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Walzgerüst Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst, insbesondere eines
mit neuartiger Walzen-Anordnung und -bauart.
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In letzter Zeit werden die Forderungen nach hoher Meßgenauigkeit
der Walzerzeugnisse, insbesondere kaltgewalzter Bleche, immer stärker. Obwohl die
Dickengenauigkeit in der Längsrichtung des Walzgutes dank dem schnellen Fortschritt
der selbsttätigen Verstärkungsregelungs-Einrichtungen zu sehr hohem Stand entwickelt
worden ist, ist doch für die Dickengenauigkeit über die Breite des gewalzten Bleches
hin
noch keine genügend wirksame Steuerungseinrichtung erhältlich.
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Freilich ist mit der Entwicklung der sogenannten Arbeitswalzen-Balligkeits-Steuerung
nach dem Walzenbiege-Verfahren bei Quartogerüsten für die Steuerung der Ebenheit
des Walzgutes über die Breite hin eine gewisse Verbesserung erreicht worden; aber
das herkömmliche Walzenbiege-Verfahren hat gewisse Grenzen des Berichtigungsvermögens
bei der Steuerung der Maßgenauigkeit des Walzgutes. Besonders wenn die Breite des
Walzgutes sehr schwankt, läßt sich wegen dieses unyenügenden Berichtig ungsver mögens
kein befriedigendes Ergebnis erreichen.
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Eine weitere Einzel-Erörterung in dieser Hinsicht folgt weiter unten.
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Im allgemeinen sind für gute Breitengenauigkeiten des Walzgutes folgende
zwei Faktoren höchst wichtig: 1) Die Biegung der Arbeitswalzen durch die Walzenbelastung
muß möglichst verringert werden, 2) das Vermögen zur Berichtigung durch Walzenbiegung
zwecks Walzen-Balligkeits-Steuerung muß möglichst vergrößert werden.
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Biegung der Arbeitswalzen entsteht, wenn die beiden nicht vom Walzgut
berührten Endteile jeder Arbeitswalze ein Biegemoment erfahren, das von der durch
die Berührung mit den Stützwalzen bewirkten Walzenbelastung herkommt, und dies erzeugt
eine schroffe Dickenänderung,
den sogenannten Kanten-Abfall, an
beiden Randteilen des Walzgutes entlang der Grenze zwischen dem walzenden Teil und
dem nichtwalzenden Teil der Arbeitswalze. In dem Maße, wie die Blechbreite im Verhältnis
zur Länge des Walzenballens klein wird, wächst das von der Walzenbelastung erzeugte
Biegemoment und die dadurch verursachte Biegung der Arbeitswalzen und somit die
Dickenänderung an beiden Randteilen des Walzgutes.
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Das Walzenbiege-Verfahren zur Steuerung der Walzenballigkeit, bei
dem eine Biegekraft auf beide Endteile der oberen und der unteren Arbeitswalzen
ausgeübt wird, damit die Walzenbiegung berichtigt wird, ist in seiner Wirksamkeit
stark vom Arbeitswalzen-Durchmesser abhängig. Wenn nämlich der Arbeitswalzen-Durchmesser
klein ist, wird der Biegevorgang durch die Stützwalzen innerhalb eines begrenzten
Bereiches um jedes Walzenende beschränkt; wenn aber der Walzendurchmesser groß ist,
wird, da die Walzenbiege-Kraft der Beschränkung durch die Festigkeit des Walzenzapfens
innerhalb eines gewissen begrenzten Bereiches um jedes Walzenende und durch die
Lebensdauer der Lager unterliegt, auch seine Steuerwirkung innerhalb eines gewissen
Bereiches beschränkt, wodurch es praktisch unmöglich wird, die Walzenballigkeit
so, wie gewünscht, zu ändern. Daher ist es erforderlich, die anfängliche Walzenballigkeit
für jede Änderung der Breite des Walzgutes zu ändern, und wenn diese Maßnahme außer
acht gelassen wird, ist es unmöglich, Schwankung der Dicke über die Breite des Walzgutes
hin zu verhindern, was der Güte des Erzeugnisses sehr schadet.
