DE3807654A1 - Verfahren und vorrichtung zum wechseln und/oder (wieder-) anfahren von in baustuecken gelagerten walzen, rollen, scheren oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln und/oder (Wieder-) Anfahren von in Baustücken gelagerten Walzen, Rollen, Scheren oder dgl., die beim Wechseln der Walzen, Rollen, Scheren oder dgl. in bzw. aus Ständerfenstern ein- bzw. ausge­ fahren werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Walz-, Rollen- oder Scheren­ gerüst mit Ständern, in denen Walzen, Rollen oder Scheren in gelagerten Baustücken austauschbar eingesetzt sind.

An Walz-, Rollen- oder Scherengerüsten der eingangs genannten Art müssen nach einem Durchsatz einer bestimmten Tonnage die Arbeitswalzen, Rollen oder auch Scheren wegen der dort aufge­ tretenen Verschleißerscheinungen gewechselt werden. Entsprechen­ des gilt auch für gegebenenfalls vorhandene Stützwalzen.

Die Walzen, Rollen oder Scheren sind in sogenannten Bau­ stücken gelagert, die in entsprechenden sogenannten Ständer­ fenstern gelagert werden. Um überhaupt einen Wechsel z.B. der Walzen vornehmen zu können, muß die komplette Walze ein­ schließlich des Walzenbauteiles horizontal aus den Ständer­ fenstern heraus- bzw. die neue komplette Walze hereingeschoben werden, was wegen der hohen Walzengewichte hydraulisch erfolgt. Zum Walzenwechsel ist daher zwischen den Bauteilen und den Ständerfenstern ein Spiel vorgesehen, dessen Größe entschei­ dend für einen schnellen Wechsel ist. Dieses Spiel wirkt sich jedoch beim Walzen nachteilig aus, da es den gewünschten exakten geometrischen Achsverhältnissen an den Walzgerüsten entgegenwirkt mit der Folge, daß sowohl die Qualität des Walz­ gutes gemindert wird als auch an den Walzen und den üblicher­ weise verwendeten Schleißplatten der Walzenbaustücke erhöhte Verschleißerscheinungen auftreten. Insbesondere beim Anstechen des Walzgutes führen die an den Walzenbauteilen auftreten­ den Reaktionskräfte dazu, daß das Walzenbauteil schlagartig an der vor dem Walzgerüst liegenden Ständerseite zur Anlage kommt, wobei das dort befindliche Kühlwasser ebenso plötzlich heraus­ gepresst wird. Hierbei entstehen sowohl in den Bauteilen als auch den Ständerfenstern bzw. den dort angeordneten Schleiß­ leisten Krater in der Oberfläche, welche schließlich einen Austausch der betreffenden Schleißleisten erfordern.

Dazu besteht bedingt durch das seitliche Spiel zwischen den Ständerfenstern und der Bauteile die Gefahr, daß sich die Achsen der gegenüberliegenden Walzen überkreuzen, verbunden mit unerwünschten Ratterschwingungen. Infolge dieser Axialver­ setzung erfahren die Walzen Kräfte in Axialrichtung, d.h. die Walze versucht axial auszuwandern, wodurch Verriegelungsbolzen stark belastet werden, bis sie schließlich abreißen. Schon aus die­ sem Grund sind an den Bolzen Sollbruchstellen vorgesehen, die einen größeren Sachaden verhindern sollen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren und ein Walz-, Rollen- oder Scherengerüst der eingangs genannten Art anzugeben, das einen schnellen Walzen-, Rollen- oder Scherenwechsel ebenso erlaubt wie es einen geringen Ver­ schleiß der Walzen, Rollen oder Scheren und eine hohe Produkt­ qualität garantiert.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß zwischen den Schleißleisten der Baustücke und den Ständerfenstern während des Wechselns ein Spiel besteht und die Baustücke während des Walzens, Schneidens usw. spielfrei in Walzen- oder Schneidrichtung vorgespannt sind. Vorteilhafter­ weise genügt dieses Verfahren den jeweils unterschiedlichen Bedürfnissen beim Walzen-, Rollen- oder Scherenwechsel, beim Anstechen des Walzgutes und beim Walzen selbst in erheblich verbessertem Maße.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Vorspannung hydraulisch erzeugt, vorzugsweise unter Ausnutzung der be­ reits am Walzengerüst zur Änderung des Walzspaltes vorhande­ nen Hydraulik.

