DE3821029A1 - Durchbiegungssteuerbare walze - Google Patents

Description

Durch die DE-OS 36 40 902 gehört eine durchbiegungs­ steuerbare Walze zum Stand der Technik, die eine den ar­ beitenden Walzenumfang bildende umlaufende Hohlwalze und ein dies der Länge nach durchgreifendes, rundum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze belassendes undrehbares Quer­ haupt umfaßt. Der Zwischenraum zwischen Innenumfang der Hohlwalze und Querhaupt ist ringsum, d.h. über 360°, in Umfangsrichtung gesehen, mit Druckflüssigkeit unter einem steuerbaren Druck gefüllt. Es sind in der Wirkebene in einer Reihe längs der Walze angeordnete ringförmige Dich­ tungsglieder vorgesehen, die nach Art einer Kolben/Zylin­ dereinheit radial verschiebbar sind und mit ihrem ring­ förmigen Dichtungsrand gegen den Innenumfang der Hohl­ walze anliegen. Der abgedichtete Innenraum dieser Dich­ tungsglieder ist mit Druckflüssigkeit füllbar, und zwar einmal mit einem höheren Druck, als er in dem Zwischenraum vorliegt: dann üben die Dichtungsglieder eine dem Druck­ überschuß entsprechende positive Kraft in ihrer Richtung gegen den Innenumfang der Hohlwalze aus. Der Druck in den Dichtungsgliedern kann aber auch geringer gewählt werden als in dem Zwischenraum: dann überwiegt der Druck in dem Zwischenraum und übt auf der dem Dichtungsglied um 180° gegenüberliegenden Seite eine dem Druckunterschied entspre­ chende positive Kraft gegen den Innenumfang der Hohlwalze aus. Durch die Wahl des Druckes in den Dichtungsgliedern (bei gleichbleibendem Druck in dem Zwischenraum) kann also die Hohlwalze das eine Mal beispielsweise gegen eine Gegen­ walze angepreßt werden, das andere Mal von der Gegenwalze abgehoben werden, um etwa eine Bahn einziehen zu können. Ein Ausführungsbeispiel der hierzu erforderlichen beson­ deren Ausbildung der Dichtungsglieder geht aus der DE-OS 36 40 902 hervor.

Beim Andrücken der Hohlwalze gegen eine Gegenwalze stellt sich ein Liniendruck ein, dessen Verlauf von den Drücken in den einzeln oder gruppenweise separat steuer­ baren Dichtungsgliedern abhängt. Bei der der DE-OS 36 40 902 zugrundeliegenden Walze sind in einem Ausführungsbeispiel Dichtungsglieder, bei denen der Druck unter den des Zwi­ schenraum abgesenkt werden kann, auf der dem Walzspalt abgewandten Seite angeordnet und zur Modifizierung des dadurch erzielten Liniendruckverlaufs auf der dem Walz­ spalt zugewandten Seite, jedoch nicht in gleicher Höhe (in Längsrichtung der Walze gesehen) mit den Dichtungsglie­ dern auf der dem Walzspalt abgewandten Seite zusätzliche Dichtungsglieder vorgesehen, die eine positive Kraft auf den Innenumfang der Hohlwalze in Richtung gegen den Walz­ spalt ausüben können.

Bei Walzen mit Dichtungsgliedern, die lediglich eine positive Kraft gegen den Innenumfang der Walze ausüben können, ist es bereits bekannt, diese Dichtungsglieder in zwei um 180° versetzten (in Umfangsrichtung der Walze gesehen) Reihen anzubringen, wobei diese Dichtungsglieder einander paarweise in gleicher Höhe (in Längsrichtung der Walze gesehen) gegenüberliegen (DE-OS 22 30 139; EP-OS 2 01 783).

Die Erfindung betrifft eine Walze mit "innerem Hub", bei der also die Hohlwalze als Ganzes radial gegenüber dem Querhaupt verlagerbar ist, wie es in der DE-OS 22 54 392 dargestellt ist.

Die Erfindung ist von dem Problem ausgegangen, daß die Kraftwirkung eines Dichtungsgliedes, dessen Druck un­ ter den des Zwischenraums absenkbar ist, durch diesen Druck beschränkt ist. Der Druck in dem Dichtungselement kann allenfalls auf Null abgesenkt werden. Auf der gegenüber­ liegenden Seite wirkt dann der Druck des Zwischenraums in der der Fläche des Dichtungsgliedes entsprechenden Flä­ che.