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Die Breiten des zu walzenden Gutes schwanken im tatsächlichen Betrieb
oft und weit, und daher wird, wenn die Walzen bei jedem solchen Wechsel der Walzgut-Breite
ausgewechselt werden, der Arbeits-Nutzwirkungsgrad gröblich verringert und es ebenfalls
nötig, Walzen mit verschieden großen Anfangsballigkeiten vorrätig zu halten. Das
vermehrt übermäßig die Zahl der in Vorbereitung zu haltenden Ersatzwalzen und führt
zu höheren Betriebskosten. Selbst wenn die oben genannte Maßnahme trotz dieser Nachteile
getroffen wird, ist es immer noch schwierig, stets eine richtige Walzen-Balligkeit
aufrecht zu erhalten, da während des Betriebes die Kriechwärmemenge, die Walzgutbreite
und noch andere Faktoren sich ändern.
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Die Erfindung soll die oben genannten Schwierigkeiten der herkömmlichen
Vorrichtung beseitigen.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Genauigkeit der Dicke
über die Breite des Walzgutes hin dadurch zu verbessern, daß die Verteilung der
auf die Arbeitswalzen ausgeübten Belastung gesteuert wird, indem die Länge der Berührungsfläche
zwischen den Arbeitswalzen und den die Arbeitswalzen stützenden Stützwalzen passend
eingestellt wird.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Walzgerüst zu schaffen,
mit einer Walzenanordnung, die bestens geeignet ist, die Verteilung der auf die
Arbeitswalzen ausgeübten Belastungen zu steuern.
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Es ist ferner das Ziel, ein Walzgerüst zu schaffen, das die Steuerung
der
Walzgutdicke mit noch höherer Genauigkeit zu bewirken gestattet, indem der oberen
und der unteren Abstützwalze verschiedene Lastverteilungen zugewiesen werden.
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Um diese genannten Aufgaben zu erfüllen, ist erfindungsgemäß eine
verbesserte Wal zgerüst-Einrichtung vorgesehen mit einer oberen und einer unteren
Arbeitswalze, von denen mindestens eine von einem Paar oder von Paaren von Stützwalzen
gestützt wird, wobei diese paarweise vorgesehenen Stützwalzen in einander entgegengesetzten
Richtungen axial beweglich angeordnet sind, so daß die Länge der Berührungsfläche
zwischen den genannten Stützwalzen und Arbeitswalzen geändert wird. So wird die
Verteilung der auf die Arbeitswalzen wirkenden Belastung gesteuert, indem die axialen
Verschiebungen der genannten Stützrollen passend eingestellt werden, so daß dadurch
eine ausgezeichnete Form des Walzgutes und hohe Maßgenauigkeit erzielt wird.
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Genauer gesagt: Gemäß der Erfindung werden, damit die von der Walzenbelastung
bewirkte Biegung der Arbeitswalzen möglichst klein wird, die Walzen jedes Paares
von Walzen (Zwischenwalzen oder Stützwalzen) axial in einander entgegengesetzten
Richtungen verschoben derart, daß ein Endteil oder konischer Teil jeder Walze sich
an oder nahe derjenigen Stelle befindet, die dem einen der Ränder des Walzproduktes
entspricht, so daß über eine der Arbeitswalzen eine Wirkung entsteht, wie sie entstünde,
wenn die Länge des Ballens der Stützwalze gleich der Breite des Walzgerüstes wäre.
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Die Erfindung ist also dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
zur
Walzenbiegung zwecks Balligkeits-Steuerung mit der oben heschriebenen Anordnung
vereinigt ist. Da die Enden der Arheitswalzen nicht durch Zwischenwalzen oder Stützwalzen
festgehalten sind ist die Wirkung der Biegekraft deutlich vergrößert, und obwohl
die Schwankung der Biegung der Arbeitswalzen durch Walzbelastung zunimmt wenn die
Walzgut-Breite abnimmt, so nimmt doch die Walzenbiegewirkung der Balligkeits-Steuerung
entsprechend zu, so daß Dickenschwankunq in Richtung der Breite wirksam und sicher
verhindert wird.
