DE3411853A1 - Angetriebene stuetzwalzen aufweisendes vier- oder sechswalzengeruest - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 29. Mär 1984 g.ni 32 992

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SMS SCHLOEMANN-SIEMAG AG, 4000 Düsseldorf 1

Angetriebene Stützwalzen aufweisendes Vier- oder Sechswalzengerüst

Die Erfindung betrifft ein Vier- oder Sechswalzengerüst mit schlanken, gegenüber der durch die Achsen der sie abstützenden Walzen bestimmten Ebene in Laufrichtung des Walzgutes horizontal anstellbaren Arbeitswalzen und über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen. Derartige Walzgerüste können in üblicher Weise mit balligen Arbeitswalzen ausgestattet sein, sie können verschiebbare Arbeits- und/oder Stützwalzen aufweisen, wobei die Arbeits- und/oder Stützwalzen nach der DE-PS 3038 865 als Flaschenwalzen ausgebildet sind, und schließlich können bei Vier- und/oder Sechswalzengerüsten die Arbeits- bzw. die Zwischenwalzen über Bandkanten gestellt werden. In allen diesen Fällen erweist es sich umformtechnisch in vielen Fällen als zweckmäßig, nach Möglichkeit schlanke Arbeitswalzen einzusetzen, die jedoch bei entsprechend verringertem Durchmesser einer zusätzlichen seitlichen Abstützung bedürfen und infolge ihres geringen Durchmessers die zum Betriebe des Walzgerüstes erforderlichen Drehmomente mit ihren Walzenzapfen nicht mehr aufzunehmen vermögen. Eine mechanisch einwandfreie und robuste Konstruktion ergibt sich, wenn die Antriebsmotoren auf die Stützwalzen einwirken und diese durch Friktion, gegebenenfalls über zwischengeschaltete Zwischenwalzen, die Arbeitswalzen antreiben, und wenn die Abstützung der Arbeitswalzen durch deren Versetzung in Laufrichtung des Walzgutes gegenüber der die Achsen der sie abstützenden Walzen aufweisenden Ebene bewirkt ist.

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Derartige Walzgerüste sind zur Walzung von in weiten Grenzen unterschiedliche Verformungswiderstände und für ebenso unterschiedliche Walzgutbreiten und Stichabnahmen geeignet, und die den Antriebsmotoren zugeordneten Regelvorrichtungen gestatten deren Führung innerhalb eines weiten Drehmomentenbereiches.

In der Praxis werden jedoch solchen Gerüsten oft nicht nur reine Reduzierwalzungen, sondern auch sogenannte Zustandswalzungen überlassen, bei denen unter sehr geringen Walzkräften extrem kleine Abnahmen gefordert werden. Des weiteren können solche Gerüste gelegentlich für recht geringe Querschnitte und sehr leicht zu verformendes Walzgut eingesetzt werden. Hierbei werden jedoch nur sehr geringe Antriebsleistungen gefordert, und die Regelvorrichtungen der Antriebsmotoren werden weit unterhalb ihres optimalen Regelbereiches betrieben, der üblicherweise etwa Momente bzw. Leistungen im Verhältnis 1:10 umfaßt. In der Praxis zeigt sich dieses durch langsames Einstellen des eingeregelten Momentes bzw. der einzuregelnden Drehzahl ebenso an, wie eine Neigung zum Überschwingen, d.h., zum Überschreiten der anzulaufenden und einzuregelnden Drehzahl. Als nachteilig macht sich weiterhin bemerkbar, daß bei Weitenabweichungen aus dem vorgegebenen Regelbereich nichtkonstante Abweichungen der von den beiden Motoren entwickelten Drehmomente auftreten, die zu einer Schwingneigung und zu ungleichen Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Arbeitswalzen führen können. Bei mit extrem geringen Walzkräften durchgeführten Zustandswalzungen wird darüber hinaus der Kontakt der Walzenumfänge so stark reduziert, daß die durch die Reibung beabsichtigte Mitnahme mit synchronen Umfangsgeschwindigkeiten gefährdet ist, und auch hier besteht die Gefahr der Einstellung von Rucken bzw. Stößen und Schwingungen.

