgt mittels eines in einer Kolbenstange des Langhubzylinders oder des Kurzhubzylinders ausgebildeten Druckmittelkanals. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Druckmittelkanal in der Kolbenstange des Langhubzylinders ausgebildet ist, so dass die Druckmittelzuführung von oben her, also von der Seite des Stützjoches erfolgen kann und so die Installation der Druckmittelzuführung außerhalb des Walzgerüstes erfolgen kann.
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Besonders vorteilhaft hinsichtlich einer zentralen Abstützung der auf den Kolben des Langhubzylinders wirkenden Walzkraft erweist es sich, wenn die Arretierungseinrichtung mit der Kolbenstange des Langhubzylinders zusammenwirkt, derart, dass eine am Walzgerüst außerhalb des Zylinderraums des Langhubzylinders angeordnete Verriegelungseinrichtung eine äußere Eingriffseinrichtung aufweist, die in eine am Umfang der Kolbenstange ausgebildete innere Eingriffseinrichtung eingreift.
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Wenn die Kolbenstange zur Ausbildung der inneren Eingriffseinrichtung einen Bajonettbund mit axialen Durchführungsnuten und peripheren Riegelnuten aufweist, der mit einem Bajonettring mit radial inneren Verriegelungsvorsprüngen zur Ausbildung der äußeren Eingriffseinrichtungen zusammenwirkt, ist es möglich, den Verriegelungsvorgang bzw. Arretierungsvorgang mit einer einfachen um die Kolbenstangenachse erfolgenden Drehbewegung des Bajonettrings auszuführen. In Abhängigkeit von der axialen Erstreckung des Bajonettbundes und der Anzahl der darin ausgebildeten peripheren Riegelnuten kann eine Vielzahl von axialen Verriegelungsmöglichkeiten längs des Verriegelungsabschnitts der Kolbenstange definiert werden.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Arretierungseinrichtung zur Betätigung eine radial außen am Bajonettring angeordnete Antriebseinrichtung aufweist, die ein Drehen des Bajonettrings um eine Kolbenachse des Langhubzylinders in eine Verriegelungsstellung bewirkt.
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Wenn die Antriebseinrichtung als Umfangsgetriebe mit einem am Umfang des Bajonettrings angeordneten Antriebselement ausgebildet ist, kann das Umfangsgetriebe zur Ausbildung einer Verriegelungsübersetzung dienen, derart, dass eine minimale Drehung der Antriebseinrichtung eine zur Verriegelung der Verriegelungsvorsprünge in den Verriegelungsnuten ausreichend große Drehbewegungen des Bajonettrings bewirkt.
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Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung als hydraulische Antriebseinrichtung ausgebildet, so dass sowohl die Anstellzylinder der Walzenanstelleinrichtung als auch die Antriebseinrichtung der Arretierungseinrichtung über ein gemeinsames hydraulisches System mit Druckmittel beaufschlagt werden können.
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Eine besonders platzsparende Anordnung der Walzenanstelleinrichtung im Walzgerüst wird möglich, wenn der Zylinderraum des Langhubzylinders im Stützjoch ausgebildet ist, und die Arretierungseinrichtung an einem mit dem Stützjoch verbundenen Zylinderboden des Zylinderraumes ausgebildet ist.
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Eine möglichst direkte und biegesteife Krafteinleitung der Walzkraft von der Kolbenstange über den Bajonettring in das Stützjoch wird möglich, wenn der Bajonettring der äußeren Verriegelungseinrichtung sich formschlüssig an mit dem Stützjoch verbundenen Stützwangen abstützt.
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine an einem Stützjoch eines Walzgerüsts angeordnete Walzenanstelleinrichtung in einer oberen Hubstellung;
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2 eine Arretierungseinrichtung der in 1 dargestellten Walzenanstelleinrichtung in Draufsicht;
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3 die in 1 dargestellte Walzenanstelleinrichtung in einer Verriegelungsstellung;
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4 eine Schnittdarstellung durch die Arretierungseinrichtung in Verriegelungsstellung.
