DE3622926A1 - Kontinuierliches mehrstufiges walzwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk, bei dem ein flaches Blech kontinuierlich haptsächlich in Querrichtung oder in Richtung seiner Breite gewalzt werden kann. Die Erfindung befaßt sich weiterhin mit einem Walzverfahren unter Verwendung eines derartiges Walzwerkes, um ein flaches Blech oder ein Blech zu erzeugen, das eine spezielle Querschnittsform mit einer oder mehreren Längsnuten oder Rillen in einer gewünschten Form auf einer Seite hat.

Bleche mit speziellen Querschnittsformen werden in üblicher Weise durch Schneiden, Walzen oder eine Kombination von V- förmigen Preßstempeln und Glattwalzen erzeugt. Ein Walzverfahren sollte vom Standpunkt der Produktivität und der Kosten am vorteilhaftesten sein, so daß viele Techniken vorgeschlagen worden sind, um solche Verfahren zu entwickeln. Diese können grob in zwei Arten unterteilt werden. Bei der ersten Art wird ein flaches Blech mit zwei Walzen bearbeitet, von denen eine einen Vorsprung hat, der der Form der Rille oder Nut entspricht, die im Endprodukt auszubilden ist. Bei der zweiten Art wird eine Kette von Walzen mit Vorspüngen leicht variierender Breite verwandt, wobei schräg verlaufende oder bogenförmige Querschnittsverminderungsflächen an den Seitenkanten jedes Vorsprunges vorgesehen sind und die Breite einer Nut oder Rille auf dem ebenen Blech allmählich dadurch vergrößert wird, daß dieses in die Richtung befördert wird, in der die Breite der Vorsprünge zunimmt. Die durch die erste Technik gebildete Rille neigt aufgrund des Unterschiedes im Bearbeitungsgrad zwischen der Rille und den anderen Teilen des Bleches dazu, wellig zu werden. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, muß ein vergleichsweise dickes Blech mehreren Querschnittsverminderungen in einem allmählich zunehmenden Maße unterworfen werden, wozu eine höhere Anzahl von Durchgängen und Zwischenwärmebehandlungen benötigt wird. Tiefe Rillen können durch dieses Verfahren darüberhinaus nicht gebildet. Ein weiterer Nachteil resultiert aus der Tatsache, daß hohe Walzlasten eine große Anlage notwenig machen. Bei der zweiten Technik erfolgt die Querschnittsverminderung nur an den Seiten einer Rille und tritt in Richtung der Breite des Bleches eine Fließverformung in ausreichendem Maße auf, um die Ausbildung einer welligen Rille so gering wie möglich zu halten. Ein weiterer Vorteil besteht in der Entwicklung niedriger Lasten während des Walzvorganges. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil komplizierter Arbeitsvorgänge, da das Blech mit einer Anzahl von Walzen mit Vorsprüngen verschiedener Breite bearbeitet werden muß. Diese Schwierigkeit kann dadurch vermieden werden, daß Walzen in Tandemform kontinuierlich betrieben werden, wobei es jedoch in diesem Fall wesentlich ist, die Geschwindigkeit oder den Zug zu steuern, mit dem das Blech von einem Walzengerüst zum anderen läuft. Dazu werden nicht nur geeignete Steuereinrichtungen sondern auch ein separater Antriebsmechanismus für jedes Walzengerüst notwendig, was unvermeidlich dazu führt, daß eine größere Anlage benutzt werden muß.

Durch die Erfindung sollen die oben beschriebenen Mängel der bekannten Walzverfahren beseitigt werden und sollen ein neuartiges und hochkompaktes Walzwerk zum Erzeugen eines Bleches mit einer speziellen Querschnittsform sowie ein Walzverfahren unter Verwendung eines derartigen Walzwerkes geschaffen werden.

Gemäß der Erfindung ist eine einzige zentrale Arbeitswalze, deren Durchmesser größer als ihre Körperlänge ist, mit einer Vielzahl von Arbeitswalzen mit wesentlich kleinerem Durchmesser kombiniert, die am Außenumfang der zentralen Walze angeordnet und einzeln mit einem Anstellmechanismus versehen sind, derart, daß zwei oder mehr Walzstufen an einem einzigen Walzwerk in einem Durchgang durch die Walzen verwirklicht werden können.

