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Zum Stand der Technik ist noch die JP-OS 57- 75 210 (1982) zu nennen,
durch die es bekannt ist, Walzen partiell
durch einen axial verstellbaren
Körper mit einer Sägezahnausbildung an seiner Außenumfangsfläche, die mit zugeordneten
Sägezähnen von im Mittelbereich einer Walzentrommel an deren Innenumfangsfläche
anliegenden Segmenten zusammenwirkt, aufzuweiten.
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Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugsnahme auf die Zeichnung
anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise
geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Walze; F i g. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung
eines Endbereichs der in Fig. 1 gezeigten Walze; " F i g. 3 eine vergrößerte Detailansicht
eines Mittelbereichs der in F i g. 1 gezeigten Walze; F i g. 4 eine zu F i g. 3
gleichartige Darstellung für eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung; F
i g. 5A bis 5D Darstellungen zu Veränderungen im Walzenprofil; F i g. 6 eine zu
Fig.3 ähnliche Darstellung für eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung;
F i g. 7 und 8 Walzgerüste mit darin eingegliederten Walzen gemäß der Erfindung.
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Bei der in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung
sind ein Walzenkern 1 Lagergehäuse 2, Lager 3, Lagerarretierungen 4 und eine in
diese eingepaßte Öldichtung 5 zu erkennen.
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Über dem Walzenkern 1 ist in geeignetem Abstand zu dessen Außenfläche
ein Mantel 6 angebracht, der einen Walzenballen bildet. Zwischen den Mantel 6 und
den Walzenkern 1 sind an den Viertelabschnitten, d. h. an den zu den Erdbereichen
und zum Mittelbereich der Walze beabstandeten Abschnitten, Abstandshülsen 7 eingefügt.
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Die Innenflächen der Endbereiche 6a des Mantels 6 sind als Kegelflächen
8 ausgestaltet, und je ein Paar von im Querschnitt keilförmigen Ringen (Keilringe)
9 und 10 sind in den von den Kegelflächen 8 der Mantelendbereiche 6a und von den
Außenflächen der Endbereiche des Walzenkerns 1 begrenzten Ringräumen 37 derart angeordnet,
daß sie in axialer Richtung der Walze bewegbar sind. Die Außenflächen der Keilringe
9, 10 sind in ihrer Neigung der Kegelfläche 8 des Mantelendbereichs 6a angepaßt
und mit Ringnuten zur Aufnahme von Kolbenringen 11 ausgestattet. Die Innenflächen
der Keilringe 9, 10 haben Nuten zur Aufnahme von O-Ringen 12, d. h. Dichtungsringen
mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt.
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Der Teil des Mantelendbereichs 6a, der sich über die Kegelfläche
8 nach außen erstreckt, hat eine Abstufung, deren Durchmesser größer ist als derjenige
der Kegelfläche 8 und an deren Innenfläche ein Schraubgewinde 13 ausgebildet ist.
In die Abstufung ist ein Dichtungsring 14 eingepaßt, ein O-Ring 15 ist zwischen
die lotrechte Fläche des Dichtungsringes 14 sowie die lotrechte Fläche der Abstufung
eingesetzt und ein weiterer O-Ring 15 ist zwischen die Innenfläche des Dichtungsringes
14 sowie die Außenfläche des Walzenkerns 1 eingefügt.
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Der Dichtungsring 14 wird durch einen in das Schraubgewinde 13 geschraubten
Gewindering 16 fest an seinem Platz gehalten.
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Der Ringraum 37, in den die Keilringe 9 und 10 eingesetzt sind, wird
öldicht gehalten. Von dem außenliegenden Ende der Abstandshülse 7 und dem innenliegenden
Ende des Keilringes 9 wird eine erste Ölkammer 17 begrenzt. Eine zweite Ölkammer
18 ist zwischen den beiden Keilringen 9 und 10 bestimmt. Schließlich grenzen der
Keilring 10 und der Dichtungsring 14 eine dritte Ölkammer 19 ab. Im Walzenkern 1
sind kanäle 20, 21
und 22 ausgebildet, die einerseits mit der ersten bzw.
