DE2335809C2

DE2335809C2 - Walzgerüst

Info

Publication number: DE2335809C2
Application number: DE19732335809
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Kajiwara; Hidetoshi Nishi; Shigeru Shida; Noriyoshi Hitachi Sonobe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE2335809A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung gemäß DE-Patent 22 60 256.

Gegenstand dieses älteren Patentes ist u. a. ein Quarto-Walzgerüst (Anspruch 1) mit Walzenbiegeeinrichtungen für die Arbeitswalzen, bei dem zur Beseitigung des unerwünschten Einflusses einer Durchbiegung der Arbeitswalzen auf das Walzgut auch bei sich ändernder Walzgutbreite die Arbeitswalzen gegensinnig so weit verschoben werden, daß das wirksame Ballenende der oberen und der unteren Arbeitswalze mit jeweils einem der Walzgutränder in etwa fluchten. Durch diese Walzenpositionierung wird die bei herkömmlichen Quarto-Walzgerüsten zwangsläufig auftretende Durchbiegung der Arbeitswalzen mit der verstärkten Auswalzung der Walzgutränder vermieden, welche darauf zurückzuführen ist, daß der von den Stützwalzen ausgeübte Walzdruck auf die Arbeitswalzen auch im Bereich ihrer beidseitig über die Walzgutränder vorstehenden Walzenballenenden übertragen wird. Durch die gegensinnige Ausrichtung der Arbeitswalzen in Anpassung an die Walzgutbreite können zwar die Walzgutränder geringfügig abgebogen werden, ihre Dicke bleibt jedoch weitestgehend konstant. Hs hat sich jedoch gezeigt, daß die Wirkung der an den Einbaustücken der Arbeitswalzen angreifenden Walzenbiegeeinrichtungen zum Erhalt der angestrebten Dickenkonstanz des Walzgutes unbefriedigend ist, weil sich nur eine einfache Addierung der Wirkungen der Biegeeinrichtungen zu denjenigen der axialen Verschiebung der Arbeitswalzen erreichen läßt. Bei einer axialen Verschiebung der Arbeitswalzen bleibt nämlich der Abstand zwischen dem mit dem Walzengutrand in etwa fluchtenden Ballenende der jeweiligen Arbeitswalze und dem Angriff der Biegeeinrichtungen, d.h. den Einbaustücken, gleich, so daß an dieser Walzenseite auch das sich aus der Größe der Rückbiegekraft und der Größe dieses Abstandes ergebende Rückbiegemoment konstant bleibt. Zwar ändert sich dabei die Länge des frei vorkragenden unbelasteten Walzenendes an der anderen Seite der Arbeitswalze, was jedoch keine nennenswerten positiven Auswirkungen auf die Rückbiegung dieser Walzenenenden hat, da an dieker Seite die Arbeitswalzen über den Walzgutrand hinaus an den zugeordneten Stützwalzen anliegen und somit vom Walzdruck belastet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Walzgerüst nach dem DE-Patent 22 60 256 derart weiterzubilden, daß die Walzgutquerschnitte mit höherer Genauigkeit und. ίο geringeren Biegekräften gesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst Die gegenseitige Ausrichtung der Stützwalzen mit ihren jeweiligen Walzenballenenden in etwa in Flucht zu einem der Walzgutränder bewirkt einerseits — ähnlich wie beim Gegenstand des Hauptpatentes 22 60 256 —, daß der Walzdruck von der jeweiligen Stützwalze auf die Arbeitswalze nur bis zu einer durch den Walzgutrand bestimmten Stelle übertragen wird. Da sich bei einer axialen Verschiebung der Stützwalze zur Anpassung an eine z. B. verringerte Walzgutbreite die Länge desjenigen freien Endes der Arbeitswalze vergrößert, welches über den bereits vom Walzdruck entlasteten Walzgutrand frei vorkragt, wird auch die Aufbiegung dieses verlängerten freien Walzenendes durch eine gleichbleibend große, an den unverschiebbar am Ständer angeordneten Einbaustükken der Arbeitswalzen angreifende Biegekraft größer. Insbesondere bei geringen Walzgutbreiten wird das Biegen der Arbeitswalzen wirksamer, so daß die Walzgutdicke in Querrichtung mit höherer Genauigkeit gesteuert werden kann.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Einbaustücke jeder Stützwalzen in je einen parallel zur Walzenachse im Ständer verschiebbaren Führungsrahmen angeordnet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 eine teilgeschnittene Vorderansicht eines