Zur Verminderung der beim Anfahren der Walzen vorliegenden Reibungskräfte wird vorzugsweise die Vorspannung kurzzeitig gelöst.

Es hat sich herausgestellt, daß für einen schnellen Walzen­ wechsel ein Spiel von 0,8 mm optimal ist.

Die Aufgabe wird ferner bei dem eingangs genannten Walz-, Rollen- oder Scherengerüst dadurch gelöst, daß zwischen den Schleißleisten der Baustücke und der Ständer eine in Walz-, Roll- oder Schneidrichtung wirkende Spannvorrichtung angeord­ net ist. Spannvorrichtungen sind im Prinzip für andere Ein­ satzzwecke, so etwa zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen, Werkzeugen und dgl. z.B. aus der DE-B1 11 10 474 bekannt. Dort wird beispielsweise beschrieben, insbesondere Differential­ kolben in der Art einzusetzen, daß die auf dem kleinen Kolben wirksame Schubkraft über Flüssigkeitsfüllung vom großen Kolben als im jeweiligen Übersetzungsverhältnis überhöhte Axialkraft auf die zu verbindenden Teile weiterzugeben. Ferner gehören Vorrichtungen zum lösbaren Verbinden zweier Teile, insbesondere Spanndorn oder Spannfutter für Werkzeugmaschinen, mit einer ungeschlitzten, sich unter der Einwirkung eines flüssigen, gasförmigen oder plastischen Druckmittels in radialer Richtung elastisch verformenden Spannhülse zum Stand der Technik, bei welcher sowohl die innere als auch die äußere Mantelfläche der Spannhülse als sich verformende Spannflächen ausgebildet werden. Es sind auch solche Spannhülsen bekannt, bei der die Verformung durch ein flüssiges, gasförmiges oder plastisches Druckmittel erfolgt und hierbei die Spannhülse zwecks Aufrecht­ erhaltung der Form ihre Spannfläche an ihrer von der Werk­ stückoberfläche abgekehrten Fläche Längs- und/oder Querspanten trägt. Eine weitere bekannte Einrichtung betrifft Schraub­ stöcke mit einem hydraulischen Druckübersetzungselement, bei denen durch die Betätigung eines kleines Kolbens über die Flüssigkeitsfüllung mittels eines größeren Kolbens eine entsprechend erhöhte Spannkraft an den Schraubstockbacken wirksam wird.

In der vorgenannten Druckschrift wird auch bereits ausgeführt, daß es beim Spannen erforderlich ist, Genauigkeitsforderungen hinsichtlich Plan- und Radialfehlern zu erfüllen, welche bei Betätigung von Spanneinrichtungen oft nur mehr in sehr geringen Größenordnungen zulässig sind. Hierzu wird vorgeschlagen, den Primärkolben und den Sekundärkolben als Ringkörper auszubilden und in axialer Richtung sich überdeckend ineinander geschoben oder bei mehreren kleinen voll zylindrisch ausgebildeten Primärkolben diese entsprechend kreisrund auf dem bzw. im Grunkörper anzuordnen. Der Sekundärkolben soll als unmittelbar wirksames Anpressglied spielfrei auf oder in einem zu spannen­ den Teil genau zentrisch verschiebbar gelagert sein und zu­ sammen mit den sich danach ausrichtenden übrigen Teilen fluchten.

Im Prinzip ist es sowohl möglich, mechanische, hydraulische oder pneumatische Spannvorrichtungen zu verwenden. Eine vor­ zugsweise einfache mechanische Spannvorrichtung besteht z.B. aus ineinander greifenden bzw. übereinander schiebbaren Keil­ len, die senkrecht zur Walz-, Roll- oder Schneidrichtung bewegt werden.

Eine einfache hydraulische Spannvorrichtung ist dergestalt aufgebaut, daß mindestens eine der Schleißleisten der Ständer- oder Baustücke eine Aussparung mit einem an deren Rand ringsum druckdicht befestigten membranartigen Flachkörper unter Aus­ bildung eines Hohlraums aufweist, der über eine nach außen führende Bohrung mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist. Der Reibungsschluß zwischen den Schleißleisten der Ständer und dem Walzenbaustück wird mit einer vorbestimmbaren Kraft­ schlüssigkeit über das Druckmedium unter Vermittlung des membranartigen Flachkörpers herbeigeführt. Führt man in den genannten Hohlraum ein Druckmedium ein, so wird schließlich der membranartige Flachkörper nach außen wölben und an die ihm gegenüberliegende Schließleiste anlegen. Das Maß der Ausstülpung kann durch Druckerhöhung vergrößert werden.