Gemäß der Erfindung kann weiterhin eine trapezförmige Halteplatte zwischen zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen und der zentralen Arbeitswalze im Walzwerk so vorgesehen sein, daß zwei schrägverlaufende Seiten der trapezförmigen Platte in einem Gleitkontakt an ihren unteren Teilen mit dem Außenumfang der Umfangsarbeitswalzen stehen, während ein kleiner Kanal, durch den das Wekstück hindurchgeht, zwischen der Unterseite der Halteplatte und dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze gebildet ist. Diese Halteplatte dient dazu, das Werkstück auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze zwangsweise zu halten, damit das Werkstück sich leicht in Querrichtung ausdehnen kann.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vielzahl von Umfangsarbeitswalzen jeweils mit einem oder mehreren Vorsprüngen am Außenumfang auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze in der Reihenfolge zunehmender Breite, Höhe oder Anzahl der Vorsprünge angeordnet und wird das Werkstück in Form eines ebenen Bleches in das Walzwerk an der Umfangsarbeitswalze eingeführt, die die kleineste Breite, Höhe oder Anzahl von Vorsprüngen hat, so daß das Werkstück auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze kontinuierlich hauptsächlich in Querrichtung unter dem Druck gewalzt wird, der durch die Umfangsarbeitswalzen ausgeübt wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der Grundauslegung der Walzen bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Walzwerkes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Walzwerk, wobei angenommen ist, daß die Umfangsarbeitswalzen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1,

Fig. 4 und 5 Querschnittsansichten längs der Linie I-I und II-II in Fig. 1 oder 2 jeweils,

Fig. 6 eine Vorderansicht eines besonderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Walzwerkes und

Fig. 7 den Querschnitt der gemäß der Erfindung durch den das Walzwerk zu bearbeitenden Rohling und mehrerer Produkte, die durch das Walzen mit dem erfindungsgemäßen Walzwerk erzielt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben, in denen das Werkstück 1, die zentrale Arbeitswalze 2, eine Umfangsarbeitswalze 3, ein Vorsprung 3′ auf der Walzenfläche, der Walzenkörper 3″, ein einen Spalt begrenzender Ring 3′′′, eine trapezförmige Halteplatte 4, eine Feder 5, mit der die trapezförmige Halteplatte 4 gegen eine Umfangsarbeitswalze gedrückt wird, eine Führung 6, ein Loch 7, durch das ein Kühlmittel zugeführt wird, ein Kühlmittelabstreifer 8, ein Einbaustück 9 für die zentrale Arbeitswalze, ein Gehäuse 11, ein Einbaustück 12 für eine Umfangsarbeitswalze, eine Transportführungswalze 14, eine Eintrittsführung 15, eine Ablenkwalze 16 und eine Aufnahmewalze 17 dargestellt sind. Die den Bezugszeichen 3 bis 7 und 12 und 13 beigefügten Zusätze a bis f bezeichnen separate Bauteile mit gleichem Aufbau und die Zusätze a bis e zum Bezugszeichen 1 bezeichnen verschiedene Walzstufen am Werkstück.