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zweiten bzw. dritten Ölkammer 17, 18, 19 und andererseits mit einer
(nicht gezeigten) Druckölquelle in Verbindung stehen.
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Wie die Fig. 2 erkennen läßt, ist der Keilring 9 mit Wendelnuten
23 und 24 ausgestattet, von denen die Nut 23 mit der zweiten Ölkammer 18, die Nut
24 mit der ersten Ölkammer 17 Verbindung hat. Auch der Keilring 10 ist mit Wendelnuten
25 und 26 versehen, von denen die Nut 25 mit der dritten Ölkammer 19 in Verbindung
steht, während die Nut 26 mit der zweiten Ölkammer 18 verbunden ist.
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In der oberen Hälfte der F i g. 2 sind die Keilringe 9 und 10 als
an der Kegelfläche 8 des Mantelendbereichs 6a in Anlage befindlich dargestellt,
d. h., daß die Keilringe 9, 10 zwischen dem Endbereich 6a und dem Walzenkern 1 festliegen.
In der unteren Hälfte der F i g. 2 sind diese Keilringe 9 und 10 jedoch im lockeren
Zustand zwischen dem Mantelendbereich 6a sowie dem Walzenkern 1 dargestellt, d.
h., daß diese Ringe 9, 10 einen geringen Abstand von der Kegelfläche 8 haben.
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Wie Fig. 3 am besten erkennen läßt, ist zwischen den Abstandshülsen
7 ein Ringraum 27 abgegrenzt, der mit einem mittigen Ölkanal 28 sowie einem linken
und rechten Ölkanal 29 bzw. 30 in Verbindung steht. Ein Paar von einwärts sich verjüngenden
Keilringen 31, 32 ist in den Ringraum 27 eingesetzt, und diese Keilringe werden,
wenn Öl durch die Kanäle 29, 30 in die seitlichen Ölkammern gedrückt wird, zueinander
hin bewegt, während sie voneinander weg bewegt werden, wenn Öl durch den mittigen
Ölkanal 28 in die mittige Ölkammer des Ringraumes 27 fließt. Die Innenflächen eines
Mittelbereichs 6b des Mantels 6, die den Ringraum 27 umschließen, sind als Kegelflächen
33 ausgebildet, wobei ihr Neigungswinkel gleich dem Neigungswinkel an den Keilringen
31, 32 sowie derart gewählt ist, daß dann, wenn die Keilringe 31, 32 im Ringraum
27 den größten Abstand zueinander haben, kleine Spalte zwischen den Kegelflächen
33 und den Keilringen 31, 32 vorhanden sind.
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Wie die Keilringe 9 und 10 sind auch die Keilringe 31 und 32 mit
Wendelnuten versehen.
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Wenn Öl in die erste Kammer 17 gedrückt wird, dann werden die Keilringe
9, 10 zu einer Bewegung zum Lagergehäuse 2 hin veranlaßt, so daß sie sich im lockeren
Zustand zwischen dem Walzenkern 1 und dem Mantel 6 befinden, wie in der unteren
Hälfte von F i g. 2 angedeutet ist. Wird jedoch Öl nur in die zweite Ölkammer 18
gedrückt, so wird lediglich der Keilring 9 zu einer Einwärtsbewegung gebracht und
kommt mit dem Walzenkern 1 sowie dem Mantel 6 zur Anlage. Wenn Öl in die dritte
Ölkammer 19 unter Druck eingeführt wird, dann wird dem Keilring 10 eine Einwärtsbewegung
vermittelt, und er wird zwischen den Walzenkern 1 sowie den Mantel 6 geklemmt, wie
die obere Hälfte von F i g. 2 erkennen läßt.