Nach einer Weiterbildung der hydraulischen Spannvorrichtung besteht der Flachkörper aus einem Blech, vorzugsweise mit einer Dicke von 3 bis 4 mm Dicke. Das Blech zeichnet sich insbesondere gegenüber anderen Stoffen durch eine ausreichend große Härte und Verschleißfestigkeit aus. Die Blechdicke wird so gewählt, daß das Blech noch als ausstülpbare Membran dienen kann, also noch genügend elastisch bei den in dem Hohlraum einstellbaren Drücken ist. In einer kostengünstigen Ausführungs­ form ist das Blech am Rand der Aussparung angeschweißt und/oder verschraubt.

Um die Elastizität des Bleches zu erhöhen und um ein Reißen, Brechen oder ähnliches zu vermeiden, weist das Blech Stauch­ zonen mit einer gewellten Querschnittsfläche auf. Fertigungs­ technisch besonders einfach ist es, als Aussparung eine kreis­ runde, gefräste Vertiefung oder Sacklochbohrung, vorzugsweise mit einer Tiefe von 5 bis 6 mm vorzusehen. Die Tiefe der Ver­ tiefung wird stets größer vorzusehen sein als die Blechdicke, im bevorzugten Fall soll die Tiefe des Hohlraumes ca. 2 mm betragen. Als bevorzugtes Druckmedium wird eine inkompressible Flüssigkeit, vorzugsweise Fett vorgeschlagen.

In einer weiteren Ausführungsform werden als Spannvorrichtung in die Schleißleiste mindestens ein Hydraulikzylinder einge­ lassen, dessen Kolben vertikal zu ihn umgebenden Schleiß­ leistenoberfläche und aus ihr heraus bewegbar ist.

Bevorzugt soll die Spannvorrichtung hinter dem Gerüst ange­ ordnet sein.

Insbesondere, wenn mehrere hydraulische Spannvorrichtungen verwendet werden, bietet es sich nach einer Weiterbildung der Erfindung an, jede einzelne Spannvorrichtung über ein gemein­ sames Drucksystem zu versorgen und entsprechende Verbindungs­ leitungen vorzusehen.

Da nach dem Stand der Technik bekannte Walzgerüste mit ver­ änderbarem Walzenspalt bereits in vertikaler Richtung zur Walzrichtung angeordnete Hydraulikzylinder aufweisen, die gegen eine federbelastete Spindel wirken, besteht eine Weiter­ bildung der Erfindung darin, für die hydraulische Vorspannung in Walzrichtung dasselbe Drucksystem zu verwenden wie für die genannte Hydraulik zum Betreiben der vertikal angeordneten Zylinder unter Zuhilfenahme von Druckminderern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und sollen im folgenden näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Gerüst mit zwei Arbeits- und zwei Stützwalzen,

Fig. 2a, b jeweils Ausschnitte der Querschnittsansichten der sich gegenüberliegenden Schleißleisten der Ständer und des Walzenbaustückes hinter dem Walzgerüst, im drucklosen Zustand und im Zustand unter Druck bei spielfreiem Aneinanderliegenden der Schleiß­ leisten,

Fig. 3a, b dieselbe Anordnung gemäß Fig. 2 in einer Querschnitts- und einer Draufsichtansicht und

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Schleißleiste mit eingelassenen Hydraulikzylindern.

Walzgerüste herkömmlicher Bauart bestehen aus zwei Ständern, in denen die Walzen, die in Lagern durch Einbaustücke abgestützt laufen, angeordnet sind. In dem Ständer, der meist aus einem rahmenartigen Gußstück besteht, sind Öffnungen oder Fenster vor­ gesehen, in denen die Baustücke für die Lager der Walzen unter­ gebracht sind.