In vielen Fällen kann es aber erwünscht sein, an einer bestimmten Stelle einer Walze einen höheren Druck auszuüben, beispielsweise um die Liniendruckverteilung lokal zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, bei durchbiegungssteuerbaren Walzen mit Dichtungsgliedern, deren Druck unter den den Zwischenraums absenkbar ist, höhere Kräfte zustande zu bringen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge­ gegebene Erfindung gelöst.

Durch die Anordnung der beiden Dichtungsglieder eines Paars in gleicher Höhe auf verschiedenen Seiten des Quer­ hauptes einerseits und durch die unterschiedliche Betriebs­ weise der beiden Dichtungsglieder addieren sich deren Wir­ kungen. Die Dichtungsglieder eines Paars wirken einander nicht entgegen, sondern in der gleichen Richtung auf die Hohlwalze, so diese lokal mit einer wesentlich höheren Kraft an eine Gegenwalze angepaßt und von dieser fortgezo­ gen werden kann.

Die Erfindung ist in ihrer einfachsten Ausführungs­ form schon verwirklicht, wenn an einer Stelle der Walze, in Längsrichtung gesehen, ein Paar von Dichtungsgliedern vorhanden ist, die immer in der gleichen Weise unterschied­ lich wirken, etwa weil im Betrieb der Walze immer nur die Notwendigkeit ein und derselben Beeinflussung des Linien­ drucks an dieser Stelle vorkommt. In einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 können jedoch die Dichtungsglieder wahl­ weise mit Druckflüssigkeit gegenüber dem Zwischenraum hö­ heren oder niedrigeren Drucks füllbar sein.

Bei dieser Ausführungsform ist also die Gesamtbeein­ flussung in ihrer Richtung umkehrbar, d.h. die Walze kann an einer bestimmten Stelle wahlweise gegen den Walzspalt angedrückt oder von diesem fortgezogen werden.

Die größe Variationsbreite ergibt sich, wenn sämtli­ che Dichtungsglieder der Walze paarweise in dem Sinn vor­ handen sind, daß jeweils ein Dichtungsglied des Paars einen höheren, das andere einen niedrigeren Druck als der Zwi­ schenraum aufweisen. Darunter fällt insbesondere der Fall, daß die ganze Walze mit Dichtungsgliedern der in Rede ste­ henden Art bestückt ist und der Liniendruck in einem Walz­ spalt ausschließlich durch diese Dichtungsglieder zustande gebracht wird. Die Erfindung ist darauf aber nicht be­ schränkt. Es kann durchaus der Liniendruck in einem be­ stimmten Längenabschnitt der Walze auf andere Weise zu­ stande gebracht werden, beispielsweise durch eine S-Walzen­ kammer nach der DE-PS 10 26 609, während zur lokalen Be­ einflussung des so erzeugten Liniendrucks ein Dichtungs­ gliederpaar nach der Erfindung hinzugefügt wird. Diesem Dichtungsgliederpaar wären dann die Querdichtungen in un­ mittelbarer Nachbarschaft zugeordnet. Die Querdichtungen würden einen ringförmigen, über 360° in Umfangsrichtung durchgehenden Raum abteilen, in dem die beiden um 180° in Umfangsrichtung versetzten Dichtungsglieder gerade Platz hätten. Normalerweise jedoch ist der ganze Zwischenraum über die Länge der Walze mit Druckflüssigkeit gefüllt und sitzen die Querdichtungen als Endquerdichtungen an den Enden der Hohlwalze.

Eine in der Praxis besonders wichtige Einsatzmög­ lichkeit der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 4.