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In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist ein Walzgerüst
vorgesehen, in dem für die obere und für die untere Arbeitswalze je ein Paar verschiebbarer
Walzen angeordnet ist. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die Größe der axialen
Verschiebung der oberen Walzen und diejenige der unteren Walzen voneinander verschieden
sind, so daß die Biegung der oberen und diejenige der unteren Arbeitswalzen sich
ändern und so ein mehr ebenes Walzen ermöglichen.
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Die Zeichnung zeigt in Fig 1 und Fig. 2 ein Walzgerüst, dessen untere
Arbeit walze von einem Paar Zwischenwalzen gestützt ist, in Seitenansicht bzw. in
Vorderansicht, Fig. 3 und 4 ein Walzgerüst, das keine Zwischenwalzen hat und dessen
untere Arbeitswalze statt dessen unmittelbar von einem Stützwalzen-Paar gestützt
wird, in Seitenansicht bzw. in Vorderansicht,
Fig. 5 und 6 ein Walzgerüst,
das je ein Paar Zwischenwalzen für die obere und für die untere Arbeitswalze aufweist,
in Seitenansicht bzw. in Vorderansicht, Fig. 7 und 8 erfindungsgemäße Walzgerüste
mit abgewandelten Walzen-Anordnungen, in Seitenansichten.
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Nun werde die Erfindung im einzelnen anhand der gezeichneten Ausführungsformen
beschrieben: In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Paar übereinander angeordneter Arbeitswalzen
13, 14 für unmittelbares Walzen eines Walzgutes. 27 in Ständern 1, 1' angeordnet
und in Einbaustücken 15, 15' und 16, 16' gehalten. Diese Einbaustücke 15, 15' und
16, 16' sind senkrecht beweglich an der Innenseite des Blocks 17 geführt, und in
diesen Blökken 17 sind Hydraulikkolben 18, 19 für das Biegen der Arbeitswalze angeordnet.
Deshalb läßt sich bei diesem Walzgerüst, obwohl es von der für vielgerüstige Straßen
verwendeten Bauart ist, der Arbeitsvorgang, die Arbeitswalzen zu biegen, doch leicht
wie bei den herkömmlichen Quarto-Walzgerüsten vollziehen. So ist eine obere Stützwalze
3 für die obere Arbeitswalze 13 vorgesehen, und diese letztgenannte ist an beiden
Enden von den Einbaustücken 4, 4' gehalten.
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In der unteren Hälfte des Walzgerüstes wird die untere Arbeitswalze
14 unmittelbar von einem Paar Zwischenwalzen 11, 12 gestützt, die ihrerseits von
drei Stützwalzen 5, 6 und 7 gestützt werden, welche in Einbaustücken 8,8', 9, 9'
und 10, 10' gehalten sind. Jede dieser Zwischenwalzen ist an mindestens einem Ende
abgerundet oder in
sonstige passende Form abgedreht. So ist bei
der in Fig. 1 und Fig.
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2 gezeigten Ausführungsform das rechte Ende des Ballens der Zwischenwalze
11 und das linke Ende des Ballens der Walze 12 abgedreht. Ferner weist jede der
genannten Zwischenwalzen 11, 12 an ihrem einen Ende Verlängerungen 28 und 29 auf,
welche Axialverschiebungen dieser Walzen ermöglichen, und jede dieser Verlängerùngen
28, 29 trägt eine Kupplung zur Verbindung mit einer passenden Drehantriebsmaschine
wie z. B. einem Elektromotor und mit einer Verschiebevorrichtung (nicht gezeichnet).
Die genannte Kupplung besteht aus einem Lager 23, einem Lagergehäuse 24, einem Spindelgelenkkopf
25 und einem Gelenkbolzen 26.
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Ferner bedeuten in den Zeichnungen die Bezugsziffer 20 Stützwalzen-Ausgleichzylinder,
die Ziffern 2 und 2' Druckschrauben für die Walzenanstell-Vorrichtung, die mit den
Stützwalzen-Einbaustücken 4 und 4' verbunden sind, die Ziffer 21 Kupplungen für
den Antrieb der Arbeitswalzen 13 und 14 und schließlich die Ziffer 22 Spindeln.