ίο Quarto-Walzgerüstes mit angetriebenen Arbeitswalzen, F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch das Walzgerüst

nach F i g. 1 in einer sich in Walzrichtung erstreckenden Schnittebene,

F i g. 3 eine Vorderansicht einer anderen Walzgerüstausführung mit drehangetriebenen Stützwalzen,

Fig.4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Universalkupplung,

F i g. 5 einen vergrößerten Teilschnitt einer Einrichtung zum axialen Verschieben der Stützwalzen, F i g. 6 eine teilgeschnittene Vorderansicht einer dritten Walzgerüstausführung,

F i g. 7 ein Blockdiagramm eines Steuersystems für das beschriebene Walzgerüst.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Quarto-Walzgerüst werden die auf ein Walzgut 1 einwirkenden Arbeitswalzen 2, 2' von in einem Ständer 3,3' vertikal verschiebbar angeordneten Einbaustücken 4, 4' und 5, 5' getragen. Zwischen den Einbaustücken 4 und 5 bzw. 4' und 5' sind jeweils zwei Walzenbiegeeinrichtungen 6, 6' eingesetzt, durch die geeignete

Biegekräfte auf die Arbeitswalzen 2 und 2' übertragen werden können. Zwei Stützwalzen 9, 9' sind mit ihren Zapfen in Einbaustücken 7, T bzw. 8, 8' gelagert, die in vertikaler Richtung und parallel zu den Achsen der Arbeitswalzen 2, 2' im Ständer 3, 3' beweglich sind.

Jeweils ein Endteil der Stützwalzen 9,9' ist konisch oder in einer anderen geeigneten Form ausgebildet. Bei dieser Ausführung besitzt das in der Zeichnung linke

Ende 10 der oberen Stützwalze 9 sowie das rechte Ende 10' der unteren Stützwalze 9' einen jeweils verringerten Durchmesser. Die oberen Einbaustocken 7, 7' sind in einem Führungsrabmen 26 von hoher Steifigkeit gehalten, so daß keine übermäßig großen Kräfte auf die Walzenlager einwirken, auch wenn die Lagermitte aus der Mitte jeder der Druckschrauben 25 und 25' durch axiale Verschiebung der Stützwalzen herausbewegt worden ist

Ein Arm 40 zum Abstützen des Einbaustückes 7 ist zwischen dem Führungsrahmen 26 und einer Halteplatte 41 eingesetzt, um eine geringe Vertikalbewegung der Stützwalze 9 und ihres Führungsrahmens 26 zu gestatten sowie eine Relativbewegung zwischen ihnen in Axialrichtung zu verhindern. Auf gleiche Weise ist die untere Stützwalze 9' durch einen Führungsrahmen 27 von hoher Steifigkeit abgestützt, wobei eine Relativbewegung zwischen der unteren Stützwalze 9' und dem Führungsrahmen 27 in Axialrichtung auch hier durch einen Sockelteil 42 verhindert wird.

Zum axialen Verschieben der oberen Stützwalze 9 wird ein Tragrahmen 30 über gegabelte Schellen 32 und Verbindungsbolzen 33 von Hubzylindern 31 angehoben. Am unteren Teil des Tragrahmens 30 vorgesehene Ansätze heben den Rahmen 26 mittels seiner Rollen 28 an. Die von der Arbeitswalze 2 wegbewegte obere Stützwalze 9 wird danach axial durch eine Verschiebe- und Positioniereinrichtung 45 bewegt, die nicht nur für diese Axialverschiebung sondern auch zum Festlegen der Stützewalze 9 dient und über einen Haken 39 sowie eine Gabel 38 mit einem Glied 36 bzw. 37 des Führungsrahmens 26 bzw. 27 verbunden ist. Auf die gleiche Weise wird die untere Stützwalze 9' durch die Einrichtung 45 in axialer Richtung verschoben, nachdem die Räder 29 am Führhungsrahmen 27 durch hydraulisehe Stempel 43, 43' auf Führungsschienen 34, 35 aufgesetzt worden sind. Die beiden Stützwalzen 9, 9' werden derart axial verschoben, daß der Absatz zwischen dem größeren und dem geringeren Durchmesserteil der oberen Stützwalze 9 zum in der Zeichnung linken Rand des Walzgutes 1 und der Absatz zwischen dem größeren und dem geringeren Durchmesserteil der unteren Stützwalze 9' zum rechten Rand des Walzgutes 1 ausgerichtet sind. Danach werden die beiden Stützwalzen 9, 9' durch umgekehrten Ablauf der Hebe- bzw. Absenkvorgänge wieder in ihre normale Betriebslage zurückgebracht.

