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Lastübertragungsblock für Walzwerke
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Kurze Zusammenfassung (abstract) der Erfindung Blechwalzwerke, deren
Walzen normalerweise unter maximalem Walzdruck gehalten sind, werden als "vorgespannte§
Walzwerke bezeichnet. Die erfindungsgemäßen Lastübertragungsblöcke liefern eine
Entlastungskraft, die einen Teil der Vorspannung für jeden besonderen Bandwalzvorgang
aufhebt. Im erfindungsgemäßen Lastübertragungsblock ist eine Kombination von hydraulischem
Druck und Gasdruck vorgesehen, die während eines Walzvorgangs eine geregelte, im
wesentlichen nicht nachgebende Kraft liefert, und es ist ein nachgiebiger Stoßdämpfer
vorgesehen, der verhindert, daß die volle Vorspannlast auf die Walzen einwirkt,
wenn ein Ende des Bandes durch die Walzen hindurchläuft oder ein Band bricht.
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Stand der Technik und Beschreibung der Erfindung Vorgespannte Walzwerke,
die eine maximale Last auf den Arbeitswalzen aufrechterhalten, werden mit Lastübertragungsblöcken
mit Hydraulikmotoren ausgerüstet, welche der Vorspannungslast entgegenwirken, um
die gewünschte Belastung der Arbeitswalzen für einen bestimmten Walzvorgang zu erhalten.
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Gleichmäßigere Walzergebnisse werden erhalten, wenn die Lastübertragungsblöcke
nicht oder so veit wie möglich nicht komprimierbar sind, so daß jede Bewegung der
Walzen, die einen größeren als den durch die Lastübertragungsblöcke vorgesehenen
Walzspalt erzeugen würde, die Walzen der vollen Vorspannkraft unterwirft, wodurch
Veränderungen in der Dicke des gewalzten Bleches verhindert werden.
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Wenn ein Blech bricht, oder das Ende eines Bleches oder Bandes rasch
die Walzen durchläuft, so daß das zu walzen Material keinen Teil der Vorspannung
des Walzwerks mehr aufnimmt, sind die Lastübertragungsblöcke heftigen Stoßbelastungen
durch die plötzlich auf sie wirkende volle Vorspannkraft des Walzwerks unterworfen.
Um einen solchen Stoß zu verhindern, sind die erfindungsgemäßen, im wesentlichen
nicht komprimierbaren Übertragungsblöcke mit Stoßdämpfern versehen, welche wirksam
werden, wenn die Belastung eine gewisse vorbestimmte Kraft übersteigt.
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Diese stoßdämpfende Wirkung wird erhalten durch ein komprimierbares
Gas, das die Stoßdämpferabteilung des Lastübertragungsblockes unter normalen Betriebsbedingungen
starr hellt und den Stoß absorbiert, wenn sich ein Werkstück bis jenseits des Walzspaltes
zwischen den Arbeitswalzen hindurch bewegt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird also gelöst durch einen Lastübertragungsblock
mit den im Patentanspruth 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lastübertragungsblockes
weist einen Hydraulikmotor mit einem .
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Mindestinhalt an Öl auf, um den Block im wesentlichen nicht komprimierbar
auszubilden, und einen zweiten Motor, der einem Gasdruck ausgesetzt ist und eine
nachgiebige Kraft ausübt, wenn der Lastübertragungsblock übermäDigem Druck unterworfen
wird.
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Ein Merkmal der bevorzugten Ausführungsform ist, daß der Gasdruck
gegen eine größere Fläche wirkt, so daß er den Hydraulikmotor in seiner Lage halten
kann, obgleich der hydraulische Druck größer als der Gasdruck ist.
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Die Erfindung wird mit weiteren Vorteilen erläutert durch die folgende
Beschreibung eines Ausfiihrungsbeispiels, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt
ist. Entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Vierwalzenstuhls,
der mit den erfindungsgemäßen stoßdämpfenden Lastübertragungsblöcken ausgerüstet
ist; Fig. 2 einen stark vergrößerten Schnitt durch einen derän Fig. 1 schematisch
gezeigten Lastübertragungsblockmotoren und Fig. 3 eine schematische Draufsicht eines
der Lastübertragungsblöcke des in Fig. 1 gezeigten Walzwerks in einem Maßstab, der
größer als der von Fig. 1, jedoch kleiner als der von Fig. 2 ist.
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Fig. 1 zeigt ein Walzwerk 10 mit Arbeitswalzen 12 und 14, die durch
Stützwalzen 16 und 18 in Berührung miteinander gedrückt sind. Die Stützval24ep 16
und 18 veisen Zapfen 20 und 22 auf, die von Blöcken 24,getragen sind, die in einem
Hauptrahmen 26 des Walzwerks auf und ab bewegbar sind.
