DE3814666A1 - Wendekuehlbett - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wendekühlbett zum Abkühlen und Richten von heißem, stabförmigem Material gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Wendekühlbett mit einem festen und einem beweglichen Rechensystem ist aus der DE-AS 21 05 631 bekannt. Diese Schrift befaßt sich mit der Optimierung der fortlaufenden Rollbewegung von Rohren während des gesamten Querförderhubes, um zum einen die Rundheit und zum anderen die Geradheit ohne Beeinträchtigung der Außenoberfläche zu verbessern. Dieser Typ von Wendekühlbett und Abwandlungen davon haben den Nachteil, daß die erforderliche maximale Antriebsleistung im Hinblick auf das Eigengewicht der beweglichen Rechensysteme und das Gesamtgewicht des abzukühlenden Walzgutes bei vollständiger Belegung des Kühlbettes ausgelegt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wendekühlbett mit einem festen und einem beweglichen Rechensystem zu schaffen, bei dem die erforderliche zu installierende maximale Antriebsleistung gegenüber den bekannten Kühlbettsystemen erheblich geringer ist.

Diese Aufgabe wird mit einem gattungsmässigen Wendekühlbett durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Das Gesamtkühlbett ist in zwei Kühlbetten geteilt, wobei sich an der Übergabestelle die beweglichen Rechensysteme der beiden Kühlbetthälften für einen Takt im Bereich einer Rechenteilung überlappen. Diese Überlappung entsteht dadurch, weil der bewegliche Rechen der ersten Kühlbetthälfte in seiner Endlage in bezug auf die Bewegungsrichtung des Walzgutes sich bis in die Übergabestelle hinein erstreckt und der bewegliche Rechen der zweiten Kühlbetthälfte in seiner Ausgangslage bis unter den letzten Liegeplatz des festen Rechensystems der ersten Kühlbetthälfte reicht. Die beweglichen Rechen der beiden Kühlbetthälften bewegen sich längs gleicher rechteckiger Ortskurven, wobei der bewegliche Rechen der zweiten Kühlbetthälfte in der Taktfolge um zwei Takte voraus- bzw. nacheilt. Die Gesamttaktzeit ist dabei gleich wie die für ein durchgehendes Kühlbett. Je Kühlbetthälfte ist eine Antriebsvorrichtung vorgesehen, die mit der anderen über ein Mittel verknüpft ist. Im Falle eines hydraulischen Antriebes mit mindestens einem Hub- und einem Transportzylinder je Kühlbetthälfte sind die Kolbenseiten der beiden Hubzylinder hydraulisch über eine Leitung miteinander verbunden. Bei einem mechanischen Antrieb erfolgt die Verbindung der beiden versetzt angeordneten exzentrisch gelagerten Antriebsscheiben für die Hubbewegung über eine Zug-Druckstange.

Der Vorteil der Erfindung beruht in der Anwendung des Waageprinzips, das zur Folge hat, daß der Leistungsbedarf bei weiterer Belegung in die zweite Hälfte wieder absinkt, während bei den bekannten Kühlbetten der Leistungsbedarf weiter ansteigt bis zum Maximum der vollständigen Belegung. Die Anwendung des Waageprinzips ist dann optimal, wenn die beiden Kühlbetthälften gleich lang sind. Anhand des Beispieles eines hydraulischen Antriebes wird die Arbeitsweise des vorgeschlagenen Wendekühlbettes näher erläutert.

In seiner Grundstellung ist der Hubzylinder der ersten Kühlbetthälfte eingefahren und der Hubzylinder der zweiten Kühlbetthälfte ausgefahren. Die Bezeichnung erste und zweite Kühlbetthälfte bezieht sich auf die Richtung des Quertransportes des Walzgutes. Die pumpenseitige Druckbeaufschlagung erfolgt jeweils auf die Kolbenringfläche für beide Hubzylinder.

Erster Takt: Die Kolbenringfläche des Hubzylinders 2 wird beaufschlagt. Hubzylinder 2 fährt ein. Dabei fließt Öl von der Kolbenfläche des Hubzylinders 2 zur Kolbenfläche des Hubzylinders 1. Hubzylinder 1 fährt aus. Das Walzgut auf der ersten Kühlbetthälfte wird angehoben und das Walzgut auf der zweiten Kühlbetthälfte auf das feste Rechensystem abgesenkt.