Die zentrale Arbeitswalze 2 hat die Form einer flachen Scheibe, deren Durchmesser größer als ihre Körperlänge ist. Die Walze 2 ist an einem vertikal bewegbaren Einbaustück 9 gehalten und wird von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Fünf Umfangsarbeitswalzen 3 a bis 3 e jeweils mit einem Durchmesser, der wesentlich kleiner als der der zentralen Arbeitswalze ist, sind auf einem Teil des Außenumfangs der zentralen Arbeitswalze in gleichen Abständen derart angeordnet, daß die Zwischenumfangswalze sich am höchsten Punkt M auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze befindet. Bei dem speziellen dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Walzen in einem Abstand von R=30° angeordnet, wobei R den Winkel bezeichnet, der zwischen zwei benachbarten Umfangswalzen bezüglich der Achse der mittleren Arbeitswalze gebildet ist. Die Umfangsarbeitswalzen 3 a bis 3 e sind durch Einbaustücke 12 a bis 12 e jeweils gehalten, von denen jedes in radialer Richtung der zentralen Arbeitswalze angehoben oder abgesenkt werden kann. Die Umfangsarbeitswalzen werden nicht alle angetrieben oder können mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, die gleich der der zentralen Arbeitswalze ist. Jede Umfangsarbeitswalze ist mit einem Vorsprung 3′ versehen, der dazu dient, die Querschnittsfläche eines gegebenen Teils der Breite des Werkstückes zu vermindern. Während das Werkstück zwischen die zentrale Arbeitswalze und die Folge von Umfangsarbeitswalzen eingeführt wird, wird eine zunehmende Breite des Werkstückes der Walzwirkung an fünf Verminderungspunkten ausgesetzt und wird ein flaches Blech oder ein Blech mit einer ebenen Oberfläche, dessen andere Seite einen speziellen Querschnitt hat, vom Walzwerk beim Durchgang durch die Walzen austreten. Die Parameter der Auslegung des Walzdurchganges beispielsweise die Form, Breite, Höhe und die Auslegung des Vorsprunges an jeder Umfangsarbeitswalze sollten so gewählt sein, daß die Ausdehnung in Längsrichtung des Werkstückes an jeder der fünf Querschnittsverminderungspunkten, die beim normalen Walzvorgang sonst groß wäre, so klein wie möglich gehalten ist. Wenn ein nicht ebenes Blech 1′ e erhalten werden soll, das an den Seitenkanten dicker als am mittleren Teil ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, können die Umfangsarbeitswalzen mit Vorsprüngen versehen sein, die zwei schräg verlaufende Seitenkanten mit einer runden Ecke aufweisen, wobei der Radius der Krümmung jeder Ecke mit r in Fig. 4 bezeichnet ist, und die dieselbe Höhe haben, jedoch in ihrer Breite W variieren, die fortschreitend in Richtung auf die Endwalzstufe zunimmt. Wenn andererseits ein nicht ebenes Blech gebildet werden soll, das in der Mitte seiner Breite dicker als an den anderen Teilen ist, können Vorsprünge an den beiden Seitenteilen der Umfangswalzen so vorgesehen sein, daß die Breite der Vorsprünge in Richtung auf die Endwalzstufe zunimmt. Wenn ein Blech der gewünschten Form in einem einzigen Durchgang durch die Walzen nicht erzielbar ist, kann ein weiterer Durchgang unter Verwendung einer Gruppe von anders geformten Walzen erfolgen. Unter Verwendung von glatten Umfangswalzen in der Endwalzstufe kann ein ebenes Blech erhalten werden, so daß ein ebenes Blech mit großer Breite in einem Durchgang durch die Walzen erzielbar ist. Ein nicht ebenes Blech mit einer Vielzahl von Längsnuten oder Rillen kann dadurch erhalten werden, daß die Umfangsarbeitswalzen so angeordnet werden, daß die Anzahl der Vorsprünge der Walzen von der Mitte der Breite des Bleches nach außen zunimmt, während der Walzvorgang sich der Endstufe nähert. Wenn ein Blech mit einer Vielzahl von breiten Rillen gewünscht wird, kann die Bedienungsperson diese Technik in Kombination mit einer Auslegung des Durchgangs verwenden, die eine größere Rillenbreite liefert.

Für das erfindungsgemäße Walzverfahren ist es wesentlich, daß der Walzenspalt an jeder Walzstufe auf den genau richtigen Wert festgelegt wird. Um diesem Erfordernis zu genügen, ist ein den Spalt begrenzender Ring 3′′′ an jedem Ende des Walzenkörpers 3″ mittels eines Teils 3′′′′ vorgesehen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Eine genaue Spaltsteuerung wird während des Walzvorganges durch Anstellen der Umfangsarbeitswalzen erzielt, derart, daß die Umfangsflächen der den Spalt begrenzenden Ringe in Kontakt mit der Umfangsfläche der zentralen Arbeitswalze gehalten werden.

Zusätzlich zu der zentralen Walze und den Umfangsarbeitswalzen ist das erfindungsgemäße Walzwerk mit Grundbauteilen wie einer trapezförmigen Halteplatte 4, einer Führung 6, einem Kühlmittelzuführungsloch 7, einem Kühlmittelabstreifer 8 und einer Aufnahmerolle 17 versehen, die später beschrieben werden.