Bei dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Quartowalzgerüst sind die Stützwalzen 9,9' durch Kupplungen 13, 13' jeweils mit Spindeln 14, 14' gekoppelt, die mit einem nicht gezeigten Antrieb verbunden sind, welcher nicht nur die obere und untere Stützwalze in Drehung versetzt, sondern sich auch axial verschieben kann. Die Axialbewegung der Stützwalzen 9, 9' kann unabhängig voneinander durchgeführt werden, wobei nicht dargestellte Organe zur Bestimmung der axialen Walzenverschiebung vorgesehen sind. Die auf die Stützwalzen 9,9' ausgeübten axialen Schubkräfte werden durch Ritzelständer 71 (F i g. 5) der Spindeln 14, 14' aufgenommen.

Da die Kupplungen 13 und 13' gleich aufgebaut sind, wird im folgenden nur die Kupplung 13 anhand der Fig.4 beschrieben. Diese Kupplung 13 besteht aus einer Innenbuchse 69, einer Außenbuchse 64 und einem Kupplungsglied 61 mit balligem Kopf. Die Innenbuchse 69 ist durch Bolzen und Schrauben an einem Flansch 63 befestigt, welcher mit einem Preßsitz auf der Spindel 14 sitzt. Die Außenbuchse 64 ist durch Bolzen 65 und einen Ring 66 am Zapfen der oberen Stützwalze 9 befestigt.

Die Innen- und Außenbuchsen 69 und 64 sind über eine Verzahnung 68 miteinander gekoppelt und durch das Kupplingsglied 61 sowie einen Halter 62 und eine Mutter 67 miteinander verbunden. Wie in F i g. 5 gezeigt, ist die Spindel 14 über eine Gelenkkupplung mit einer Antriebswelle 72 verbunden, welche über den Ritzelständer 71 an einen — nicht dargestellten — Motor angeschlossen ist Die Gelenkkupplung besteht aas einer Innenbuchse 73, einer Außenbuchse 78 und einem Kupplungsglied 75 mit balligem Kopf. Die Innenbuchse 73 ist durch Bolzen und Schrauben an einem Flansch 77 befestigt, welcher wiederum auf der Spindel 14 im Preßsitz sitzt Die Außenbuchse 78 sitzt fest auf der Abtriebswelle 72. Die Innen- und Außenbuchsen 73 und 78 sind durch eine Verzahnung 74 sowie durch das Kupplungsglied 75 mit einem Halter 76 und einer Mutter 79 miteinander gekoppelt. Ein Axialdruckiager 81 mit einem Deckel 84 sowie einer Keilnutbuchse 82 und einer Mutter 83 sind so über die Außenbuchse 78 gezogen, daß eine Axialbewegung des Axialdrucklagers 80 verhindert werden kann. Schraubenspindeln 87, deren Enden in zwei horizontal beabstandten Böcken 89 und 90 eines Rahmens 85 gelagert sind, weisen je ein Antriebsrad 88 und je eine über die Schraubspindel 87 greifende Mutter 86 im Axialdrucklager 80 auf. Bei dieser Ausführung erfolgt die Axialbewegung und die Verdrehung der Stützwalze durch die gemeinsame Spindel 14, so daß sich der konstruktive Aufbau vereinfacht und die Wartung wesentlich erleichtert wird.

Mit 96,97 sind in F i g. 1 die Durchmessersprünge der Stützwalzen 2, 2' gekennzeichnet, während 98, 99 die Walzgutränder versinnbildlichen.

Das in F i g. 6 dargestellte Quarto-Gerüst unterscheidet sich von der Ausführung nach den F i g. 3 bis 5 nur dadurch, daß die Einbaustücke 21, 2Γ, 22 und 22' der oberen und der unteren Stützwalzen 20, 20' axial unverschiebbar im Ständer angeordnet sind. Bei der Axialbewegung der Stützwalzen 20, 20' bleibt die Relativlage zwischen den Druckschrauben 23, 23' und den Einbaustücken 21 und 21' unverändert erhalten. Der Betrieb dieser Ausführung ist im wesentlichen der gleiche wie der der Walzgerüste nach den F i g. 1 bis 5. Wenn die Stützwalzen 9, 9' oder 20, 20' axial so weit verschoben weiden, daß ihre Ballenenden 18, 18' mit den Seitenkanten des Walzgutes fluchten, dann kann nicht nur die vom Walzdruck verursachte Durchbiegung der Arbeitswalzen 2, 2' verringert werden, sondern es verbessert sich ebenso die Biegewirkung der Walzenbiegeeinrichtungen 6, 6' der Arbeiiswalzen, so daß sich die Querschnittsschwankungen des fertigen Walzgutes in engen Grenzen bewegen.