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Somit werden im Ansprechen auf den nach Wahl in die erste, zweite
und/oder dritte Ölkammer 17, 18 und 19 eingebrachten Öldruck die Keilringe 9 und
10 zu einer Einwärts- oder Auswärtsbewegung gebracht. Das unter Druck stehende Öl
fließt durch die Wendelnuten 23, 24, 25 und 26, so daß die Keilringe 9 und 10, der
Walzenkern 1 sowie der Mantelendbereich 6a geschmiert werden und dieser Mantelendbereich
6a erweitert wird. Das hat eine erleichterte Axialbewegung zum Ergebnis.
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Wenn die Walzen der beschriebenen Bauart in ein Walzgerüst eingebaut
und die Keilringe 9, 10 locker
zwischen den Walzenkern 1 sowie den
Mantel 6 eingesetzt werden, dann wird die auf den Mantelendbereich 6a ausgeübte
Walzkraft nicht auf den Endbereich des Walzenkerns 1 übertragen. Das hat zum Ergebnis,
daß dann, wenn die Keilringe 9 und 10 locker eingefügt sind, die wirksame Länge,
auf der die Walzkraft übertragen wird, gleich 6 ist. Wird lediglich der Keilring
9 zwischen dem Walzenkern 1 sowie dem Mantel 6 festgeklemmt, dann wird die Walzkraft
durch den Keilring 9 mit übertragen, so daß sich die wirksame Länge Ii ergibt Wenn
beide Keilringe 9, 10 zwischen Walzenkern 1 und Mantel 6 eingeklemmt sind, dann
wird die wirksame Länge gleich!2.
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Wird der Druck der Arbeitsflüssigkeit erhöht, so daß die Keilringe
9, 10 weiter zwischen den Walzenkern 1 und den Mantel 6 eingekeilt werden, dann
wird der Mantelendbereich 6a erweitert, wie in F i g. 2 durch eine strich-punktierte
Linie angedeutet ist. Demzufolge kann das Querschnittsprofil der Walze verändert
werden, so daß der Querschnitt des dem Walzvorgang unterliegenden Bandes mit größerer
Genauigkeit gesteuert werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform bewirkt eine
axiale Einwärtsbewegung der Keilringe 9 und 10 eine Erweiterung oder Dehnung des
Mantelendbereichs 6a, der damit einen größeren Durchmesseer als andere Bereiche
des Mantels erhält Alternativ kann die Anordnung so getroffen werden, daß die axiale
Einwärtsbewegung dieser Keilringe 9, 10, zu einer Erweiterung des Mantelendbereichs
6a führt, so daß er im Durchmesser gleich den übrigen Bereichen des Mantels wird.
In diesem Fall wird bei einer axialen zum Lagergehäuse 2 hin gerichteten Auswärtsbewegung
der Ringe 9, 10 der Mantelendbereich 6a im Durchmesser gegenüber demjenigen der
anderen Mantelbereiche verringert, wobei die Keilringe 9, 10 frei und sauber der
Kegelfläche 8 angepaßt oder von dieser geringfügig beabstandet sind.
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Klarerweise hängt es von der Verwendung einer Walze ab, welche Anordnung
zum Einsatz kommen soll.
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Wenn, wie F i g. 3 zeigt, die Ölkanäle 29 und 30 verschlossen sind,
so daß Öl unter Druck nur in den Ölkanal 28 eingeführt wird, dann wird der Mantelmittelbereich
6b und damit das Oberflächenprofil des Mantels oder der Walze erweitert, wie durch
die strichpunktierte Linie angedeutet ist.
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Wird Öl unter Druck durch die Ölkanäle 29 und 30 geführt, dann werden
die Keilringe 31, 32 aufeinander zu bewegt, was zum Ergebnis hat, daß ihre geneigten
Flächen mit den Kegelflächen 33 des Mittelbereichs 6b zur Anlage kommen, d. h.,
die Keilringe 31, 32 werden zwischen den Walzenkern 1 und den Mantel 6-gezwängt,
was zur Folge hat, daß das Oberflächenprofil der Walze erweitert und damit eine
Balligkeit gebildet wird, wie durch die strich-punktierte Linie angedeutet ist.
