DE2206912B2 - Vielwalzen-Walzgerüst - Google Patents

Vielwalzen-Walzgerüst

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vielwalzen-Walzgerüst mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Gattungsmerkmalen.
Die bei herkömmlichen Walzgerüsten zwangsläufig auftretende Durchbiegung der Arbeitswalzen ist darauf zurückzuführen, daß die am Walzvorgang nicht beteiligten Enden der Arbeitswalzen diese vom Andruck der Stützwalzen erzeugten Biegemomenten unterworfen sind. Insbesondere bei einem Walzgut von sich ändernder Breite ergiot sich daraus die bekannte Stauchung an den Walzguträndern. bo
Zur Beseitigung dieser nachteiligen Querschnittsänderungen können ballig geschliffene Walzen eingesetzt werden, was jedoch mit dem Nachteil verbunden ist, daß die Balligkeit sich während längerer Betriebszeiten ändert und daß für unterschiedlich breites Walzgut b5 Walzen von entsprechend geänderter Balligkeit eingesetzt werden müssen. Häufige Walzenwechsel und eine aufwendige Lagerhaltung lassen sich nicht vermeiden.
Eine andere bekannte Möglichkeit zum Erhalt eines möglichst gleichmäßigen Walzgutquerschnittes ist die Verwendung von Walzenbiegeeinrkhtungen, die entweder an den Einbaustücken der Arbeitswalzen oder der Stützwalzen (DE-AS 12 81 981) angreifen und die die Enden der betreffenden Walzen spreizen. Da jedoch die Arbeitswalzen bei derartigen Gerüsten über ihre gesamte Länge an den Zwischen- bzw. Stützwalzen anliegen, sind zur Erzielung einer vergleichsweise geringen Rückbiegewirkung außerordentlich hohe Kräfte erforderlich, die die Zapfenlager erheblich beanspruchen. Gleiches gilt für eine Rückbiegung der außerordentlich steifen Stützwalzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die durch die Durchbiegung der Arbeitswalzen verursachte Dickenabnahme an den Walzguträndern, insbesondere bei einem Walzgut von sich ändernder Breite, zu verringern bzw. zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die schädliche Durchbiegung der Enden der Arbeitswalzen wesentlich verringert werden kann, wenn der auf die Arbeitswalzen wirkende Andruck auf einen Bereich beschränkt wird, welcher im wesentlichen der Wabgutbreite entspricht, so daß die über das Walzgut hinausragenden Enden der Arbeitswalzen nicht dem Andruck der Stützwalzen ausgesetzt sind. Konstruktiv ist dieser Lösungsgedanke durch die im Hauptanspruch unter Schutz gestellten Merkmale gelöst.
Die US-PS 20 47 883 zeigt zwar bei einem Quartowalzgerüst bereits axialverschiebliche Arbeitswalzen — bei axial ortsfest angeordneten Stützwalzen. Ganz abgesehen davon, daß hier keine Zwischenwalzen im anmeldungsgemäßen Sinne vorliegen, wird der Fachmann mit dieser Druckschrift nicht zum erfindungsgemäßen Lösen der gestellten Aufgabe angeregt, so daß hierzu erfinderisches Zutun erforderlich war.
Gleiches gilt auch für die Literaturstelle »The Iron Age«, 7. Mai 1942, S. 76/77, die ein Quartowalzgerüst mit gegensinnig axial verschieblichen Arbeitswalzen beinhaltet.
Die gegensinnigen Axialverschiebungen der Zwischenwalz^n ermöglichen eine kontinuierliche Anpassung der wirksamen Übertragungslängen der Andrucklängen an Walzbänder von unterschiedlicher oder sich ändernder Breite. Von besonderer Bedeutung für die angestrebten Ergebnisse ist dabei, daß die Wirkung der an jeweils einem freien Ende der Arbeitswalzen angreifenden Biegevorrichtung bereits bei vergleichsweise geringen Biegekräften wesentlich gesteigert ist, wodurch sich neben der verbesserten Maßhaltigkeit der Bandquerschnitte geringere Beanspruchungen der Lager und Walzenzapfen ergeben.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind Antriebsspindeln zum gleichzeitigen Antrieb und zur Axialverschiebung der Zwischenwalzen vorgesehen, die über Gelenkkupplungen und Axialschublager einerseits mit der jeweiligen Zwischenwalze und andererseits mit dem Antrieb zur axialen Verstellung sowie mit einem Drehantrieb verbunden sind. Durch diese Antriebsanordnung ergibt sich ein ausreichend freier Raum, der ein dichtes Anordnen von Zubehöreinrichtungen an den Arbeitswalzen ermöglicht und die WdVtung des Gerüstes erleichtert.