Diese Vorteile des erfindungsgemäßen Walzgerüstes gegenüber konventionellen Gerüsten können der folgenden Tabelle entnommen werden:

	Stichabnahme	Optimale Biegekraft
	(%)	(Mp)
A	5	2,5
B	10	0,5
C	20	1,0
D	30	1,5

In dieser Tabelle kennzeichnet A ein konventionelles Quarto-Gerüst und B und C Walzgerüste gemäß der Erfindung.

Die Stichabnahmen und die optimalen Biegekräfte gemäß der obigen Tabelle wurden für ein Walzband mit optiamlen Querschnittsdimensionen erhalten. In allen Fällen wurden Arbeitswalzen mit einem Durchmesser von 130 mm und Stützwalzen mit einem Durchmesser von 300 mm verwendet, deren Länge jeweils 300 mm betrug. Die Breite des Walzgutes lag bei 1500 mm. Die Walzenballender Arbeitswalzen waren zylindrisch.

Aus der obigen Tabelle geht ferner hervor, daß bei einem herkömmlichen Quarto-Walzgerüst die Stichabnähme nur 5% betrug, auch wenn eine Walzenbiegekraft von 2,5 Μμ wirksam war. Wird bei einem derartigen Gerüst die Stichabnahme vergrößert, dann entsteht das unvermeidliche verstärke Auswalzen der Walzgutränder, wobei mit zylindrischen Arbeitswalzen Stichabnahmen vo 10 bis 30% nicht erreicht werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Walzgerüst kann jedoch die Stichabnahme bei erheblich verkleinerter optimaler Biegekraft wesentlich verbessert werden.

Die Steuerung des beschriebenen Walzgerüstes wird anhand F i g. 7 beschrieben. In Abhängigkeit von der Information über die Zusammensetzung des Walzstahles, die Querschnittsabmessungen, der Stichabnahme usw. wird die optimale Biegekraft F₀ und die optimale axiale Verschiebung Lo durch einen Rechner 100 ermittelt. Wahlweise wird ein Steuergerät 103 für die Biegekraft und/oder ein Steuergerät 104 für die Walzenverschiebung entsprechend einem Vergleich der Optimalwerte Fo und Lq mit den Signalen F und L betätigt, die von einem Biegekraft-Detekor 101 und einem Walzenverschiebe-Detektor 102 ermittelt werden. Ein Querschnittsform-Detektor 105 zeigt an, ob die Querschnittsdimensionen innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen, so daß die Einheit 103 und/oder 104 die Biegekraft und/oder die axiale Verschiebung in Abhängigkeit von den Abgangssignalen dieses Detektors 105 steuern. Wahlweise können die Abgangssignale des Detektors 105 auch dem Rechner eingegeben werden, um die mathematisch bestimmten Koeffizienten zu korrigieren.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walzgerüst mit je einem Paar in Einbaustücken gelagerten Arbeits- und Stützwalzen, mit Walzenbiegeeinrichtungen Für die Arbeitswalzen, die als hydraulische Druckzylinder in den die Arbeitswalzen aufnehmenden Einbaustücken angeordnet sind, und mit Einrichtungen zum axial gegensinnigen Verschieben der Walzen eines Walzenpaares, wobei in Anpassung an die Walzgutbreite ein Walzenballenende der oberen Walze dieses Walzenpaares und das entgegengesetzte Walzenballenende der unteren Walze dieses Walzenpaares in etwa mit den Walzguträndern fluchten, nach DE-Patent 22 60 256, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (14,14', 26,27,45) zum gegensinnigen pxialen Verschieben den Stützwalzen (9,9') zugeordnet sind.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (14, 14', 26, 27, 45) zum Verschieben der Stützwalzen (9, 9') je einen oberen und einen unteren Führungsrahmen (26, 27) aufweisen, an denen die Einbaustücke (7, T, 8,8') der oberen und der unteren Stützwalze (9, 9') angeordnet sind.