Die auf diese Weise erzeugte Walzenballigkeit ist im wesentlichen einer solchen
ähnlich, die hervorgerufen wird, wenn Öl unter Druck in die mittige Ölkammer des
Ringraumes 27 durch den Ölkanal 28 geleitet wird, jedoch ist darauf hinzuweisen,
daß die Keilringe 31, 32 zwischen Walzenkern 1 und Mantelmittelbereich 6b eingeklemmt
sind, womit sich die Walze im wesentlichen gleichartig zu einer massiven Walze verhält.
Das hat zum Ergebnis, daß die Walze für ein Walzen mit großer Walzkraft zum Einsatz
kommen kann, was mit herkömmlichen Walzen bisher nicht bewerkstelligt werden konnte.
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Wird die Walze wie eine massive verwendet, so kann die Erweiterung
des Mantelmittelbereichs 6b in geeignester Weise durch Einstellen der Lagen der
Keilringe 31
und 32 gesteuert werden.
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Eine andere Art zur Erweiterung des Mantelmittelbereichs 6b besteht
darin, Öl unter Druck durch den mittigen Ölkanal 28 in die mittige Ölkammer des
Ringraumes 27 einzubringen und dann eine Bewegung der Keilringe 31,32 zueinander
hin hervorzurufen. Alternativ können zuerst die Ringe 31, 32 eine zueinander hin
gerichtete Bewegung ausführen, worauf das Öl unter Druck durch die Ölkanäle 28,29
und 30 geführt wird.
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Für den Walzbetrieb werden in Abhängigkeit von der Breite und der
Gestalt eines zu walzenden Bandes die Stellungen der Keilringe 9, 10, 31 und 32
in geeigneter Weise eingestellt, so daß die Präzision im Walzen bedeutend verbessert
werden kann. Es ist auch möglich, eine Walze gemäß der Erfindung zusammen mit einer
Arbeitswalzen-Biegeeinrichtung zu verwenden, so daß der Querschnitt des dem Walzen
unterliegenden Bandes mit einem hohen Grad an Genauigkeit beherrscht werden kann.
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Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform ist der Neigungswinkel
der Kegelflächen 33 im Mantelmittelbereich 6b etwas größer als derjenige der Keilringe
31, 32. In diesem Fall kann die Oberfläche des Mittelbereichs 6b des Mantels 6 und
damit das Walzenprofil allmählich und fortschreitend vergrößert werden, wie in den
F i g. 5A bis 5D gezeigt ist.
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Die F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform, wobei lediglich der Keilring
32 (oder 31) zur Anwendung kommt, um das Profil des Mantelmittelbereichs 6b zu verändern.
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Bei dieser Ausführungsform wird der mittige Ölkanal 28 nicht benötigt,
jedoch wird an der Innenfläche des Mittelbereichs 6b eine Kegelfläche notwendig,
mit der der Keilring 32 (oder 31) zusammenwirkt. In gleicher Weise kann an den Endbereichen
nur einer der Keilringe 9 oder 10 zur Anwendung kommen.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der öldichte Ringraum
zwischen dem Walzenkern- sowie dem Mantelendbereich, in den die Keilringe eingesetzt
sind, durch Anbringen des Mantels über dem Walzenkern mittels der Abstandshülsen
7 bestimmt. Alternativ kann der öldichte Ringraum zwischen einem abgestuften Teil
des Walzenkernendbereichs und dem unmittelbar auf dem Walzenkern angebrachten Mantel
bestimmt sein. Auch kann der öldichte Ringraum zwischen dem Walzenkern und einem
abgestuften Teil des Mantelendbereichs abgegrenzt sein.
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Ferner sind bei den geschilderten Ausführungsformen die beweglichen
Ringe solche, deren geneigte Flächen eben sind; es ist jedoch klar, daß die sich
verjüngenden Flächen der bewegbaren Ringe geringfügig konvex gestaltet sein können,
wobei die Innenflächen des Mantels komplementär verjüngt sein können. Des weiteren
können auch Ringe ohne Verjüngung zur Anwendung kommen.