Wenn sich das Werkstück beim Walzen in Walzrichtung ausdehnt, wird die Laufgeschwindigkeit des Werkstückes kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen an der Eintrittsseite, jedoch größer an der Austrittsseite. Das bedeutet, daß beim normalen Walzen in einem Tandemwalzwerk die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, die näher an der Austrittsseite sind, größer als die der Walzen gemacht werden muß, die sich näher an der Eintrittsseite befinden. Bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk ist die Umfangswalzgeschwindigkeit an allen Walzstufen die gleiche und muß die Verlängerung, die an jeder Walzstufe auftritt, im wesentlichen ausgeschlossen werden, um ein konsistentes Walzen zu verwirklichen. Die Verlängerung, die an jeder Walzstufe auftritt, kann dadurch kleiner gemacht werden, daß die Breite des Verminderungsbereiches an jeder Walzstufe verringert wird, wobei jedoch dann, wenn das Walzen in einer zwanglosen Weise erfolgt, es im allgemeinen unmöglich ist, eine derartige Verlängerung oder Ausdehnung vollständig auszuschließen. Unter diesen Umständen wird die Geschwindigkeit, unter der das Werkstück die in Laufrichtung vorne liegende Walze verläßt, größer als die Geschwindigkeit, mit der es in die benachbarte, in Laufrichtung hinten liegende Walze eintritt, was dazu führt, daß sich das Werkstück zwischen zwei benachbarten Walzen wölbt. Um das zu vermeiden, ist eine trapezförmige Halteplatte 4 zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen vorgesehen, wie es in den Fig. 1, 3 und 5 dargestellt ist, so daß das Werkstück zwangsweise im schmalen Bereich zwischen der Unterseite der Halteplatte und der Umfangsfläche der zentralen Arbeitswalze 2 gehalten wird, um dadurch zu verhindern, daß sich das Werkstück zwischen bebachbarten Umfangsarbeitswalzen wölbt oder ausbaucht. Wenn die trapezförmige Halteplatte 4 vorgesehen ist, werden sich Längsdruckspannungen im Werkstück zwischen zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen entwickeln und wird das Werkstück durch die Wirkung dieser Druckspannungen in ausreichendem Maße so gewalzt, daß eine Verlängerung des Werkstückes verhindert ist, während seine Fließverformung in Richtung seiner Breite gefördert wird. Das hat zur Folge, daß eine große seitliche Ausdehnung auftreten kann, die bei herkömmlichen Walzverfahren nicht verwirklicht werden kann. Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Halter 4 c, den Umfangsarbeitswalzen 3 c und 3 d und der zentralen Arbeitswalze 2. Eine strichpunktierte Linie 1″ zeigt die obere Außenfläche des dickeren Teils des Werkstückes und ein konsistentes Walzen wird dadurch erreicht, daß der Spielraum zwischen der oberen Außenfläche und der Unterseite 4′ c des trapezförmigen Halters auf einen Wert festgelegt wird, der im Bereich des 0,2 bis 0,5-fachen der maximalen Stärke des Werkstückes liegt. Um diesen Spielraum sicherzustellen, kann die Form der trapezförmigen Halteplatte so ausgebildet sein, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß die beiden schräg verlaufenden Seiten 4″ c der Platte am unteren Teil durch die Umfangsfläche der beiden benachbarten Umfangsarbeitswalzen gehalten sind und ein optimaler Spielraum automatisch dann vorliegt, wenn der Walzenspalt auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist.

Wenn eine in dieser Weise ausgebildete trapezförmige Platte 4 vorgesehen ist, wird das gewalzte Werkstück in einem Kontakt mit der Unterseite der Platte gleiten, während es durch die Platte unten gehalten ist. Wenn die Druckspannungen, die sich in Längsrichtung des Werkstückes entwickeln, mit σ R bezeichnet werden, die Breite des Werkstückes gleich S ist, und seine mittlere Stärke t ist, dann ist die Kraft F, die auf das Werkstück ausgeübt wird, gegeben durch:

Da σ R nicht größer ist als die Druckquetschspannung des Werkstückes σ _y ist, wird F der folgenden Beziehung unter der Anahme genügen, daß der Winkelabstand zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen R 30° beträgt:

Wenn S=40 mm, t=1 mm und σ _y =40 kp/mm², dann ist F kleiner als 800 kp. Die Druckkraft F wird von den Außenflächen von zwei benachbarten Umfangswalzen auf die trapezförmige Halteplatte über die Gleitflächen 4″ und auf das Werkstück über die andere Gleitfläche 4′ übertragen. Das hat zur Folge, daß eine Reibungskraft, die proportional zu F ist, sich an diesen Gleitflächen entwickeln wird. Diese Reibungskraft verhindert nicht nur, daß das Werkstück in Walzrichtung vorläuft, sondern führt auch zu einem Verschleiß der Walzen und der Halteplatte, während das Werkstück eingeführt wird, so daß es an der Unterseite der Halteplatte durch Aufschmelzen festklebt. Um den Kontaktdruck, der zur Reibung und zum Verschleiß der Gleitflächen führt, zu vermindern, wird der Kontaktflächenbereich der Gleitflächen so groß wie möglich gemacht. Um die Reibungskraft an den Gleitflächen herabzusetzten, ist weiterhin die trapezförmige Halteplatte so ausgebildet, daß wenigstens die Gleitflächen der Platte aus einem Material bestehen, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat und gegenüber einem Verschleiß und gegenüber einem Kleben durch Aufschmelzen hochbeständig ist, und werden die Gleitflächen mit einer angemessenen Menge eines Kühlmittels versorgt, das hoch schmierfähig und kühlfähig ist. Das Kühlmittel wird zum Kontaktbereich zwischen jeder Umfangsarbeitswalze und der trapezförmigen Halteplatte eingespritzt. Vorzugsweise sind ein durchgehendes Loch 7 und eine querverlaufende Rille 7′ in der trapezförmigen Platte ausgebildet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, um die Kanäle zu liefern, durch die das Kühlmittel zur oberen Außenfläche des Werkstückes in reichlicher Menge geliefert werden kann. Die Reibungskraft, die sich zwischen der zentralen Arbeitswalze und dem Werkstück entwickelt, muß jedoch eine ausreichende Größe haben, damit das Werkstück gleichmäßig durch das Walzwerk befördert werden kann. Um diesem Erfordernis zu genügen, sollte die zentrale Arbeitswalze mit der kleinsten notwendigen Kühlmittelmenge versorgt werden, die ausreicht, um zu verhindern, daß das Werkstück an der Oberfläche der zentralen Arbeitswalze durch Aufschmelzen klebt. Bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk ist die zentrale Arbeitswalze unter dem Werkstück angeordnet, um zu verhindern, daß das Kühlmittel in einer zu großen Menge zwischen die zentrale Arbeitswalze und das Werkstück geliefert wird. Ein Abstreifer 8 ist an einer Stelle unmittelbar vor dem ersten Walzenangriff oder Walzenspalt auf der Umfangsfläche der zentralen Arbeitswalze vorgesehen, damit eine angemessene Kühlmittelmenge zwischen das Werkstück und die zentrale Arbeitswalze geliefert wird.

Um eine Nut oder Rille der gewünschten Breite an einer bestimmten Stelle auf dem Werkstück auszubilden, muß die Mitte des Durchgangs in jeder Umfangsarbeitswalze in einer Linie zu einer einzigen gedachten Linie ausgerichtet sein, die auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze verläuft. Um diesem Erfordernis zu genügen, sind die einzelnen Umfangsarbeitswalzen mit nicht dargestellten separaten Druckeinstellmechanismen versehen. Es ist auch notwendig, daß das Werkstück so geführt wird, daß die Mitte ihrer Breite in einer Linie zur Mitte des Durchgangs jeder Umfangsarbeitswalze ausgerichtet ist. Um diesem Erfordernis zu genügen, ist ein Führungspaar 6, die das Werkstück an seinen beiden Seiten festhalten, wie es in Fig. 2 und 5 dargestellt ist, nicht nur zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen sondern auch an der Eintritts- und Austrittsseite des Walzwerkes vorgesehen. Die beiden Elemente jedes Führungspaares haben ebene Flächen, die einander zugewandt sind, und sind gleitend verschiebbar in Richtung der Achse jeder Umfangsarbeitswalze, und zwar symmetrisch bezüglich der Mitte des Durchgangs jeder Walze, um den Abstand zwischen den beiden Elementen jedes Führungspaares frei einstellen zu können.

Die Abmessungen eines herzustellenden nicht ebenen Bleches mit einer speziellen Querschnittsfläche oder der Bearbeitungsgrad, der notwendig ist, um das gewünschte Produkt herzustellen, können so sein, daß das Werkstück mit der Antriebskraft, die durch die Reibung nur mit der zentralen Arbeitswalze entwickelt wird, nicht durch das Walzwerk befördert werden kann. Um dieser Möglichkeit vorzubeugen, können Aufnahmewalzen 17 mit einer Gummibeschichtung auf ihrer Außenfläche an der Austrittsseite des Walzwerkes vorgesehen sein, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, so daß die Aufnahmekraft dieser Walzen mit der Antriebskraft der zentralen Arbeitswalze kombiniert wird. Die Aufnahmewalzen 17 dienen auch dazu, das Produkt zu einem nicht dargestellten Aufwickel- oder Aufhaspelgestell zu führen.