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1 zeigt eine Walzenanstelleinrichtung 10 mit einem Langhubzylinder 11 mit einer in einem Stützjoch 12 eines Walzgerüstes 13 angeordneten Zylinderbuchse 14, die zusammen mit einem oberen Zylinderboden 15 und einem unteren Zylinderboden 16 einen Zylinderraum 17 des Langhubzylinders 11 definiert, in dem ein Langhubkolben 18 geführt ist. Der Langhubkolben 18 weist eine Kolbenstange 19 auf, die durch den oberen Zylinderboden 15 herausgeführt ist. Zur Druckbeaufschlagung des als doppelt wirkender Kolben ausgeführten Langhubkolbens 18 ist sowohl der obere Zylinderboden 15 als auch der untere Zylinderboden 16 mit einem Druckmittelkanal 20 bzw. 21 versehen.
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Der Langhubkolben 18 des Langhubzylinders 11 bildet einen Zylinderraum 22 eines Kurzhubzylinders 23 aus, dessen Kurzhubkolben 24 in dem Zylinderraum 22 geführt ist. Der Kurzhubkolben 24 weist eine Kolbenstange 25 auf, die sowohl durch einen unteren Kolbenboden 26 des Langhubkolbens 18 als auch durch den unteren Zylinderboden 16 hindurchgeführt ist, der den Zylinderraum 17 des Langhubzylinders 11 nach unten begrenzt. Die Kolbenstange 25 des Kurzhubkolbens 24 ist an ihrem unteren Ende mit einem Einbaustück 27 verbunden, das zur Lagerung eines Wellenzapfens 28 einer oberen von zwei die Arbeitswalzen des Walzgerüstes 13 zwischen sich aufnehmenden Stützwalzen dient.
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Wie 1 zeigt, ist zur Druckbeaufschlagung eines Kolbenbodens 29 des Kurzhubkolbens 24 die Kolbenstange 19 mit einem Druckmittelkanal 30 versehen und weist darüber hinaus zwei Druckmittelkanäle 31 zur Druckentlastung bzw. zur Druckbeaufschlagung des Kolbenbodens 29 auf.
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Das Stützjoch 12 ist auf seiner Oberseite mit einer Arretierungseinrichtung 32 versehen, die im vorliegenden Fall auf dem oberen Zylinderboden 15 des Langhubzylinders 11 angeordnet ist und als Bajonetteinrichtung mit einem auf der Kolbenstange 19 angeordneten Bajonettbund 33 und einem Bajonettring 34 versehen ist. Wie 2 zeigt, weist der Bajonettbund 33 sich in axialer Richtung parallel zu einer Kolbenachse 35 der Kolbenstange erstreckende axiale Durchführungsnuten 36 sowie periphere Riegelnuten 37 auf, die die Herstellung einer Eingriffsverbindung mit radial inneren Verriegelungsvorsprüngen 38 des Bajonettrings 34 ermöglichen.
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Um die Herstellung einer Eingriffsverbindung zwischen den Verriegelungsvorsprüngen 38 des Bajonettrings 34 und den Riegelnuten 37 des Bajonettbunds 33 zu ermöglichen, ist die Arretierungseinrichtung 32 mit einer auf den Bajonettring 34 wirkenden Antriebseinrichtung 39 versehen, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwei diametral einander gegenüberliegend am radial äußeren Umfang des Bajonettrings 34 angeordnete Antriebsräder 40 aufweist, die über hydraulisch angetriebene Antriebswellen 41 gedreht werden.
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In der Darstellung der Walzenanstelleinrichtung 10 in 1 befindet sich die Walzenanstelleinrichtung 10 in ihrer oberen Hubstellung, in der ein in 1 nicht dargestellter Walzspalt die maximale Spalthöhe aufweist. In dieser Stellung befinden sich sowohl der Langhubkolben 18 des Langhubzylinders 11 als auch der Kurzhubkolben 24 des Kurzhubzylinders 23 in ihrer oberen Hubstellung, in der der Langhubkolben 18 mit seinem oberen Kolbenboden 42 bei der hier dargestellten Ausführungsform der Walzenanstelleinrichtung 10 am oberen Zylinderboden 15 anliegt und der Kurzhubkolben 24 mit seinem Kolbenboden 29 gegen den oberen Kolbenboden 42 des Langhubkolbens 18 anliegt. Weiterhin befinden sich der Bajonettbund 33 und der Bajonettring 34 der Arretierungseinrichtung 32 außer Eingriff, wobei hier der Bajonettbund 33 oberhalb des Bajonettrings 34 angeordnet ist, und zwar derart, dass, wie in 2 dargestellt, die Verriegelungsvorsprünge 38 des Bajonettrings 34 mit den Durchführungsnuten 36 des Bajonettbunds 33 fluchten, so dass in dieser Relativanordnung des Bajonettbundes 33 und des Bajonettrings 34 der Langhubkolben 18 axial nach unten verfahren werden kann und dabei die Verriegelungsvorsprünge 38 des Bajonettrings 34 in die Durchführungsnuten 36 des Bajonettbunds 33 eintauchen können.