Fig. 1 stellt einen Ausschnitt aus einem solchen Walzgerüst 18 mit zwei Arbeitswalzen 2, 2′ und Stützwalzen 1, 1′ dar, die in Baustücken 3 über eine Walzenzapfenlagerung gelagert sind. Diese Baustücke 3 liegen in Fenstern, von denen lediglich die Schleißleisten 4 der Walzenbaustücke dargestellt sind. Den Ständerschleißleisten 5 gegenüber liegen Baustückschleiß­ leisten 4, die über den in den Fig. 2a, 2b, 3a, 3b und 4 jeweils detailliert dargestellten Spannvorrichtungen hydrau­ lisch vorspannbar sind. Die in Fig. 2a und 2b dargestellte Schleißleiste 4 ist in einem Walzenbaustück 3 angeordnet. Die Schleißleiste 4 steht im vorliegenden Falle geringfügig über das Walzenbaustück 3 heraus und besitzt eine Vertiefung von etwa 5 bis 6 mm, die nach Fig. 3b eine kreisrunde Aus­ fräsung ist. Am Rand 10 dieser Ausfräsung ist ein ebenfalls kreisrundes Blech 6 mit einem Radius, der dem der Vertiefung etwa entspricht, angeschweißt. Dieses Blech 6 weist eine Dicke d von 3 bis 4 mm auf und ist im Bereich der Randzone leicht gewellt, so daß sich eine Stauchzone 8 ergibt. Diese Stauchzone 8 erhöht die Elastizität des gesamten Bleches und vermeidet Risserscheinungen. Zwischen dem Blech 6 und dem Boden der Vertiefung liegt somit ein ca. 2 mm tiefer Hohlraum, in den über eine nicht dargestellte Bohrung Fett eingelassen wird, das als Druckmedium in Richtung auf das Blech 6 und da­ mit in Walzrichtung 11 wirkt.

Während in Fig. 2a der Hohlraum 7 drucklos dargestellt ist, wodurch sich ein Spiel s zwischen dem Blech 7 und der gegen­ überliegenden Schleißleiste des Ständers 5 ergibt, stellt Fig. 2b den Zustand unter Druck dar, bei dem das Blech 7 und die Schleißleiste des Ständers 5 spielfrei aneinander liegen. Um diesen Zustand zu erreichen, wird über die bereits genannte Bohrung weiteres Fett als Druckmedium in den Hohlraum einge­ preßt, so daß sich der Hohlraum um das Maß des Spieles s erweitert. Das eingeschweißte Blech 6 beult sich nach außen membranartig aus, wodurch das vorhandene Spiel s überbrückt wird und eine Kraftschlüssigkeit zwischen dem Baustück 3 und dem Ständer 5 erzielt wird. Die Walzen sind dann im Ständer 5 fest eingespannt und besitzen eine exakte geometrische Walz­ achslage.

Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 4 schematisch dargestellt und unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Ausführung dadurch, daß statt des Bleches 6 vier Hydraulik­ zylinder vorgesehen sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, können die dort dargestellten Hydraulikkolben 13 und 14 bei Zufuhr eines geeigneten Druckmediums in die Zylinderhohlräume 15 und 16 in Walzrichtung nach außen gefahren werden, wodurch sie aus der Schleißleistenoberfläche 11 heraustreten und schließ­ lich an dem Ständer 5 zur Anlage kommen. Die genannten Zylin­ derräume 15 und 16 sind über eine Verbindungsleitung 17 mit­ einander gekoppelt, so daß für eine gleichmäßige Druckaufbrin­ gung auf alle Kolben 13, 14 gesorgt ist.

Besitzen sämtliche Baustücke 3 bzw. deren Schleißleisten 4 hinter dem Walzgerüst 18 die geschilderten hydraulischen Spann­ einrichtungen, so kann das verwendete Druckmediums vorzugsweise über ein gemeinsames Hydrauliksystem zugeführt werden, insbe­ sondere über das bereits zur Walzspalteinstellung vorhandene, nicht dargestellte Hydrauliksystem.