Zweiter Takt: Transportzylinder 1 fährt aus. Transportzylinder 2 fährt ein. Das Walzgut auf der ersten Kühlbetthälfte wird um eine Rechenteilung weitertransportiert, während der bewegliche Rechen der zweiten Kühlbetthälfte in die Ausgangslage sich zurückbewegt.

Dritter Takt: Die Kolbenringfläche des Hubzylinders 1 wird beaufschlagt. Der Hubzylinder 1 fährt ein. Dabei fließt Öl von der Kolbenfläche des Hubzylinders 1 zur Kolbenfläche des Hubzylinders 2. Hubzylinder 2 fährt aus.

Das Walzgut der ersten Kühlbetthälfte wird auf dem festen Rechensystem abgelegt. Gleichzeitig wird an der Übergangsstelle das Walzgut an der Stelle des letzten Liegeplatzes der ersten Kühlbetthälfte vom sich anhebenden beweglichen Rechen der zweiten Kühlbetthälfte übernommen.

Vierter Takt: Transportzylinder 1 fährt ein. Transportzylinder 2 fährt aus. Der bewegliche Rechen der ersten Kühlbetthälfte fährt in die Ausgangsstellung zurück, während das Walzgut auf der zweiten Kühlbetthälfte um eine Rechenteilung weitertransportiert wird.

Die so beschriebene Taktfolge wiederholt sich, bis beide Kühlbetthälften belegt sind. Die Belegung der ersten Kühlbetthälfte kann auch ohne Mitlauf der zweiten Kühlbetthälfte erfolgen. Dies kann durch den Einbau von zusätzlichen Steuerungselementen in der Hydraulikanlage realisiert werden.

Das vorgeschlagene Wendekühlbett ist nicht nur für rollfähiges Material geeignet, sondern kann bei einer entsprechenden Ausbildung der Rechenform und einen daran angepaßten Transportweg auch z. B. für Vierkantmaterial verwendet werden.

Der Leistungsbedarf des vorgeschlagenen Kühlbettsystems kann wie folgt beschrieben werden. Zur Überwindung des leerlaufenden Gesamtkühlbettes ist ein Mindestbedarf P 1 erforderlich. Mit zunehmender Belegung der ersten Kühlbetthälfte steigt der Leistungsbedarf linear bis auf einen Wert P 2 an. Bei weiterer Belegung in die zweite Hälfte verringert sich der Leistungsbedarf wieder, da die äquivalenten Gewichte auf der ersten und zweiten Hälfte sich die Waage halten. Bei vollständiger Belegung beider Hälften ist ein Wert P 3 erforderlich, der aufgrund der angestiegenen Systemreibung infolge des Gewichtsanstieges bei voller Belegung höher liegt als der Wert P 1 bei leerlaufendem Kühlbett.

Dadurch ergibt sich gegenüber dem bekannten System mit einer durchgehenden Kühlbettfläche eine Leistungsreduzierung bei durchgehendem Betrieb von etwa 80%, wobei der Maximalbedarf P 2 um 50% niedriger liegt als für herkömmliche Kühlbetten.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung wirkt sich ebenfalls in Richtung Verringerung der erforderlichen Antriebsleistung aus. Dazu wird vorgeschlagen, daß zur Reduzierung der Systemreibung die Vertikal- und Horizontalbewegung der beweglichen Rechen über Rollenpaare erfolgt. Die vertikal einander gegenüberliegenden Rollen sind in einem in Abständen unterhalb der beweglichen Rechen über die Kühlbettlänge verteilt angeordneten Haltekörper gelagert. Diese sind mit einem parallel zum Rechen liegenden Zwischenrahmen fest miteinander verbunden. An der Unterseite der beweglichen Rechen sind in Abständen verteilt angeordnet ebene Laufleisten angebracht, die sich auf die oberen Rollen der Rollenpaare abstützen, während die unteren Rollen sich auf eine Schräge aufweisenden Laufleisten, die an in etwa gleichen Abständen angeordneten Fundamentrahmen befestigt sind, abstützen. Die Hubzylinder sind angelenkt mit dem Zwischenrahmen verbunden und verschieben diesen in horizontaler Richtung, wobei eine gleichzeitig auftretende vertikale Bewegung durch die schräge Laufleiste hervorgerufen wird. Der Vorteil dieses Vorschlages liegt darin, daß mit dieser Anordnung große Gewichte bei einem geringen Reibungsverlust infolge der Rollreibung bewegt werden können.