Es gibt Fälle, in denen der Liniendruck eines Wal­ zenpaars am Rand einer Korrektur bedarf, um über die ganze Bahnbreite möglichst gleichmäßig zu sein. Es hat sich ge­ zeigt, daß diese Randkorrektur durch die herkömmlichen Mittel der Durchbiegungssteuerung im Innern der Bahnbreite manchmal nur schwer ausreichend zu erzielen ist. Wenn au­ ßerhalb der Bahnbreite zusätzliche Dichtungsglieder her­ kömmlicher Art angebracht werden, reicht die Kraft eines einzelnen Dichtungsgliedes oft nicht aus, um die gewünsch­ te Korrektur zustande zu bringen. Wenn zwei oder mehr der­ artiger Dichtungsglieder auf jeder Seite außerhalb des Randes vorgesehen werden, verlängert sich die Walze in unzuträglicher Weise, nur um die Korrektur ausführen zu können. Wenn ein oder zwei erfindungsgemäße Paare von Dich­ tungsgliedern an jedes Ende einer korrekturbedürftigen Walze gesetzt werden, kann die erforderliche Krafteinwirkung mit einer verringerten Zusatzlänge der Walze erreicht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Walzenpaars, in welchem die Erfindung in einer ersten Ausführungsform ver­ wirklicht ist;

Fig. 2 zeigt eine Fig. 1 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach den Linien III-III in den Fig. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab;

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Walzenpaare umfassen eine Unterwalze 10 und eine Oberwalze 100, zwi­ schen denen eine Warenbahn 30 einer Druckbehandlung in dem Walzspalt 31 ausgesetzt wird. Die Unterwalze 10 ist eine konventionelle massive Walze. Die Oberwalze 100 hin­ gegen umfaßt eine umlaufende Hohlwalze 1, deren Außenum­ fang 2 den arbeitenden Walzenumfang bildet und die der Länge nach von einem undrehbaren Querhaupt 3 durchgrif­ fen ist, welches allseitig Abstand zum Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 beläßt, so daß es sich innerhalb der Hohl­ walze 1 durchbiegen kann, ohne mit dem Innenumfang 4 in Berührung zu kommen, und so daß sich die Hohlwalze 1 ra­ dial als Ganzes gegen die Unterwalze 10 verlagern kann.

Die Zapfen 21 der Unterwalze 10 sowie die aus der Hohlwalze 1 an deren Enden vorstehenden Enden 5 des Quer­ hauptes 3 sind im Walzenständer befestigt. Die Enden 5 des Querhauptes 3 sind auf einander gegenüberliegenden Seiten abgeflacht, so daß einander und zur Wirkebene W (Fig. 3) parallele ebene Flächen 18 (Fig. 2) gebildet sind, an denen ein das Ende 5 umgebender Führungsring 19 angreift. Der Führungsring 19 hat einen Ausschnitt mit einander pa­ rallelen Begrenzungen, die an der Führungsfläche 18 glei­ ten in der Fig. 2 vertikalen Richtung, d.h. parallel zur Wirkebene W hat der Führungsring 19 gegenüber dem Ende 5 des Querhauptes 3 Spiel. Die Hohlwalze 1 ist über ein Lager an dem Führungsring 19 drehbar gelagert, der aber nur die Führung senkrecht zur Wirkebene übernimmt und der Hohlwalze 1 eine Beweglichkeit gegenüber dem Querhaupt 3 parallel zur Wirkebene W beläßt.

Der Zwischenraum 6 zwischen dem Querhaupt 3 und dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ist an den Enden durch nicht dargestellte Endquerdichtungen abgedichtet und kann mit­ tels einer aus einem Vorratsbehälter 9 ansaugenden Pumpe 12 und einer Leitung 7 mit Druckflüssigkeit gefüllt wer­ den, die über eine Leitung 8 wieder in den Vorratsbehäl­ ter 9 zurückführbar ist. Die Zuleitung 7 mündet an dem in Fig. 1 linken Ende in den Zwischenraum 6 ein, die Rück­ leitung 8 am rechten Ende. Auf diese Weise ergibt sich eine Strömung in Längsrichtung des Zwischenraums 6, die zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur der Hohlwalze 1 führt, wenn die Druckflüssigkeit gleichzeitig zur Be­ einflussung der Temperatur dient. In der Leitung 8 ist ein Druckbegrenzungsventil 11 angeordnet, welches es ge­ stattet, in dem Zwischenraum 6 einen vorgebbaren Druck aufrechtzuerhalten.

In Zylinderbohrungen 15 an der Oberseite und der Unterseite des Querhaupts 3 sind ringförmige Dichtungs­ elemente 14, 14′ radial verschiebbar geführt, die mit ih­ rer durch eine ringförmige Berandung 21 gebildeten Stirn­ seite dichtend am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 anliegen.