Die obige Beschreibung bezog sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem fünf Umfangsarbeitswalzen in regelmäßigen Abständen angeordnet waren, die einem Winkelabstand R von 30° äquivalent sind. Es versteht sich jedoch, daß die Anzahl n der Umfangsarbeitswalzen und der Winkelabstand R, unter dem sie im Abstand voneinander angeordnet sind, keineswegs auf diese Ausbildung beschränkt sind. Der Wert von n kann gleich zwei sein oder irgendeinen größeren Wert haben, wobei in einem Durchgang eine umso größere Anzahl von Walzstufen bewirkt werden kann, je mehr Walzen verwandt werden. Andererseits nimmt der Winkel, unter dem das Werkstück um die zentrale Arbeitswalze gewickelt wird, oder der Unterschied zwischen dem Winkel, unter dem das Werkstück in das Walzwerk eingegeben wird, und dem Winkel, unter dem das Werkstück vom Walzwerk abgezogen wird (ϕ= (n-1)R) zu und wird der Gesamtmechanismus des Walzwerkes kompliziert, was für den Walzvorgang außerordentlich unzweckmäßig ist. Der andere Parameter oder der Winkelabstand R ist durch das Verhältnis des Durchmessers D der zentralen Arbeitswalze zum maximalen Durchmesser der Umfangsarbeitswalze oder dem Durchmesser des den Spalt begrenzenden Ringes d begrenzt. Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, sind die Umfangsarbeitswalzen 5 von Einbaustücken 12 gehalten. Damit die Führungsnuten der Einbaustücke einander am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze nicht stören, muß die folgende Beziehung erfüllt sein:

Wenn die Breite an der Spitze des gezahnten Rahmens zwischen zwei benachbarten Einbaustückführungsnuten [(D/2)sin(R/2) - d/2] gleich d/6 ist, ist R durch die folgende Gleichung gegeben:

Gleichung (4) zeigt, daß R durch Verringerung des Verhältnisses d / D kleiner gemacht werden kann. Da d vorzugsweise groß ist, um ein hohes Maß an Starrheit und Steifigkeit vom Standpunkt der Abmessungsgenauigkeit des Produktes sicherzustellen, muß das Verhältnis d / D dadurch kleiner gemacht werden, daß D vergrößert wird, was jedoch zu einer Zunahme der Gesamtgröße der Anlage führt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen D und d bei 350 mm und 70 mm jeweils, um R = 30° zu wählen, und liegt ϕ bei 120°, um n gleich 5 zu wählen.

Das Walzen mit der oben beschriebenen Vorrichtung kann in der folgenden Weise ablaufen. Zunächst wird die zentrale Arbeitswalze auf die vorbestimmte Höhe gebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Position der zentralen Arbeitswalze nur dann geändert werden muß, wenn die Walzen, die trapezförmigen Halteplatten und die Führungen ausgetauscht werden. Danach werden die Führungen 6 a bis 6 f in Stellung gebracht. Der Abstand zwischen den beiden Elementen jedes Führungspaares wird gleich der Breite des Werkstückes gemacht, die unter der Annahme berechnet wird, daß die Querschnittsfläche des Werkstückes, das unter jeder Umfangsarbeitswalze hindurchgegangen ist, gleich der des Werkstückes vor dem Walzen ist. Diese Annahme ist äquivalent damit, daß jede Ausdehnung in Längsrichtung des Werkstückes als Folge des Walzvorganges fehlt. Beim tatsächlichen Walzen tritt jedoch eine gewisse Verlängerung beim Werkstück auf und muß der oben genannte Führungsspalt größer als ein theoretischer optimaler Wert sein. Im nächsten Schritt werden die Umfangsarbeitswalzen angehoben, um einen Spalt zu liefern, der einen freien Durchgang des Werkstückes erlaubt, das in das Walzwerk durch die Führungswalze 14 und die Eintrittsführung 15 eingegeben wird und anschließend durch die Öffnung zwischen der zentralen Arbeitswalze und den Umfangsarbeitswalzen hindurchgeht. Abschließend wird das Werkstück in die Öffnung zwischen den Aufnahmewalzen 17 gezogen, nachdem es durch die Ablenkwalze 16 geführt ist. Danach werden die zentrale Arbeitswalze und die Umfangsarbeitswalzen mit niedriger Geschwindigkeit bei zugeführtem Kühlmittel gedreht und werden gleichzeitig die Schrauben 13 festgezogen, wobei die der Eintrittsseite am nächsten liegende Schraube 13 a zunächst eingestellt wird, bis die den Spalt begrenzenden Ringe an den Walzen 3 a, 3 b, 3 c, 3 d und 3 e in einen Kontakt mit der zentralen Arbeitswalze kommen. Dann wird der Abstand zwischen den beiden Elementen jedes Führungspaares in der Reihenfolge 6 a, 6 b, 6 c, 6 d, 6 e und 6 f eingestellt, so daß der Spalt zwischen jedem Führungspaar und dem Werkstück im wesentlichen gleich Null wird. Nach Abschluß der Einstellung der Schrauben und Führungen wird die Drehgeschwindigkeit der Walzen allmählich erhöht, um einen stabilen Walzbetrieb zu erreichen.