Im folgenden werden verschiedene Ausführungen des erfindungsgemäßen Walzgerüstes anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Walzgerüst mit zwei Stützwalzen für je eine Zwischenwalze,
F i g. 2 das Walzgerüst nach F i g. 1 längs der Linie II-IIinFig.l,
F i g. 3 ein Walzgerüst mit je einer Stützwalze für je eine Zwischenwalze in Seitenansicht in Richtung der Pfeile IH-III in Fig 4,
Fig.4 das Walzgerüst nach Fig.3 mit dem Walzenantrieb im Vertikalschnitt,
F i g. 5 eine Ausführung einer in den erfindungsgemäßen Walzgerüsten verwendeten Gelenk-Zahnkupplung im Schnitt,
F i g. 6 eine Einrichtung zum axialen Verschieben der Stützwalzen in schematischer Ansicht,
F i g. 7 die Anordnung von Zubehöreinrichtungen im erfindungsgemäßen Walzgerüst in schematischer Ansicht,
F i g. 8 ein Diagramm der Dicken-Verteilung über die Breite eines in einem herkömmlichen Quartowalzgerüst gewalzten Bandes,
F i g. 9 ein Diagramm der Dicken-Verteilung über die Breite eines im Walzgerüst nach der Erfindung gewalzten Bandes.
Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, werden zwei senkrecht übereinander angeordnete Arbeitswalzen 2 und 3, welche unmittelbar ein Walzgut 1 walzen, von Einbaustücken 4, 4' und 5, 5' gehalten, die in Walzenständern 6, 6' montiert sind. Die Einbaustücke sind an der Innenseite linker und rechter Vorsprünge 7, 8 der Walzenständer 6, 6' senkrecht verschiebbar, in denen auch Hydraulikkolben 9, 10 zum Biegen der Arbeitswalzen angeordnet sind. Obwohl dieses Walzgerüst ein Vielwalzen-Walzgerüst ist, läßt sich uas Rückbiegen der Arbeitswalzen ebenso einfach wie in einem herkömmlichen Quarto-Walzgerüst ausführen. Zwei sich an je einer Arbeitswalze 2, 3 abstützende Zwischenwalzen 11, 12 sind so angeordnet, daß ihre Achsen im wesentlichen senkrecht über bzw. unter den Achsen der Arbeitswalzen liegen. Diese Zwischenwalzen U, 12 werden von je zwei oberen und unteren Stützwalzen 25, 26 und 27, 28 gestützt. Ferner ist jede der Zwischenwalzen 11, 12 an mindestens einem Ende konisch oder in anderer geeigneter Form verjüngt, d. h. das Ende 13 der Zwischenwalze 11 und das andere Ende 14 der Zwischenwalze 12 sind Kegelstümpfe, und ihre anderen Enden sind zylindrisch.
Die Zwischenwalzen 11, 12 haben an einem ihrer Enden Zapfen 15, 16, an denen Kupplungen 17, 18 zum Anschließen von (nicht gezeichneten) Antriebseinrichtungen, wie hydraulischen Antrieben oder Elektromotoren, sitzen. Jede Kupplung 17, 18 besteht aus einem Lager 19, einem Lagergehäuse 20, einem Universalkuppelstück 21, einem Paar metallener Gelenksteine 22, einem Ende einer Spindel 23 und einem Bolzen 24. Die Stützwalzen 25, 26 sind in metallischen Einbaustücken 29, 29' gelagert, die im Walzgerüst 6, 6' montiert sind. Die Stützwalzen 27, 28 werden durch ähnliche Einbaustücke 30, 30' gehalten. Alle Walzen laufen in Walzenzapfenlagern 31. Diese Einbaustücke 29,29'; 30, 30' haben in ihrem mittleren Teil Ausnehmungen 32,33, um Platz für die Zwischenwalzen 11,12 zu lassen.