Die Pumpe 13 saugt aus dem Vorratsbehälter 9 Druckflüssig­ keit an, die einer Steuereinrichtung 17 zugeführt wird, die daraus Drücke bildet, die von Null bis zum Maximal­ wert der Pumpe 13 einstellbar sind. Ein solcher einge­ stellter Druck wird über die Leitung 16 den Dichtungs­ gliedern 14 zugeführt, ein anderer über die Leitung 16′ den Dichtungsgliedern 14′. In dem Ausführungsbeispiel sind jeweils neun Dichtungsglieder 14 bzw. 14′ dargestellt. Es kommen aber auch andere Zahlen in Betracht. Meist sind die Dichtungsglieder 14 bzw. 14′ einzeln oder gruppenweise separat mit Druckflüssigkeiten unterschiedlichen Drucks beaufschlagbar. Die Leitungen 16,16′ symbolisieren in einem solchen Fall eine Mehrzahl von einzelnen Leitungen, die zu den einzelnen Dichtungsgliedern 14, 14′ bzw. Gruppen solcher Dichtungsglieder hinführen.

Die Dichtungsglieder 14, 14′ müssen in der Praxis nicht in der aus Fig. 3 ersichtlichen einfachen Form eines Ringes ausgebildet sein, sondern können auch eine andere Ausbildung haben.

Der durch die Pumpe 12 bzw. das Druckbegrenzungsven­ til 11 erzeugte Druck herrscht um die Dichtungsglieder 14, 14′ herum in dem keinerlei Unterteilungen aufweisenden hohlzylindrischen Zwischenraum 6 überall in gleicher Weise, so daß er ohne zusätzliche Maßnahmen keine Kraftwirkungen auf die Hohlwalze 1 ausüben würde, die zu einer Verlagerung bzw. Kraftausübung derselben in der Wirkebene W führte. Die Hohlwalze 1 würde durch den Druck im Zwischenraum 6 lediglich "aufgeblasen", ohne sonstige von außen erkenn­ bare Wirkungen zu erzeugen.

Die Gleichmäßigkeit der Druckausübung durch die Druck­ flüssigkeit in dem Zwischenraum 6 wird nun durch die Dich­ tungsglieder 14, 14′ modifiziert.

Wichtig ist zunächst, daß jeweils ein Dichtungsglied 14′ an der Unterseite des Querhauptes 3 einem Dichtungs­ glied 14 an der Oberseite, in Längsrichtung der Walze 100 gesehen, in gleicher Höhe genau gegenüberliegt, wenn auch um 180° in Umfangsrichtung versetzt.

Wesentlich ist ferner, daß mittels der Steuerein­ richtung 17 in einem der Druckglieder 14, 14′ ein Druck aufrechterhalten werden kann, der höher liegt als der Druck der Druckflüssigkeit in dem Zwischenraum 6, und in dem anderen ein Druck, der niedriger liegt als der Druck der Druckflüssigkeit in dem Zwischenraum 6.

Wenn beispielsweise in dem Dichtungsglied 14 der Fig. 3 ein Druck erzeugt wird, der höher liegt als der Druck in dem Zwischenraum 6, so wird an der Stelle des Dichtungsgliedes 14 eine positive nach oben gerichtete Kraft gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ausgeübt, die mit dem Pfeil 23 bezeichnet ist. Das gegenüberlie­ gende Dichtungsglied 14′ wird mit einem Druck betrieben, der niedriger liegt als der Druck in dem Zwischenraum 6. Dadurch wird in der von dem Dichtungsglied 14′ umschlos­ senen Zone von dem Druck in dem Zwischenraum 6 etwas weg­ genommen, und es resultiert insgesamt eine nach oben ge­ richtete Kraft 24 auf die Hohlwalze 1. Die Dichtungsglie­ der 14, 14′ werden also unterschiedlich betrieben, doch sind die sich ergebenden Kräfte 23, 24 gleichsinnig ge­ richtet und addieren sich.