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Wenn, wie in 3 dargestellt, infolge einer Druckmittelbeaufschlagung über den Druckmittelkanal 20 der obere Kolbenboden 42 des Langhubkolbens 18 eine definierte Hubstrecke H zurückgelegt hat, die beispielsweise entsprechend einem Ausgangsspaltmaß des Walzspaltes vor Durchführung des ersten Stichs in einem Walzvorgang gewählt ist, erfolgt mittels einer Drehbewegung der Antriebsräder 40 eine Drehung des Bajonettrings 34 um die Kolbenachse 35, so dass die Verriegelungsvorsprünge 38, die im vorliegenden Fall mit einer Verriegelungsverzahnung 43 versehen sind, in die Riegelnuten 37 eingreifen, wobei im vorliegenden Fall die Riegelnuten 37 in ihrem Nutgrund mit einer korrespondierend zur Verriegelungsverzahnung 43 ausgebildeten Verriegelungsverzahnung 44 versehen sind. Hierdurch sind einerseits entsprechend der axialen Länge des Bajonettbundes 33 eine Vielzahl von axialen Verriegelungspositionen möglich, andererseits ist eine hoch belastbare mechanische Kopplung zwischen der Kolbenstange 19 des Langhubzylinders 11 und dem Bajonettring 34 bereitgestellt.
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Zur Übertragung der Kraft vom Bajonettring 34 in das Stützjoch 12 stützt sich der Bajonettring 34 mit seinem Umfang formschlüssig an mit dem Stützjoch 12 verbundenen Stützwangen 45 ab.
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Nach erfolgter mechanischer Verriegelung der Arretierungseinrichtung 32 in der in 3 dargestellten Position kann eine Druckentlastung des oberen Kolbenbodens 42 des Langhubkolbens 18 erfolgen, so dass das über dem Kolbenboden 42 befindliche Druckmittelvolumen nicht mehr hydraulisch vorgespannt ist. Nunmehr kann durch eine Druckmittelbeaufschlagung des Kolbenbodens 26 des Kurzhubkolbens 24 über den Druckmittelkanal 30 eine Betätigung des Kurzhubzylinders 23 erfolgen, so dass das mit der Kolbenstange 25 des Kurzhubkolbens 24 verbundene Einbaustück 27 zur Veränderung des Spaltmaßes und Einstellung der Walzkraft nach unten verfahren werden kann. Der dabei von dem Kurzhubzylinder 23 ausgeführte Hub h ist wesentlich kleiner als der zum Anfahren der in 3 dargestellten Verriegelungsposition vom Langhubzylinder 11 ausgeführte Hub H. Wie aus einer Zusammenschau der 1 und 3 deutlich wird, ergibt sich eine von der Walzenanstelleinrichtung 10 insgesamt längs einer Anstellstrecke a ausgeführte Anstellbewegung aus einer Addition des Hubs H des Langhubzylinders 11 und des Hubs h des Kurzhubzylinders 23.
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Infolge des geringen Hubs h ist auch das zum Aufbau des auf den Kurzhubkolben wirkenden Drucks benötigte Druckmittelvolumen wesentlich geringer als das zur Ausführung des Hubs H des Langhubkolbens 18 benötigte Druckmittelvolumen. Nach erfolgter Arretierung des Langhubkolbens 18 mittels der Arretierungseinrichtung 32 ist das für den Aufbau der Walzkraft benötigte Druckmittelvolumen beschränkt auf das zur Beaufschlagung des Kurzhubkolbens 24 benötigte Druckmittelvolumen, so dass etwaige elastische Rückstelleffekte allenfalls durch das dem Kurzhubkolben 24 zugeordnete Druckmittelvolumen verursacht werden könnten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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