Die Abmessungen des Werkstückes, die zum Erzeugen der gewünschten nicht ebenen Bleche mit speziellen Querschnittsformen optimal sind, können dadurch bestimmt werden, daß Versuche durchgeführt werden, bei denen das oben beschriebene Verfahren an mehreren Werkstücken mit verschiedener Breite und Stärke ausgeführt wird.

Das Werkstück und die Produkte, die durch die Arbeit des Walzwerkes und das erfindungsgemäße Walzverfahren erhalten werden können, sind in Fig. 7 dargestellt, wobei in Fig. 7 das Werkstück a und nicht ebene Bleche mit verschiedenen Querschnitten b bis g sowie ein dünnes ebenes Blech dargestellt sind. Die nicht ebenen Bleche in Fig. 7 haben einen symmetrischen Querschnitt, das erfindungsgemäße Walzwerk, das das Werkstück starken Zwängen durch die Führungen aussetzt, kann jedoch auch Bänder mit nicht symmetrischem Querschnitt erzeugen, wenn deren Asymmetrie nicht extrem groß ist.

Das erfindungsgemäße Walzwerk unterscheidet sich vom herkömmlichen Zweihöhentandemwalzwerk aus mehreren einzelnen Walzgerüsten mit jeweils einem Paar von oberen und unteren Walzen. Bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk ist eine einzige zentrale Arbeitswalze mit großem Durchmesser mit einer Vielzahl von Arbeitswalzen mit wesentlich kleinerem Durchmesser kombiniert, die am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze angeordnet sind, und befindet sich eine trapezförmige Halteplatte zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen, so daß eine große Kompressionsspannung hervorgerufen wird, um zu verhindern, daß das Werkstück beim Durchgang zwischen der zentralen Arbeitswalze und der Folge von Umfangsarbeitswalzen eine größere Länge bekommt, während seine Querschnittsfläche vermindert wird. Die Umfangsarbeitswalzen sind darüberhinaus mit Vorsprüngen versehen, die in ihrer Breite oder Anzahl fortschreitend zur Austrittsseite des Walzwerkes zunehmen, um die Walzbreite in jeder Stufe zu begrenzen. Diese Auslegung dient dazu, die Zunahme der Länge des gewalzten Werkstückes im wesentlichen auszuschließen oder wenigstens zu begrenzen, damit das Werkstück kontinuierlich hauptsächlich in seiner Breite gewalzt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es folglich, nicht nur ebene Bleche sondern auch nicht ebene Bleche mit verschiedenen Querschnittsformen zu erzeugen, indem das Werkstück kontinuierlich hauptsächlich in Querrichtung an einer einzigen Walzwerkeinheit in einem Durchgang durch die Arbeitswalzen gewalzt wird. Trotz der Verwendung einer großen Anzahl von Walzen hat das erfindungsgemäße Walzwerk eine kompakte Größe. Die Anfangskosten des Walzwerkes sind weiterhin sehr gering, da es nicht notwendig ist, die Geschwindigkeit jeder Walze einzustellen und zu kontrollieren, was bei einem Tandemwalzwerk wesentlich ist.