Für das Ineinandergreifen der beweglichen Rechen der beiden Kühlbetthälften im Bereich der Übergabestelle wird vorgeschlagen, sie mindestens um die Dicke der Rechen versetzt anzuordnen oder einen beweglichen Rechen mit einer gabelförmigen Verlängerung zu versehen, die das Ende des beweglichen Rechens der anderen Kühlbetthälfte umgreift.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt des erfinderischen Wendekühlbettes ohne Darstellung der Transportzylinder und Abstützung der beweglichen Rechen,

Fig. 2 ein Diagramm des Leistungsbedarfes für ein herkömmliches Kühlbett im Vergleich zum vorgeschlagenen Kühlbett,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt des Wendekühlbettes mit der Rollenabstützung des beweglichen Rechens,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht der Übergabestelle,

Fig. 5 wie Fig. 4, jedoch eine andere Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Teil-Längsschnitt des erfinderischen Wendekühlbettes. Dieses Wendekühlbett besteht aus zwei Kühlbetthälften 1, 2 mit je einem beweglichen 3, 4 und einem festen 5, 6 Rechensystem. Die Bewegungsrichtung des Quertransportes des Walzgutes 8 ist mit einem Pfeil 7 gekennzeichnet. jede Kühlbetthälfte 1, 2 weist einen Hubzylinder 9, 10 auf, die kolbenseitig über eine Leitung 11 miteinander verbunden sind. Die dazugehörigen Transportzylinder für die Horizontalbewegung der beweglichen Rechen 3, 4 sind hier nicht dargestellt. Die Hydraulikanlage besteht im wesentlichen aus einem Motor 12, einer Pumpe 13 und einer Steuerung 14, von der zwei Leitungen 15, 16 zu der jeweiligen Kolbenringfläche der Hubzylinder 9, 10 führen.

In diesem Ausführungsbeispiel ist von der Taktfolge der Zustand zwischen dem zweiten und dem dritten Takt dargestellt. Im zweiten Takt wurde der bewegliche Rechen 3 der ersten Kühlbetthälfte 1 durch den hier nicht dargestellten Transportzylinder in Bewegungsrichtung 7 des Walzgutes 8 verschoben, so daß das Walzgut 8 um eine Rechenteilung weitertransportiert wurde. Dabei befindet sich der hier dargestellte dritte Stab 8′ genau in der Position der Übergabestelle 30 von der ersten 1 zur zweiten 2 Kühlbetthälfte. In diesem beschriebenen zweiten Takt hat sich der bewegliche Rechen 4 der zweiten Kühlbetthälfte 2 durch den hier nicht dargestellten Transportzylinder in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Damit befindet sich der erste Ablageplatz 18 des beweglichen Rechens 4 der zweiten Kühlbetthälfte 2 genau unter dem letzten Liegeplatz 17 des festen Rechens 5 der ersten Kühlbetthälfte 1. Bei dem nun anschließenden dritten Takt senkt sich der bewegliche Rechen 3 der ersten Kühlbetthälfte 1 ab und legt das Walzgut 8 auf dem festen Rechen 5 ab. Gleichzeitig hebt sich der bewegliche Rechen 4 der zweiten Kühlbetthälfte 2 und übernimmt das in der Übergangsstelle liegende Walzgut 8′. Im vierten Takt fährt der bewegliche Rechen 3 der ersten Kühlbetthälfte 1 in die Ausgangsstellung zurück und der bewegliche Rechen 4 der zweiten Kühlbetthälfte 2 verschiebt das auf dieser Hälfte liegende Walzgut 8 einschließlich des übernommenen Stabes 8′ um eine Rechenteilung. Der erste Takt ist ein Heben des Walzgutes 8 der ersten Kühlbetthälfte 1, während das Walzgut 8 auf der zweiten Kühlbetthälfte 2 auf dem festen Rechen 6 abgelegt wird.