Wenn die Dichtungsglieder 14, 14′ so ausgebildet sind, daß mit einem einzelnen dieser Dichtungsglieder sowohl Drücke oberhalb als auch unterhalb des Drucks in dem Zwi­ schenraum 6 gefahren werden können, so kann durch Umkeh­ rung der Betriebsweise auch eine umgekehrte Kraftwirkung erzeugt werden, wie es in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist. Hierbei addieren sich nach unten, also gegen den Walz­ spalt 31 hin gerichtete Kräfte des Paars von Dichtungs­ gliedern 14, 14′.

Durch die Addition der Kraftwirkungen bei unter­ schiedlichem Betrieb der zu einem Paar gehörenden Dich­ tungsglieder 14, 14′ kann die auf die Hohlwalze 1 ausge­ übte Kraft in einem dem Längenbereich der Dichtungsglie­ der 14, 14′ entsprechenden Bereich über das Maß erhöht wer­ den, was ein einzelnes, nur auf einer Seite des Querhaupts angeordnetes Dichtungsglied erlauben würde.

Dies kann dazu dienen, die von einer über die ganze Länge mit Dichtungsgliedern 14, 14′ bestückten Walze 100 ausgeübte Linienkraft zu erhöhen oder aber die für die Erzielung einer bestimmten Linienkraft notwendigen Flüssig­ keitsdrücke zu erniedrigen. Es kann aber auch nur eine lokale Beeinflussung der Linienkraft erfolgen, insbeson­ dere in dem in Fig. 2 dargestellten Fall, in welchem eine Bahn 30 zwischen den Walzen 10, 100 behandelt wird, deren Ränder bei 25 liegen. Wie die Walze im Bereich der Bahn­ breite im Innern gestaltet ist, ist in Fig. 2 absichtlich nicht dargestellt. Diese Gestaltung kann verschieden sein. Jedenfalls aber ist außerhalb der durch die Bahnränder 25, 25 gegebenen Bahnbreite auf jeder Seite in der Walze 100 ein Paar von Dichtungsgliedern 14, 14′ vorgesehen, die in der beschriebenen Weise betrieben werden können und es gestatten, die Liniendruckverteilung am Rand der Bahn 30 zu beeinflussen, beispielsweise um eine Kantenpressung zu vermeiden. Das Paar von Dichtungsgliedern 14, 14′ kann lokal eine hohe Kraft in die Hohlwalze 1 einleiten, die eine Korrektur des Linienkraftverlaufs ermöglicht und wo­ für sonst unter Umständen mehrere nebeneinander angeord­ nete Dichtungsglieder erforderlich wären, die die Länge der Walze 100 unzuträglich vergrößern würde.

Claims (4)

1. Durchbiegungssteuerbare Walze (100), mit einer den arbeitenden Walzenumfang (2) bildenden umlaufenden Hohlwalze (1) und einem diese der Länge nach durchgreifenden, rundum Abstand vom Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) belassenden undrehbaren Querhaupt, wobei der Zwischenraum (6) zumindest in einem Längenbereich rings­ um mit Druckflüssigkeit unter einem steuerbaren Druck füll­ bar ist, mit mindestens einem Paar an dem Querhaupt (3) in dem Längenbereich nach Art einer Kolben/Zylindereinheit in einer Wirkebene (W) radial verschiebbarer ringförmiger Dichtungsglieder (14, 14′), welche, in Längsrichtung der Walze (100) gesehen, in gleicher Höhe angeordnet und, in Umfangsrichtung gesehen, um 180° gegeneinander versetzt sind und welche mit ihrem ringförmigen Dichtungsrand (21) gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) anliegen und bei denen die gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) offenen Innenräume (22) mit Druckflüssigkeit derart füll­ bar sind, daß der Druck in dem einen Dichtungsglied des Paars (14, 14′) höher, bei dem anderen Dichtungsglied des Paars (14, 14′) niedriger ist als der Druck in dem Zwi­ schenraum (6).

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dichtungsglieder (14, 14′) wahlweise mit Druck­ flüssigkeit gegenüber dem Zwischenraum (6) höheren oder niedrigeren Drucks füllbar sind.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sämtliche Dichtungsglieder (14, 14′) der Wal­ ze (100) paarweise vorhanden sind.

4. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein oder zwei Paare (14, 14′) von Dichtungsgliedern am Ende der Walze (100) außerhalb des Bahnrandes (25) ange­ ordnet sind.