Zum Ausgleich des Gewichtes der oberen Stützwalze sind hydraulische Druckzylinder 34,34'; 35 vorgesehen. Mit den Einbaustücken 29, 29' verbundene Anstellschrauben 36,36' dienen zum Anstellen der Walzen. Die Stützwalzen werden über Kupplungen 37 und Spindeln 38 angetrieben.
Bei dieser Anordnung der Zwischenwalzen 11, 12 werden die Arbeitswalzen 2, 3 von den durch die Walzkraft verursachten Momenten gebogen und
dadurch starke Walzdrücke auf die Walzgutriinder weitgehend vermieden. Da jeweils eines der Enden der Arbeitswalzen 2, 3 nicht von den Stützwalzen gestützt wird, erfolgt außerdem eine wirksame Rückbiegung der Arbeitswalzen durch die Hydrauhkkolben 9, 10. Wenn sich die Walzgutbreite ändert, kann eine ausreichende Querschnittkonstanz des Bandes durch bloßes Verschieben der Zwischenwalzen 11, 12 in axialer Richtung mittels der (nicht gezeichneten) Verschiebe-Antriebe über die Kupplungen 17,18 erreicht werden, so daß die verjüngten Enden 13, 14 dieser Walzen im Bereich je eines Walzgutrandes placiert werden. Durch Verhinderung der von der Walzkraft verursachten Durchbiegung der Arbeitswalzen und Verbreiterung der wirksamen Länge der Walzenbiegung ergibt sich somit ein Wal2band von gleichbleibendem Querschnitt auch bei Schwankungen der Walzgutbreite.
Bei dem Walzgerüst nach den Fig.3 bis 6 ist die obere bzw. untere Arbeitswalze 46 bzw. 47 in Einbaustücken 52 bzw. 53 gelagert, die in einem Walzgerüst 41 montiert und an den Innenseiten linker und rechter Vorsprünge 54, 55 des Walzenständers 41 senkrecht verschiebbar sind. In den Vorsprüngen 54, 55 sind ferner Hydraulikkolben 56, 57 zum Biegen der Arbeitswalzen sowie Hydraulikkolben 63 zum Ausgleich des Gewichts der oberen Stützwalze angeordnet.
Eine obere und eine untere Zwischenwalze 44 bzw. 45 liegen in der Achsebene der Arbeitswalzen und sind in Einbaustücken 50, 51 gelagert. Das rechte Ende 64 der Zwischenwalze 44 und das entgegengerichtete Ende 65 der Zwischenwalze 45 ist konisch verjüngt. In der Achsebene der Zwischenwalzen 44, 45 sind eine obere und untere Stützwalze 42, 43 angeordnet und über Einbaustücke 48, 49 im Walzgerüst 41 gehalten. Anstell-Druckschrauben 62 sind mit der Oberseite des Einbaustückes 48 verbunden. Unterhalb des Einbaustükkes 49 sind Hydraulik-Stellkolben 61 und Hydraulikzylinder 60 zum Walzen-Anstellen angeordnet. Die die Zwischenwalze haltenden Einbaustücke 50,51 greifen in Ausnehmungen 58, 59 der Einbaustücke 48, 49 der Stützwalzen ein, die Bewegungen der Zwischenwalzen 44,45 in senkrechter und axialer Richtung ermöglichen.