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Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, ein Walzgerüst der beschriebenen Gattung so auszubilden, daß auch bei der Einstellung der bspw. für Zustandswalzungen optimalen geringen Walzkräfte der Antrieb noch im regeltechnisch leicht beherrschbaren Bereich der Drehmomente bzw. Leistungen erfolgt, und darüber hinaus soll gesichert werden, daß ein solcher Antrieb auch noch bei geringsten Walzkräften gleiche Umfangsgeschwindigkeiten der Arbeitswalzen bewirkt.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem der Antriebsspindel einer der Stützwalzen des gattungsgemäßen Gerüstes eine Schaltkupplung vorgeordnet ist, und indem für das Walzen mit geringen Walzkräften die Schaltkupplung ausgerückt und der ihr zugeordnete Antriebsmotor abgeschaltet sind, und indem allein die gegenüberliegende Stützwalze durch den ihr zugeordneten Antriebsmotor antreibbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die beim Zustandswalzen erforderlichen geringen Leistungen nicht jeweils hälftig von zwei Antriebsmotoren aufgebracht werden, sondern vielmehr das Gerüst nur durch einen dieser Motoren betrieben wird, der somit die doppelte Leistung bzw. das doppelte Drehmoment abzugeben hat und damit innerhalb seines Regelbereiches gegenüber üblichen Gerüsten mit verdoppelter Leistung betrieben wird. Die Schaltkupplung sorgt hierbei dafür, daß der nicht angetriebene Motor nicht etwa durch seine Trägheit das Gerüst zusätzlich belastet.

Nach einer Weiterbildung werden auch Walzenzapfen der Arbeitswalzen mit Treffern erfaßt, die jeweils über eine Schaltkupplung und Ausgleichsspindeln durch ein Synchronisiergetriebe verbunden sind. Eingangs wurde zwar gesagt, daß diese Walzenzapfen und ihnen angepaßte Treffer nicht in der Lage sind, die zum Antrieb des Gerüstes erforderlichen Momente zu übertragen. Im hohe Momente erfordernden Normalbetrieb sind daher auch üblicherweise diese Schalt-

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kupplungen ausgerückt, so daß ein derart ausgebildetes Gerüst wie ein übliches durch Antrieb seiner Stützwalzen betrieben wird. Im Falle des Betriebes mit sehr geringen Walzkräften und damit entsprechend vermindertem Leistungsbedarf jedoch wird eine der Arbeitswalzen durch Friktion direkt angetrieben, und nur diese verringerte Leistung durch den Bedarf nur einer der Arbeitswalzen nochmals halbiert, wird in diesem Falle über die eingerückten Schaltkupplungen und das im Übersetzungsverhältnis 1:1 gehaltene Synchronisiergetriebe zwangsläufig im Gleichlauf gehalten.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Figur 1 ein übliches Vierwalzengerüst, das jedoch auch

mit Flaschenwalzen betrieben werden könnte, und Figur 2 ein Sechswalzengerüst.

In Fig. 1 sind schematisch die Stützwalzen 1 und 2 eines Vierwalzengerüstes dargestellt, zwischen denen, in Richtung des Walzgutes durch eine Horizontalanstellvorrichtung 3 verschiebbar, Arbeitswalzen 4 und 5 vorgesehen sind. Zum Antriebe des Walzgerüstes sind, gegebenenfalls mit Getrieben ausgestattete Antriebsmotore 6 und 7 vorgesehen, von denen der Antriebsmotor 6 über eine Schaltkupplung 8 und eine Antriebsspindel 9 auf die Stützwalze 1 wirkt, während der Antriebsmotor 7 direkt über eine Antriebsspindel 10 mit der Stützwalze 2 verbunden ist.

Zusätzlich sind die Arbeitswalzen 4 und 5 bzw. deren Walzenzapfen umgreifende Walzentreffer über Schaltkupplungen

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und 12 und Ausgleichsspindeln 13 und 14 mit einem Umdrehungen im Verhältnis 1:1 übertragenden Synchronisiergetriebe 15 verbunden. Die Anordnung kann hier so getroffen sein, daß bspw. als Schaltkupplung die Treffer der Arbeitswalzen 4 und 5 selbst wirken, wenn diese von den Walzenzapfen abgezogen werden. Hierfür können die Ausgleichsspindeln 13 und 14 teleskopartig und diese Rückzugsbewegung ermöglichend ausgeführt sein, es ist aber auch möglich, die Ausgleichsspindeln 13 und 14 mit den Treffern und dem Synchronisiergetriebe 15 selbst von den Walzenzapfen zu entfernen, und schließlich ist es möglich, übliche, einrückbare Schaltkupplungen zusätzlich vorzusehen.