In Fig. 2 ist in Form eines Diagrammes der Leistungsbedarf eines herkömmlichen Kühlbettes (strichpunktierte Linie 20) im Vergleich zum erfinderischen Kühlbett (durchgezogene Linie 21) dargestellt. Auf der Ordinate 22 des Diagrammes ist abgetragen der Leistungsbedarf in Prozent bezogen auf die gleichen Gewichte und auf der Abszisse 23 die Belegung in Prozent vom Gesamtgewicht. Der Punkt P 1 (24) ist der Leistungsbedarf des leerlaufenden Kühlbettes zur Überwindung der Systemreibung. Mit zunehmender Belegung der ersten Kühlbetthälfte 25 steigt der Leistungsbedarf linear bis zum Wert P 2 (26) an. Bei weiterer Belegung in die zweite Hälfte 27 steigt für das herkömmliche Kühlbett 20 der Leistungsbedarf weiter linear an, während für das erfindungsgemäße Kühlbett 21 der Leistungsbedarf linear wieder abnimmt. Diese Abnahme hat ihre Ursache in der Ausnutzung des Waageprinzips, d. h. die äquivalenten Gewichte auf der ersten Hälfte 25 halten sich mit der zweiten Hälfte 27 die Waage. Der Punkt P 3 (28) kennzeichnet den Leistungsbedarf des vollständig belegten Kühlbettes. Die Differenz zwischen P 1 (24) und P 3 (28) ergibt sich aufgrund der höheren Systemreibung infolge des Gewichtsanstieges bei vollständiger Belegung. Wie dem Diagramm leicht zu entnehmen ist, beträgt die Ersparnis im Leistungsbedarf beim Dauerbetrieb ca. 80% gegenüber dem herkömmlichen Kühlbett 20 und die maximal erforderliche Leistung für den Antrieb des vorgeschlagenen Wendekühlbettes in P 2 (26) beträgt nur 50%.

Fig. 3 zeigt die Einzelheiten der Rollenabstützung der beweglichen Rechen. An der Unterseite des beweglichen Rechens 3 der ersten Kühlbetthälfte 1 ist in Abständen angeordnet eine ebene Laufleiste 37 befestigt. Mit dieser stützt sich der bewegliche Rechen 3 auf die oberen Rollen 32 eines Rollenpaares ab, die in einem Haltekörper 35, 36 gelagert sind. Die unteren Rollen 33 stützen sich auf eine Schräge aufweisende Laufleiste 39 ab, die auf einen in etwa gleichen Abständen wie die ebenen Laufleisten angeordneten Fundamentrahmen 38 befestigt sind. Die Haltekörper 35, 36 sind untereinander durch einen Zwischenrahmen 34 fest verbunden, an dem der Hubzylinder 9 angelenkt befestigt ist. Wird der Hubzylinder 9 ausgefahren, dann wird der Zwischenrahmen 34 horizontal und durch die schräge Laufleiste 39 gleichzeitig vertikal verschoben. Da der Transportzylinder 31 während dieses Taktes in Ruhestellung bleibt, hebt sich der bewegliche Rechen 3 nur vertikal, während die oberen Rollen 32 entlang der ebenen Laufleiste 37 abrollen. Nach Erreichen der Endstellung folgt der nächste Takt, der eine Horizontalverschiebung des beweglichen Rechens 3 in Verschieberichtung 7 des Walzgutes 8 bedeutet. Dazu wird der Transportzylinder 31 ausgefahren und der bewegliche Rechen 3 rollt mittels seiner ebenen Laufleiste 37 über die oberen Rollen 32 ab. Die zwei nachfolgenden Takte bestehen aus einem Absenken des beweglichen Rechens 3 durch Einfahren des Hubzylinders 9 und ein Zurückbewegen des beweglichen Rechens 3 in die Ausgangsstellung durch Einfahren des Transportzylinders 31.

Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele des Ineinandergreifens der beweglichen Rechen 3, 4 der beiden Kühlbetthälften 1, 2 im Bereich der Übergabestelle 30.

Das erste Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist eine mindestens um die Dicke 42 der Rechen versetzte Anordnung der beweglichen Rechen 3, 4. Im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 5) weist der bewegliche Rechen 4 der zweiten Kühlbetthälfte 2 eine gabelförmige Verlängerung 43 auf, die das Ende 44 des beweglichen Rechens 3 der ersten Kühlbetthälfte 1 umgreift. Diese Anordnung ist auch vertauschbar.