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Im Betrieb des erfindungsgemäßen Walzgerüstes werden die Zwischenwalzen
11, 12 zuerst so eingestellt, daß ihre abgerundeten Enden sich an den Stellen befinden,
die den beiden Rändern des Walzgutes 27 entsprechen. Diese Anordnung der Walzen
verhindert, daß insbesondere die Arbeitswalze 14 durch das von der Walzenbelastung
durch die Berührung mit den Stützwalzen verursachte Biegemoment verformt wird und
daß die Walze das Walzgut 27 an dem entsprechenden gegenüberliegenden Ende der -
Walzen übermäßig staucht. Ferner wird die von den Hydraulikkolben 18, 19 erzeugte
Walzenbiegekraft
verwendet, um die Biegung der Walzen einzustellen.
Diese Walzenbiege-Wirkung ist sehr groß, da die Enden der unteren Arbeitswalze 14
beide nicht durch die Zwischenwalzen (und somit die Stützwalzen) festgehalten sind.
Außerdem wird, wenn die Breite des Walzgutes 27 sich ändert, Antriebskraft über
die Kupplung und das Lagergehäuse 24 auf die Zwischenwalzen 11, 12 gegeben, damit
die genannten Zwischenwalzen sich axial in der Gegenrichtung bewegen, so daß die
Enden der Ballen der Zwischenwalzen 11 und 12 mit beiden Rändern des Walzguts 27
fluchten. So wird durch die oben beschriebene Anordnung, welche Verformung der Arbeitswalzen
durch die Walzenbelastung und das genannte Arbeitswalzen-Biegeverfahren verhindern
soll, ermöglicht, Schwankungen der Walzgutdicke über die Breite des Walzguts selbst
dann zu verhindern, wenn die Walzgutbreite sehr schwankt.
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In Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
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Bei dieser Ausführungsform des Walzgerüstes wird die untere Arbeitswalze
14 von einem Paar Stützwalzen 30, 31 gestützt. Diese Stützwalzen 30, 31 werden von
Einbaustücken 32, 32', 33,33' getragen, die auf Rahmen 34, 35 angeordnet sind. Diese
Rahmen sind in den Ständern 1, 1' verschiebbar, so daß sie mitsamt den von ihnen
getragenen Einbaustücken in der zur Walzenachse parallelen Richtung verschoben werden
können.
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Im Betrieb werden die unteren beiden Stützwalzen 30 und 31 von der
(nicht gezeichneten) Antriebsmaschine über Kupplungen 36 in
einander
entgegengesetzten Richtungen verschoben, so daß ein Ende jeder der Stützrollen mit
dem entsprechenden Rand des Walzgut s 27 fluchtet. So wird infolge derselben Wirkungen,
wie heim vorigen Ausführungsbeispiel beschrieben, Verformung der Walzen durch die
Walzbelastung verhindert sowie wirksame Arbeit swalzen-Bi<,gung erzielt was genaue
Steuerung der Walzgutdicke über die Walzgutbreite hin e rmöglichst.
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Diese Erfindung läßt sich auch in der Fig. 5 und Fig. 6 gf zei(tf
r Form ausführen. Bei dieser Ausführungsform hat man axial v(rschiebbare Walzen
sowohl an der oberen als auch an der unteren S('it(} des Arbeitswalzen-Paares angeordnet,
um noch größere Ebenheit des Walzgutes als die mit der vorbeschriebenen Ausführungsform
erreichbare zu erzielen. Diese Ausführungsform enthält obere und untere Zwischenwalzen
48, 49 und 50, 51, die so angeordnet sind, daß sie unmittelbar ein Paar senkrecht
übereinander angeordneter A rbeitswalzen 52, 53 stützen, welche unmittelbar das
Walzgut 65 walzen; und diese Zwischenwalzen werden, während sie die obere und die
untere Arbeitswalze 52 bzw. 53 stützen, axial in einander entgegengesetzten Richtungen
verschoben, damit die Stützlänge entsprechend der Breite W des Walzgutes 65 eingestellt
wird. Diese Zwischenwalzen werden ebenfalls von Stützwalzen 42, 43, 44 und 45, 46,
47 gestützt. Diese Walzen sind in den Ständern 40, 40' mittels Einbaustücken 54,
55, 56 und 57, 58, 59 (für die Stützwalzen), Blöcken 62 und Einbaustücken 60, 61
(für die Arbeitswalzen) gehalten und sind mit einer Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung
für die Steuerung der Balligkeit der Arbeitswalzen ausgestattet. Hydraulikkolben
63 und 61
fiir das Walzenbiegen sind in die Blöcke 62 eingebaut.