Im Betriebe ergeben sich damit folgende Möglichkeiten: Beim Normalbetrieb werden die Schaltkupplungen 11 und 12 ausgerückt, und die Schaltkupplung 8 wird eingerückt. Damit werden über die vorgeordnete Regelvorrichtung die beiden Antriebsmotoren 6 und 7 entsprechend beaufschlagt, und über die Antriebsspindeln 9 und 10 treiben sie die Stützwalzen 1 und 2 an, deren Mäntel auf denen der Arbeitswalzen aufliegen und diese daher unter Einwirkung der Walzkraft durch Friktion mitnehmen. Zur Stützung der schlanken Arbeitswalzen können diese durch die Horizontalanstellvorrichtung 3 derart verschoben werden, daß die auf die Arbeitswalzen einwirkenden Kräfte mehr oder weniger kompensiert werden.

Wird, bspw. bei einer Zustandswalzung, die Walzkraft erheblich reduziert, so wird zunächst einmal die Schaltkupplung 8 ausgerückt, und der Antriebsmotor 6 wird stillgelegt. Der Antrieb des Gerüstes erfolgt nunmehr allein durch den Antriebsmotor 7, der somit die doppelte Leistung gegenüber der zu erbringen hat, die er beim parallelen Betriebe beider Motore zu bewirken hätte. Damit also wird das Ziel erreicht, den Motor bei nur geringer Ausnutzung durch Ver-

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doppelung seines Momentes besser auszunutzen.

Schon hierbei, sonst jedoch bei noch stärker reduzierten Walzkräften werden die Schaltkupplungen 11 und 12 eingerückt. Damit wird nicht nur, wie beim zuvor betrachteten Verhalten, allein die Stützwalze 2 angetrieben, die durch Friktion die Arbeitswalze 5 und über Friktion über das Walzgut hinweg die Arbeitswalze 4 antreibt und die Stützwalze 1 mitnimmt, durch dieses Einrücken der Schaltkupplungen 11 und 12 werden die Umläufe der Arbeitswalzen 4 und 5 über das Synchronisiergetriebe 15 zwangsläufig miteinander gekuppelt. Zwar erfolgt auch hier ein Leistungsübergang durch Friktion über das Walzgut hinweg; sobald jedoch die Friktion hierfür nicht mehr ausreicht, tritt helfend die über das Synchronisiergetriebe 15 bewirkte Verbindung ein. Die Walzenzapfen sind den hierbei auftretenden Momenten durchaus gewachsen, denn zunächst einmal ist infolge der sehr geringen Walzkraft auch das benötigte Antriebsmoment gegenüber dem Nennmoment stark zurückgenommen, und schließlich liegt parallel zu der durch das Synchronisiergetriebe bewirkten Verbindung eine weitere durch das den Kontakt vermittelnde Walzgut vor.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 aufgezeigt, das ein sogenanntes HVC-Gerüst darstellt, das zwei Stützwalzen 16 und 17, zwei Zwischenwalzen 18 und 19 sowie zwei Arbeitswalzen 21 und 22 aufweist, die durch Antriebsmotoren 23 und 24 über Antriebsspindeln 26 und 27 betrieben werden. Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 können diese Antriebsspindeln, gegebenenfalls auch die Ausgleichsspindeln 30 und 31, als Gelenkspindeln, als Bogenzahnspindeln oder dergleichen ausgebildet sein, um unterschiedliche Neigungen ausgleichen zu können. Die Horizontalanstellvorrichtung ist hier wieder in Verbindung mit den Arbeitswalzen dargestellt; da sie jedoch nur relative Versetzungen zwischen den Arbeitswalzen und den sie stützenden Zwischenwalzen zu

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erwirken hat, kann sie auch auf die Zwischenwalzen einwirken, und unterstützt werden kann dieser dann auch die Zwischenwalzen abstützende Effekt durch eine zusätzliche Grundversetzung der Arbeitswalzen, so wie gemäß Fig. 1 auch eine feste Versetzung vorgesehen sein könnte, und beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 auch eine zusätzliche Versetzung der Zwischenwalzen.