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Der untere Block 24, der den Zapfen 22 der Stützwalze 18 trAgt, wird
durch einen Kolben 27 eines Hydraulikmotors 28 am Boden des Hauptrahmens 26 nach
oben gedrückt, und die von diesem Hydraulikmotor 28 ausgeübte Kraft hält die Walzen
unter einem erueblichen Druck in Berührung miteinander und dehnt den Rahmen 26,
vodurch das Walzwerk vorgespannt ist, obgleich sich kein Werkstück zwischen den
Arbeitswalzen 12 und 14 befindet.
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Die Arbeitsealzen-12 und 14 haben an ihren entgegengesetzten Enden
Zapfen 30, die sich in fllöcke 29,erstrecken. Es ist ein Lastübertragungsblock 36
vorgesehen, der Hydraulikeotoren 42 aufweist, von denen einer schematisch in Fig.
1 gezeigt ist.
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Diese Hydroulikkotoren 42 drücken die Blöcke 24 und 24' auseinander,
ua den Druck der Arbeitswalzen 12 und 14 gegeneinander
zu verringern.
So wird ein Teil der Vorspannbelastung der Arbeitswalzen 12 und 14 durch die Hydraulikmotoren
42 der Lastübertragungsblöcke aufgehoben.
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Je nach der Größe des gewünschten Walzspalts können Beilegscheiben
35 zwischen den Lastübertragungsblöcken und den von ihnen beaufschlagten Blöcken
eingeschoben werden, und die endgültige Einstellung wird durch die Hydraulikmotoren
42 erreicht.
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Ein Walzspaltfühler 40 bewegt sich entsprechend Veränderungen des
Walzspalts und steuert Regelmechanismen, welche den von den Hydraulikmotoren 42
ausgeübten Druck in notwendigem Maße verändern, um eine gleichmäßige Dicke des gewalzten
Werkstücks zu erhalten. Solche Regelmechanismen bilden keinen Teil der Erfindung.
Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Lastübertragungsblocks ist in den Fig. 2
und 3 genauer gezeigt.
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Bei dem in Fig. 2 gezeigten Lastübertragungsblock ist eine Motoranordnung
im Block 36 vorgesehen. Um Platz zu sparen, sind längs des Blocks 3g eine Mehrzahl
von Einzelmotoren 42 angeordnet, wobei jeder der Motoren ähnlich gebaut ist, wie
in Fig. 2 gezeigt.
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durch Der Motor 42 weist einen Zylinderkopf 44 aufl der/zurischen
ihm und einem feststehenden Körper 46 befindliches Hydraulikfluid gegen die Beilegscheibe
35 gedrückt ist. Eine zylindrische Wand 48 erstreckt sich vom Zylinderkopf 44 nach
unten, und es ist eine Dichtung 50 vorgesehen, um das Entweichen von Hydraulikfluid
aus dem vom Zylinderkopf 44 und dem Teil 46 eingeschlossenen Raum zu verhindern.
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Obgleich man im allgemeinen davon ausgeht, daß Hydraulikfluid nicht
komprimierbar ist, trifft das nicht ganz zu. Aus diesem Grund sind die Motoren 42
so gebaut, daß sie mit einem minimalen Hub und dadurch mit einem möglichst kleinen
Volumen
an Hydrauliköl arbeiten. Bei der bevorzugten Bauweise beträgt
der Hub des Motors 42 etwa 12,5 mm oder weniger. Die dem Teil 46 gegenüberliegende
Unterseite des Zylinderkopfes 44 verläuft über im wesentlichen ihre gesamte Fläche
parallel zur flachen Oberfläche des Teils 46. Jedoch sind in der Innenfläche des
Zylinderkopfes 44 in Winkelabständen Nuten 52 eingeschnitten, die zu einem Stopfen
54 führen, der geöffnet ist, wenn der Motor 42 zu Beginn mit Hydrauliköl gefüllt
wird. Die Nuten 52 bilden Auslaßwege für Luft, um alle Luft aus dem Innenraum des
Motors 42 zu entfernen.
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Der Teil 46 ist ringförmig ausgebildet und weist eine Innenwand 56
auf, die einen Innenzylinder für den Motor 42 bildet.
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Der Durchmesser dieser Innenzylinderwand 56 vergrößert sich bei einer
Schulter 58, und vom Ende der Schulter führt ein unterer Zylinderabschnitt 60 nach
unten, der mit dem oberen Teil der inneren Zylinderwand 56 konzentrisch ist.
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Ein beweglicher Kolben 62 ist in dem von den Wänden 56 und 60 gebildeten
Zylinder angeordnet und weist eine Stufe oder Schulter auf, die der Schulter 58
in Fig. 2 gegenüberliegt und diese berührt. Der Kolben 62 befindet sich also in
der in Fig. 2 gezeigten Stellung am oberen Ende seines Hubs.