Antriebsspindeln 70, 71 zum Antrieb der Arbeitswalzen 46,47 und zur Axialverschiebung der Zwischenwalzen sind durch Gelenk-Zahnkupplungen 72, 73 an das eine Ende der Zwischenwellen angekuppelt. Die Antriebsspindeln 70, 71 sind ihrerseits durch Gelenk-Zahnkupplungen 74,75 an Keilwellen 77,78 angeschlossen, welche ein Kammwalzgerüst-Untersetzungsgetriebe 76 durchragen. Die Keilwellen 77, 78 sind mittels Kupplungen 81, 82 mit je einem Drucklager 71J an Walzen-Verschiebe- und Halteeinrichtungen 87, 88 gekuppelt, welche hin- und herschiebbare Wellen 83,84 und Hydraulikzylinder 85, 86 aufweisen. Jede der Gelenk-Zahnkupplungen 72 bis 75 weist eine innere auf die Antriebswelle 70 aufgeschrumpfte Buchse 90 und eine an der Zwischenwalze 44 mittels eines Bolzens 94 befestigte äußere Buchse 92 auf. Beide Buchsen 9(9, 92 sind in Umfangsrichtung durch Zahnkränze 91,93 und in Längsrichtung durch einen Kupplungsbolzen 95 mit Kugelkopf 96, eine Druckplatte 97 und eine Mutter 98 miteinander gekuppelt. Durch die Druckplatte 97 werden die Keilwellen 77, 78 in Drehrichtung frei, aber in Längsrichtung festgehalten und axiale Schubkiräfie aufgenommen, die auf die Zwischenwalzen 44, 45 wirken (F ig. 5).
Die Einrichtungen 87,88 bewirken Axialbewegungen der Zwischenwalzen 44, 45 und halten diese Zwischen-
walzen in vorbestimmten Stellungen fest, indem sie die auf diese Walzen wirkenden Schubkräfte aufnehmen. Eine andere Bauart mit Schraube und Gelenkgestänge ist in Fig. 6 dargestellt. Die dort gezeigte Vorrichtung schiebt die Keilwelle 77 mittels eines Hebels 101, der um ein Gelenk in einem am Kammwalzgerüst-Untersetzungsgetriebe 76 festen Knieblech 100 schwingt, und einer Gelenkkupplung 102 hin und her. Das andere Ende des Hebels 101 ist durch eine Lasche 103 mit einer Mutter 104 verbunden. Die Mutter 104 läßt sich mittels einer in einem Rahmen 105 drehbar gelagerten Schraube 106 hin- und herbewegen. Gedreht wird die Schraube 106 von einem Elektromotor 107 durch Riemenscheiben 108, 109 und einen Riemen 110. Eine Äbtriebsweiie ΊΊ5 eines (nicht gezeichneten) Walzenantriebs-Elektromotors ist durch eine Kupplung 116 mit einem Ritzel 117 gekuppelt, das im Kammwalzgerüst-Untersetzungsgetriebe 76 vorgesehen ist. Dieses Ritzel 117 kämmt mit einem oberen Zahnrad 118 und dieses wiederum mit einem unteren Zahnrad 119. Die Wellen beider Zahnräder 118, 119 sind in Lagern 120, 121 in einem Gestell 122 drehbar gelagert. Diese Wellen der Zahnräder 118, 119 sind mit axialen Bohrungen versehen, durch welche sich die Keilwellen 77, 78 erstrecken. In diesen Bohrungen sind Keilnuten 123,124 vorgesehen, welche die Mitnahme der Keilwellen 77, 78 bewirken und Axialbewegung dieser Keilwellen zulassen.
Bei dieser Bauart können beim Anlassen des Walzenantriebs-Elektromotors alle Walzen, d. h. die Zwischenwalzen 44, 45, die an diesen anliegenden Arbeitswalzen 46, 47 und die Stützwalzen 42, 43 durch die Übertragungswelle 115, die Kammwalzgerüst-Untersetzungsgetriebe 76, die Keilwellen 77, 78 und die Antriebsspindel 70, 71 gleichzeitig gedreht werden. Durch axiales Verschieben der Zwischenwalzen 44, 45 mittels der Einrichtungen 87, 88 über die Keilwellen 77, 78, die Antriebsspindeln 70, 71 usw. werden die verjüngten Walzenenden 64, 65 an die Walzgutränder gebracht und die Arbeitswalzen 46,47 durch die von den Stützwaizen erzeugten Biegemomente verformt. Dadurch werden hohe bei einander gegenüberliegenden Enden der Arbeitswalzen auf das Walzgut wirkende Walzdrücke vermieden. Da jeweils ein Ende der Arbeitswalzen 46, 47 nicht von den Stülzwalzen 42, 43
abgestützt ist, läßt sich ferner durch die Hydraulikkol ben 56, 57 ein bemerkenswerter Walzenbiege-Effek erreichen.