Auch gemäß Fig. 2 sind die Arbeitswalzen über Schaltkupplungen 28 und 29 sowie Ausgleichsspindeln 30 und 31 durch ein Synchronisiergetriebe 32 miteinander verbindbar, und durch Ausrücken der Schaltkupplungen kann diese Verbindung aufgehoben werden.

Auch hier sind beim Auftreten der üblicherweise hohen Walzkräfte, d.h. beim normalen Walzen, die Schaltkupplungen 28 und 29 ausgerückt, und die Schaltkupplung 25 ist eingerückt, so daß das Walzgerüst durch zwei auf die Stützwalzen 16 und 17 einwirkende Antriebsmotoren 2 3 und 24 in deren üblichem Regelbereich betrieben wird.

Werden durch Absenken der Walzkräfte die erforderlichen Antriebsleistungen so stark reduziert, daß sie unterhalb des nutzbaren Regelbereiches fallen, so wird die Schaltkupplung 2 5 ausgerückt,, der Antriebsmotor 23 wird abgeschaltet, und der Antrieb obliegt allein dem Antriebsmotor 24, der damit auch die volle Antriebsieistung aufzubringen hat. Damit wird gegenüber üblichen Antrieben seine Leistung relativ verdoppelt, und er arbeitet somit wieder im nutzbaren Regelbereich oder, in extremen Fällen, nicht so weit aus dem nutzbaren Regelbereich herausgerückt wie dieses beim gleichzeitigen Betriebe der beiden Antriebsmotor der Fall wäre. Schon hierbei oder aber bei noch weiterem Absenken der Walzkräfte wird ein Betrieb der beiden Arbeitswalzen

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21 und 22 mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten gesichert, indem die Schaltkupplungen 2 8 und 29 eingerückt und damit die Arbeitswalzen über das Synchronisiergetriebe 31 verbunden werden. Wie bereits erwähnt, weisen schlanke Arbeitswalzen so dünne Walzenzapfen auf, daß die Nennleistung über sie nicht übertragbar ist und zum Stützwalzen-, gelegentlich auch zum Zwischenwalzenantrieb, gegriffen werden muß. Hier jedoch werden nur Bruchteile der Nennleistung benötigt, die über diese Walzenzapfen übertragbar sind, so daß das Synchronisiergetriebe auch bei geringsten Walzkräften noch den Gleichlauf der Arbeitswalzen zu sichern vermag.

Damit lassen sich übliche und für übliche Walzungen verwendbare Walzgerüste im Bedarfsfalle für Zustandswalzungen oder dergleichen leicht so umstellen, daß Nachteile nicht zu befürchten sind und der gemäß der Erfindung nur noch betriebene eine Motor in einem günstigeren Regelbereich arbeitet, als er beim Zweimotorenbetrieb erreicht würde.

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- Leerseite

Claims (2)

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1. Vier- oder Sechswalzengerüst mit schlanken, gegenüber der durch die Achsen der sie abstützenden Walzen bestimmten Ebene in Laufrichtung des Walzgutes horizontal anstellbaren Arbeitswalzen und über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsspindel (9, 26) einer der Stützwalzen (1, 16) eine Schaltkupplung (8, 25) vorgeordnet ist, und daß für das Walzen mit geringen Walzkräften die Schaltkupplung ausgerückt und der ihr zugeordnete Antriebsmotor (6, 23) abgeschaltet sind und allein die gegenüberliegende Stützwalze (2, 17) durch den ihr zugeordneten Motor (7, 24) antreibbar ist.

2. Vier- oder Sechswalzengerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Walzentreffern der Arbeitswalzen (4, 5, 21, 22) jeweils über eine Schaltkupplung (11, 12, 28, 29) und Ausgleichsspindeln (13, 14, 30, 31) durch ein Synchronisiergetriebe (15, 32) miteinander verbunden sind.