Claims (8)

1. Wendekühlbett zum Abkühlen und Richten von heißem, stabförmigem Material bei gleichzeitigem Querfördern desselben, bestehend aus das Material abwechselnd bewegenden festen Rechen und aus längs rechteckiger Ortskurven bewegbaren, beweglichen Rechen und einem Antrieb für die Vertikal- und Horizontalbewegung der beweglichen Rechen, die sich über ein Mittel auf dem Fundament abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtkühlbettlänge in zwei Kühlbetthälften (1, 2) unterteilt ist, deren bewegliche Rechen (3, 4) sich längs gleicher rechteckiger Ortskurven bewegen, wobei der bewegliche Rechen (3) der ersten Kühlbetthälfte (1) in Bewegungsrichtung (7) des Materials (8) gesehen in seiner Endlage bis in die Übergabestelle (30) hinein sich erstreckt und der bewegliche Rechen (4) der zweiten Kühlbetthälfte (2) in seiner Ausgangslage bis unter den letzten Liegeplatz (17) des festen Rechensystems (5) der ersten Kühlbetthälfte (1) reicht und in der Taktfolge der bewegliche Rechen (4) der zweiten Kühlbetthälfte (2) um zwei Takte voraus- bzw. nacheilt und die je Kühlbetthälfte (1, 2) vorgesehene Antriebsvorrichtung (9, 10) für die Vertikalbewegung über ein Mittel miteinander verknüpft sind.

2. Wendekühlbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der beweglichen Rechen (3, 4) hydraulisch erfolgt und jede Kühlbetthälfte (1, 2) mindestens einen Hub- (9, 10) und einen Transportzylinder (31) aufweist, deren Verbindung mit dem beweglichen Rechen (3, 4) und der ortsfesten Abstützung jeweils ein Gelenk aufweist und die Kolbenseiten der beiden Hubzylinder (9, 10) hydraulisch über eine Leitung (11) miteinander verbunden sind.

3. Wendekühlbett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung der ersten Kühlbetthälfte (1) ohne Mitlauf der zweiten Kühlbetthälfte (2) erfolgen kann und die Hydraulikanlage dafür zusätzliche Steuerungselemente aufweist.

4. Wendekühlbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kühlbetthälfte (1, 2) für die Hubbewegung je eine gegeneinander versetzt angeordnete exzentrisch gelagerte Antriebsscheibe aufweist, die über eine Zug- und Druckstange miteinander verbunden sind.

5. Wendekühlbett nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Vertikal- und Horizontalbewegung der beweglichen Rechen (3, 4) über Rollenpaare erfolgt, deren Rollen (32, 33) vertikal einander gegenüberliegend in einer in Abständen unterhalb der beweglichen Rechen (3, 4) über die Kühlbettlänge verteilt angeordneten und mit einem Zwischenrahmen (34) fest verbundenen Haltekörper (35, 36) gelagert sind, wobei die beweglichen Rechen (3, 4) sich über in Abständen an den Rechen angeordnete ebene Laufleisten (37) auf den oberen Rollen (32) und die unteren Rollen (33) sich auf eine Schräge aufweisenden Laufleisten (39), die an in etwa gleichen Abständen angeordneten Fundamentrahmen (38) be­ festigt sind, abstützen und die Hubzylinder (9, 10) mit dem Zwischenrahmen (34) angelenkt verbunden sind.

6. Wendekühlbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kühlbetthälften (1, 2) gleich lang sind.

7. Wendekühlbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Übergabestelle (30) in der Querrichtung zwischen den festen Rechen (40, 41, 5, 6) sich befindenden beweglichen Rechen (3, 4) der beiden Kühlbetthälften (1, 2) mindestens um die Dicke (42) der Rechen versetzt angeordnet sind.

8. Wendekühlbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Bereich der Übergabestelle (30) in der Querrichtung zwischen den festen Rechen (40, 41, 5, 6) sich befindender beweglicher Rechen (4) der einen Kühlbetthälfte (2) eine gabelförmige Verlängerung (43) aufweist, die das Ende (44) des beweglichen Rechens (3) der anderen Kühlbetthälfte (1) umgreift.