Bei den erfindungsgemäßen Walzgerüsten verbleibi ein genügend weiter Raum um die Arbeitswalzen, ohne daß der Durchmesser dieser Walzen besonders groß wird. Daher lassen sich obere und untere Andrückvorrichtungen 130, 131, ferner Abstreifer 132, 133 und Kühlvorrichtungen 134, 135 genügend nahe den Arbeitswalzen anordnen (s. zum Beispiel F i g. 7).
F i g. 8 und F i g. 9 zeigen die Verteilung der Walzgut-Dicke für verschiedene Walzgut-Breiten, die mit denselben Arbeitswalzen gewalzt worden sind. Die benutzten Arbeitswalzen hatten einen Durchmesser vor 250 mm und eine Länge von 1420 mm. Der Walzvorgang wurde an drei Arten von Walzgut, nämlich von 760 mm, 920 mm und 1220 mm Breite, mit drei verschiedenen Walzcnbicgc-Kräftcn von OkN, 10OkN und 200 kN ausgeführt. Die in den Figuren verwendeter Bezugszeichen A 1, A 2, A 3 zeigen die Stich-Nummern.
Stich Walzenbiege-Kraft Blechbreitc
Nr. (in 1OkN) (in mm)
A\ 0 760
Al 10 760
A3 20 760
B\ 0 920
Bl 10 920
B3 20 920
Cl 0 1220
Cl 10 1220
C3 20 1220
Wie in F i g. 9 gezeigt, ist bei einem erfindungsgema ßen Walzgerüst der Walzenbiege-Effekt wesentlich vergrößert und die Verformung der Arbeitswalzen übei den ganzen Walzgutbreiten-Bereich von kleiner Breitf bis großer Breite weilgehend ausgeglichen. Durch Wah geeigneter Betriebsbedingungen kann somit bei A3, Bl und Cl die Dicke des gewalzten Bandes für jede Walzgut-Breite im Vergleich zum herkömmlicher Quarto-Walzgerüst vergleichmäßigt werden.
Hierzu X Bhitl Zcichnuncen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Viel walzen-Walzgerüst, bei dem zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen mindestens je eine Zwischenwalze vorgesehen ist und an den Enden der Arbeitswalzen Walzenbiege-Vorrichtungen angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwalzen (11, 12; 44, 45) in Anpassung an die Walzgutbreite in Achsrichtung gegensinnig verstellbar sind, wobei ein Ende des Walzenballens der oberen Zwischenwalze(n) (11) im Bereich der einen Walzgutkante und das gegenüberliegende Ende des Walzenballens der unteren Zwischenwalze(n) (12) im Bereich der anderen Walzgutkante liegt
2. Vielwalzen-Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Arbeitswalze (2, 3) einen vom Andruck ihrer zugeordneten Zwischenwalze (11, 12) freien Bereich enthält und das in diesem freien Ende wirksame Biegemoment der Biegeeinrichtung (9, 10) größer ist als das auf das belastete Ende der anderen Arbeitswalze einwirkende Biegemoment.
3. Vielwalzen-Walzgerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindeln (23, 70, 71) zum gleichzeitigen Antrieb und zur Axialverschiebung der Zwischenwalzen vorgesehen sind.
4. Vielwalzen-Walzgerüst nach Anspruch 3, jo dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindeln (70, 71) durch das Kammwalzgerüst-Untersetzungsgetriebe (76) hindurchgeführt und mit Walzen-Verschiebe- und Festhalteeinrichtungen (87, 88) durch eine Kupplung (81, 82) verbunden sind, welche ein r> Axialschublager (79) enthält.
5. Vielwalzen-Walzgerüst nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antriebsspindel (70, 71) über eine Gelenk-Zahnkupplung (72,73) mit der zugehörigen Zwischenwalze (44, 45) und durch 4« eine weitere Gelenk-Zahnkupplung (74, 75) mit einer ein Zahnrad (118, 119) des Kammwalzgerüst-Untersetzungsgetriebe (76) durchragenden Keilwelle (77,78) gekuppelt ist.
DE2206912A 1971-02-15 1972-02-14 Walzgerüst Expired DE2206912C3 (de)

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US22455072A 1972-02-08 1972-02-08
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DE2206912A Expired DE2206912C3 (de) 1971-02-15 1972-02-14 Walzgerüst

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