Claims (8)

1. Kontinuierliches mehrstufiges Walzwerk mit einem Durchgang gekennzeichnet durch eine zentrale Arbeitswalze (2) mit einer Antriebseinrichtung und eine Vielzahl von Umfangsarbeitswalzen (3), die im Abstand voneinander am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) angeordnet sind, wobei die Umfangsarbeitswalzen (3) eine Antriebseinrichtung haben oder nicht, der Durchmesser jeder Umfangsarbeitswalze (3) wesentlich kleiner als der der zentralen Arbeitswalze (2) ist, jede Umfangsarbeitswalze (3) einen Anstellmechanismus aufweist, der den Spalt zwischen dem Außenumfang der Umfangsarbeitswalze (3) und dem der zentralen Arbeitswalze (2) frei einstellen kann, und die Umfangsarbeitswalzen (3) so angeordnet sind, daß das Werkstück (1), das zwischen ihrem Außenumfang und dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) gehalten ist, einem kontinuierlichen mehrstufigen Walzen unterworfen werden kann.

2. Kontinuierliches mehrstufiges Walzwerk mit einem Durchgang gekennzeichnet durch eine zentrale Arbeitswalze (2) mit einer Antriebseinrichtung, eine Vielzahl von Umfangsarbeitswalzen (3), die im Abstand voneinander am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) angeordnet sind und von denen jede einen Anstellmechanismus aufweist, wobei die Umfangsarbeitswalzen (3) eine Antriebseinrichtung aufweisen oder nicht, und eine Vielzahl von Werkstückhalteelementen (4), die zwischen zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen (3) und der zentralen Arbeitswalze (2) derart angeordnet sind, daß an ihren beiden Seiten ausgebildete schräg verlaufende Flächen (4″) in einem Gleitkontakt mit dem Umfang der benachbarten Arbeitswalzen (3) stehen, während ein kleiner Kanal, durch den das Werkstück (1) gehen kann, zwischen der Unterseite jedes Haltelementes (4) und dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) gebildet ist, wobei der Druchmesser jeder Umfangsarbeitswalze (3) wesentlich kleiner als der der zentralen Arbeitswalze (2) ist und die Umfangsarbeitswalzen (3) und die Werkstückhaltelemente (4) so angeordnet sind, daß das Werkstück (1), das zwischen dem Außenumfang jeder Umfangsarbeitswalze (3) und der zentralen Arbeitswalze (2) und zwischen der Unterseite jedes Halteelementes (4) und dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) gehalten ist, einem kontinuierlichen mehrstufigen Walzen unterworfen werden kann.

3. Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkstückhaltelement (4) ein Loch (7) aufweist, durch das ein von außen zugeführtes flüssiges Kühlmittel zum unter dem Halteelement (4) liegenden Werkstück (1) geleitet wird.

4. Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Umfangsarbeitswalze (3) einen den Spalt begrenzenden Ring (3″) aufweist, dessen Außenumfang in Gleitkontakt mit dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) steht.

5. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zusätzlich vorgesehene Führungen (6), die am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) angeordnet sind, um die Breite und die seitliche Position des Werkstückes einzustellen.

6. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflächen der Umfangsarbeitswalzen (3) Konturen haben, die zu den Formen komplementär sind, die sich allmählich der Endquerschnittsform des nach Abschluß des Walzvorganges erhaltenen Arbeitsstückes nähern und schließlich gleich dieser Querschnittsform werden.

7. Walzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Umfangsarbeitswalze (3) einen oder mehrere Vorsprünge (3′) an ihrem Außenumfang aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie eine oder mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten oder Rillen im Walzendprodukt liefern.

8. Walzverfahren unter Verwendung eines Walzwerkes mit einer zentralen Arbeitswalze mit einem Antriebsmechanismus und einer Vielzahl von beabstandeten Umfangsarbeitswalzen, deren Durchmesser kleiner als der der zentralen Arbeitswalze ist und von denen jede einen Anstellmechanismus und einen oder mehrere Vorsprünge am Außenumfang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze in der Reihenfolge der zunehmenden Breite, Höhe oder Anzahl der Vorsprünge angeordnet werden, und das zu walzende Werkstück kontinuierlich hauptsächlich in Querrichtung dadurch gewalzt wird, daß es in das Walzwerk an der Umfangsarbeitswalze eingeführt wird, die die kleinste Breite, Höhe oder Anzahl von Vorsprüngen hat.