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Dichtungen 64, die sich rings um die oberen und unteren Enden des
Kolbens 62 erstrecken, dienen an diesen beiden Enden als kontinuierliche Kolbenringe.
Die Dichtungen 64 sind in Ausnehmungen im Kolben 62 durch Abdeckplatten 66 gehalten,
die an den oberen und unteren Enden des Kolbens 62 durch in Winkelabständen angeordnete
Schrauben 68 befestigt sind, von denen zwei in Fig. 2 gezeigt sind. Wenn der Kolben
62 die Stufe oder Schulter 58. berührt, fluchtet sein oberes Ende mit der Kopffläche
des feststehenden ringförmigen Teils 46.
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Im Kolben 62 und in dem darunter befindlichen Teil innerhalb der Zylinderwand
56 befindet sich ein Raum 70, in dem Gas unter Druck durch eine Gaszuleitung 72
eingeleitet wird.
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Dieses Gas steht unter genügendem Druck, um den Kolben 62 in Berührung
mit der Schulter 58 und damit den Kopf des Kolbens 62 glatt abschließend mit dem
Kopf des ringförmigen Teils 46 zu halten, solange der gegen die Oberseite des Zylinderkopfes
44 wirkende Druck nicht den Lastübertragungsblockdruck überschreitet, für den das
Walzwerk eingestellt ist, wenn ein bestimmtes Werkstück bearbeitet wird. Der Gasdruck,
der den Kolben 62 mit dem feststehenden Teil 46 fluchtend hält, kann niedriger sein
als der Druck des Hydraulikfluids im Motor 42, da die dem Gasdruck ausgesetzte Flache
des Kolbens 62 größer als seine dem Druck des Hydraulikfluids im Motor 42 ausgesetzte
Fläche ist, da der Durchmesser an der Schulter 58 vergrößert ist. Wenn auf den Hydraulikmotor
plötzlich ein höherer Druck wirkt, z.B. wenn das Ende eines Werkstückes durch die
Arbeitswalzen hindurchgelaufen ist oder ein Werkstück bricht, so daß sich kein Teil
von ihm mehr zwischen den Arbeitswalzen befindet, drückt der Druckanstieg im Hydraulikfluid
im Motor 42 den Kolben 62 nach unten, so daß das obere Ende des Kolbens 62 nicht
mehr mit dem oberen Ende des ringförmigen Teils 46 fluchtet. Dadurch entsteht im
zylindrischen Teil 56 oberhalb des Kolbens 62 ein Raum, in den Hydraulikfluid des
Motors 42 entweichen kann, so daß der Zylinderkopf 44 sich entgegen denn Druck des
komprimierbaren Gases unter dem Kolben 62 nach unten bewegen kann. Dieser zylindrische
Raum oberhalb des Kolbens 62, in den das Hydraulikfluid entweicht, ist tatsächlich
eine Kammer, welche Hydraulikfluid enthält, und das obere Ende des Kolbens 62, oberhalb
der oberen Dichtung 64 ist ein Hindernis, welches das Entweichen von Hydraulikfluid
in die Kammer verhindert, solange der Motor 42 keinem übermäßigen Druck unterworfen
ist.
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Es ist ein Merkmal der Bauweise, daß das Volumen des komprimierbaren
Gases im Raum 70 und unterhalb des Kolbens 62 und in der Zuleitung 72 wesentlich
größer als das Volumen des Hydraulikfluids im Hydraulikmotor 42 ist. Dadurch kann
das Gas mit nur einem mäßigen Druckanstieg komprimiert werden und so den Stoß absorbieren,
der sonst ein Hammerschlag gegen die Lastübertragungsblockmotoren 42 wäre.
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Eine Öldruckvorrichtung 78 zum Vorspannen des Walzwerks 10 ist in
Fig. 1 schematisch gezeigt. Der Druck ist in üblicher Weise regelbar, und eine Erläuterung
und Darstellung der Druckregelung ist für ein Verständnis der Erfindung nicht erforderlich.
Ähnlich sind andere Hydraulikfluidzufuhrvorrichtungen 79 vorgesehen, welche den
Lastübertragungsblockmotoren 42 Hydraulikfluid mit einstellbaren Drücken zuführen,
je nachdem wieviel der Vorspannungsbelastung des Walzwerks für einen bestimmten
Walzvorgang durch Gegenwirkung aufgehoben werden muß.
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Fig. 2 zeigt einen einstellbaren Druckregler 80, welcher dem Raum
70 Gas mit dem jeweils erforderlihen Druck zuführt, um den Kolben 62 so lange gegen
die Schulter 58 gedrückt zu halten, wie kein übermäßiger Druck im Hydraulikmotor
42 vorhanden ist.
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Fig. 3 zeigt die Anordnung von drei Motoren 42 auf jeder Seite der
Übertragungsblöcke und deren Gasversorgung durch Sammelleitungen 72.
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