Das erfindungsgemäße Walzgerüst wird unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens folgendermaßen ausgenutzt:

Bei einer Walzenanordnung gemäß Fig. 1, bei der die Arbeits­ walzen verschlissen sind, werden zum Walzenaustausch der Hohl­ raum 7 bzw. die Hydraulikzylinder 13 und 14 einer jeden Spann­ vorrichtung druckentlastet. Hierdurch geht das Blech 6 in die in Fig. 2a dargestellte Lage bzw. die Kolben 13, 14 in die in Fig. 4 dargestellte Lage unter Ausbildung eines Spieles s zurück. Die Walzenbaustücke 3 können nun nacheinander aus den Ständern leicht entfernt und durch neue Baustücke ersetzt werden. Die neuen Baustücke besitzen ebenfalls Schleißleisten mit entsprechenden hydraulischen Spanneinrichtungen, wobei zum spielfreien Einspannen der Baustücke 3 in die Ständer 5 der Hohlraum 7 bzw. die Hydraulikzylinder 13, 14 druckbeaufschlagt werden. Hierdurch werden die Walzen axial exakt ausgerichtet und können ohne Taumelbewegung betrieben werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung wirkt sich somit auf das Walz­ gut qualitätssteigernd aus. Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Gerüst sind für Walzvorgänge beschrieben worden. Gleichermaßen kann es auch bei Treiberbaustücken, Scherenständern, Rollgängen und ähnlichen eingesetzt werden.

Alternativ hierzu und vorzugsweise aus betriebstechnischen Grün­ den werden die hydraulischen Spanneinrichtungen möglichst im Ge­ rüst und nicht an den Baustücken der Walzen angebracht, so daß beim Walzenwechsel nicht zusätzliche Schlauchverbindungen gelöst werden müssen, da der ganze Vorgang voll automatisiert ist.

Claims (18)

1. Verfahren zum Wechseln und/oder (Wieder-) Anfahren von in Baustücken gelagerten Walzen, Rollen, Scheren oder dgl., die beim Wechseln der Walzen, Rollen, Scheren oder dgl. in bzw. aus Ständerfenstern ein- bzw. ausgefahren werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schleißleisten (4) der Baustücke (3) und den Ständerfenstern (5) während des Wechselns ein Spiel be­ steht und die Baustücke während des Walzens,Schneidens usw. spielfrei in Walzen- oder Schneidrichtung vorgespannt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung hydraulisch erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung beim Anfahren der Walzen (2, 2′) kurz­ zeitig gelöst wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Spiel von mindestens 0,8 mm.

5. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst mit Ständern, in denen Walzen, Rollen oder Scheren in gelagerten Baustücken austauschbar eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schleißleisten (4) der Baustücke (3) und der Ständer (5) eine in Walz-, Roll- oder Schneidrichtung wirkende Spannvorrichtung (6, 7; 13 bis 16) angeordnet ist.

6. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (6, 7; 13 bis 16) hinter dem Gerüst (18) angeordnet ist.

7. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine mechanische Spannvorrichtung.

8. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch senkrecht zur Walz-, Roll- oder Schneidrichtung verschiebbare ineinander greifende Keile als Spannvorrichtung.

9. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine hydraulische Spannvorrichtung (6, 7; 13 bis 16).

10. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schleißleisten (4) der Ständer (5) oder Baustücke (3) eine Aussparung mit einem an deren Rand (10) ringsum druckdicht befestigten membranartigen Flach­ körper (6) unter Ausbildung eines Hohlraums (7) aufweist, der über eine nach außen führende Bohrung mit einem Druck­ mediums beaufschlagbar ist.

11. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachkörper (6) ein Blech, vorzugsweise mit einer Dicke (d) von 3 bis 4 mm ist.

12. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (6) am Rand (10) der Aussparung angeschweißt und/oder verschraubt ist.

13. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (6) Stauchzonen (8) mit einem gewellten Quer­ schnitt aufweist.

14. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung eine kreisrunde gefräste Vertiefung oder Sacklochbohrung, vorzugsweise mit einer Tiefe (t) von 5 bis 6 mm ist.

15. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium eine inkompressible Flüssigkeit, vorzugs­ weise Fett ist.

16. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannvorrichtung in die Schleißleiste (4) mindestens ein Hydraulikzylinder (13 bis 16) eingelassen ist, dessen Kolben (14, 15) aus ihr heraus bewegbar ist bzw. sind.

17. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Spannvorrichtungen über ein gemeinsames Drucksystem und entsprechende Verbindungsleitungen (17) be­ aufschlagbar sind.

18. Walz-, Rollen- oder Scherengerüst nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für die hydraulische Vorspannung in Walzrichtung das­ selbe Drucksystem verwendet wird wie für die hydraulische Vorspannung in dazu senkrechter Richtung.