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Die Innenflächen am Mantelend- und im Mantelmittelbereich wurden
als kegelförmig beschrieben; es ist jedoch klar, daß diese Innenflächen zylindrisch
sein können, während die Außenfläche des Walzenkerns mit einem Kegel versehen wird.
Alternativ können die Innenflächen des Mantels und die Außenflächen des Walzenkerns
verjüngt oder keilförmig verlaufen.
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Bei dem in Fig.7 gezeigten Walzgerüst kommen Walzen gemäß der Erfindung
als Arbeitswalzen 34 zum Einsatz, denen Stützwalzen 35 zugeordnet sind.
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Wenn, wie F i g. 7 zeigt, ein Band 36 mit relativ geringer Breite
gewalzt wird, dann werden beide Ringe 9 und 10 locker gehalten, d. h., sie werden
nicht zwischen Walzenkern und Mantel festgeklemmt. was zum Ergebnis
hat,
daß die Walzkraft nicht auf die Endbereiche der Walze übertragen wird. Unter diesen
Umständen ist die wirksame Walzenlänge der Arbeitswalze 34 gleich b.
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Ist ein Band mit einer mittleren Breite zu walzen, so werden nur
die Keilringe 9 zwischen Walzenkern und Mantel festgeklemmt, womit kann die wirksame
Länge der Arbeitswalze 34 gleich 1 wird, während beim Walzen eines Bandes mit größerer
Breite beide Keilringe 9, 10 zwischen Walzenkern 1 und Mantel 6 festgeklemmt werden,
womit sich in diesem Fall die wirksame Walzenlänge /3 ergibt.
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In Abhängigkeit von der Breite des zu walzenden Bandes werden die
Keilringe 9 und 10 in der oben beschriebenen Weise gelockert oder festgeklemmt.
Jedoch können die Arbeitswalzen, selbst wenn ein Band von relativ geringer Breite
gewalzt wird, unter gewissen Walzbedingungen eine Wärmeballigkeit aufweisen, so
daß es manchmal vorzuziehen ist, die Arbeitswalzen unter der Walzkraft zu biegen.
In diesem Fall werden die Keilringe 9, 10 zwischen dem Walzenkern 1 sowie dem Mantel
6 festgeklemmt, so daß das gekrümmte Profil der Arbeitswalze 34 auf das dem Walzvorgang
unterliegende Band 36 übertragen wird Die Keilringe 9, 10 werden in Abhängigkeit
von den Walzbedingungen gelockert oder festgeklemmt, so daß die wirksame Länge der
Arbeitswalzen verändert und die Balligkeit des auszuwalzenden Bandes beeinflußt
wird.
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In Abhängigkeit davon, ob die Keilringe 9 und 10 zwischen den Walzenkern
1 sowie den Mantel 6 geklemmt sind oder nicht, können die Biegezustände der Arbeitswalzen
über einen weiten Bereich geändert werden.
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Manchmal ist es notwendig, die Balligkeit eines dem Walzen unterliegenden
Bandes zu vermindern, in welchem Fall die Keilringe 9 und 10 gelockert werden. Das
hat eine Biegung der Arbeitswalze 34 in der entgegengesetzten Richtung zum Ergebnis,
so daß die Balligkeit des zu walzenden Bandes zu stark vermindert wird, d. h., daß
eine negative Balligkeit hervorgerufen wird. In diesem Fall wird die Arbeitswalzen-Biegekraft
vermindert, um eine optimale Balligkeit zu erreichen.
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Erfindungsgemäß ausgebildete Walzen können auch als Stützwalzen verwendet
werden, wie Fig.8 zeigt, wobei die wirksame Walzenlänge gleich 13 oder 14 wird.
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Ebenso können solche Walzen auch als Zwischenwalzen in ein Sechswalzengerüst
eingegliedert werden.
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Verschiedene Bänder mit unterschiedlicher Breite können durch Verändern
der Breite der Keilringe der oberen sowie unteren Arbeitswalzen und der Stützwalzen
sowie durch Änderung in den Kombinationen von gelösten und festgeklemmten Keilringen
gewalzt werden. Die Anzahl der Keilringe kann eins oder mehr als drei sein.
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