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Zwecks Axial-Verschiebbarkeit der erwähnten oberen und unteren Zwischenwalzen
ist ein Ende jeder dieser Walzen mit einer Kupplung ausgerüstet, die mit einer Antriebseinrichtung
wie z. B.
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einer Drehantriebsmaschine und mit einer Verschiebevorrichtung usw.
verbunden ist. Jede Kupplung besteht aus einem Lager 66, einem Lagergehäuse 67,
einem Spindelgelenkkopf 68 und einem Gelenkbolzen 69. Die oberen und die unteren
Kupplungen können getrennt von einander verschoben werden, so daß die Lage der einzelnen
Walzen unabhängig geändert werden kann. So kann man dadurch, daß man im Betrieb
die Stellungen der oberen und der unteren Zwischenwalzen ändert (L = L2), Walzerzeugnisse
erhalten, deren 1 2 Querschnitt über die Walzgutbreite hin ebener ist.
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Fig. 7 zeigt eine Ausführung, bei der die Stützwalzen als die verschiebbaren
Walzen dienen: Bei ihr werden die Arbeitswalzen 52, 53 von Stützwalzen 71, 72 bzw.
73, 74 gestützt, und diese Stützwalzen werden von Einbaustücken 75, 76 bzw. 77,
78 gehalten. Die Einbaustücke 75, 76 für die oberen Stützwalzen werden über obere
Rahmen 70 von Ständer-Druckschrauben 41 der Walzenanstellvorrichtung, welche die
Walzkraft liefern, gestützt. Die genannten oberen Rahmen 70 und Druckschrauben 41
liegen verschiebbar aneinander an, und die Stützwalzen 71, 72 sind im Ständer axial
frei beweglich. Die Einbaustücke 77, 78 für die unteren Stützwalzen sind im Ständer
40 frei verschiebbar. Die oben beschriebene Anordnung dieser Ausführungsform kann
dieselbe Wirkung wie die vorhergehenden Ausführungsformen hervorbringen.
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In Fig. 8 endlich ist eine noch andere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Bei ihr sind, obwohl sie dieselbe Wirkung wie die vorhergehenden Ausführungsformen
hat, die Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen in (im Querschnitt) X-förmiger
Zusammenstellung angeordnet.
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Arbeitswalzen 96, 97 werden von Einbaustücken 98, 99 gehalten, die
an Vorsprüngen in der Mitte des Walzgerüst-Ständers 101 befestigt sind, während
Zwischenwalzen 88, 89, 90, 91 in Einbaustücken 92, 93, 94, 95 befestigt sind und
von Einbaustücken 84, 85, 86, 87 von Stützwalzen 80, 81, 82, 83 umfaßt und gehalten
werden.
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Die (nicht gezeichnete) Walzenanstellvorrichtung ist ober den oberen
Stützwalzen 81, 81 angeordnet; Druckschrauben 102 drücken auf die oberen Stützwalzen
80,-81 durch die Einbaustücke 84, 85. Die Balligkeits-Steuerung durch Biegung der
Arbeitswalzen geschieht durch Hydraulikkolben 100, die in den Einbaustücken der
unteren Arbeitswalzen angeordnet sind. So kann bei dieser Ausführungsform die Balligkeit
der Arbeitswalzen an jeder dieser Walzen gesteuert werden.