DE4019562C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst für ein Planetenwalzwerk mit Ständer, in Einbaustücken gelagerten stationären Stützkörpern mit mindestens einem darin eingesetzten Abrollsegment mit gehärteten Segmenteinsätzen und in Käfigen gelagerten, um die Stützkörper umlaufenden Zwischen- und Arbeitswalzen, die beim Umlauf um die Stützkörper gegen die Zwischenwalzen und diese gegen die Stützkörper zur Anlage gebracht werden, wobei die von den Segmenteinsätzen gebildete Abrollfläche der Abrollsegmente im Bereich der Umformzone eine von der Kreisbogenform der Stützkörper abweichende abgeflachte Querschnittsform aufweist (DE-FZ.: Tech. Mitt. Krupp-Werksberichte, Bd. 25, 1967, H. 3/4, S. 101 bis 114).

Walzgerüste der beschriebenen Art sind seit langem bekannt und beispielsweise unter dem Namen Platzer-Walzwerk im Einsatz. Bislang gibt es für diesen Walzwerkstyp keine Vorschläge, mit denen eine Planheitssteuerung des zu walzenden Bandes durchgeführt werden kann. Diese ist besonders deshalb wichtig, weil die Anforderungen an die Ebenheit von Warmbreitband neben einer angestrebten geringeren Dickentoleranz über die Länge des Bandes immer größer werden.

Planheitsfehler beim Walzen sind bekanntlich im wesentlichen auf eine unterschiedliche Streckung über die Bandbreite aufgrund einer ungleichmäßigen Verformung des Bandes im Walzspalt zurückzuführen; sie machen sich durch örtliche Wellen im Band bemerkbar, die entweder an den Bandrändern oder in dessen Mitte auftreten.

Bei konventionellen Walzgerüsten wird die Steuerung der Planheit auf verschiedene Art und Weise vorgenommen, und zwar hauptsächlich durch mechanische oder thermische Maßnahmen (VdEH-Jahrbuch Stahl 1987, Umformtechnik, Seiten 193 bis 210).

Bekannte Vorschläge sehen beispielsweise eine der Durchbiegung der Walzen unter Last entgegengerichtete Balligkeit der Walzen vor, andere Lösungen arbeiten mit Schwenken der Walzen eines Walzenpaares gegeneinander oder mit Biegeeinrichtungen, die auf die Walzen wirken.

Es ist bekannt, daß ungenügende Ebenheit am Band dann entsteht, wenn beim Walzen eines Ursprungsquerschnittes zu einem Ausgangsquerschnitt ein Wechsel in der Profilform stattfindet. Man kann sich helfen, indem auf das Band Zug aufgebracht wird, wobei dem Band eine plastische Verformung aufgezwungen wird, mit der die durch Planheitsfehler entstandenen Wellen verschwinden. Eine derartige plastische Verformung verändert jedoch auch die Dicke des Bandes und führt damit zu einer verschlechterten Dickentoleranz.

Ausgehend von den bekannten Problemen der Planheitsfehler an Walzgerüsten konventioneller Bauart liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten für die Planheitsregelung für Walzgerüste der eingangs beschriebenen Bauart zu finden.

Zur Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einem gattungsbildenden Walzwerk die Lage der Abrollfläche gegenüber dem Stützkörper durch Verstellen der Segmenteinsätze, einzeln oder gruppenweise, senkrecht zur Stützkörperachse veränderbar ist.

Die Veränderung der Lage der Abrollfläche erfolgt in Abhängigkeit von der in konventioneller Weise gemessenen Planheit des aus dem Walzgerüst auslaufenden Bandes, wobei nach Auswertung des Meßwertes bei festgestellter Abweichung vom Sollwert ein Signal an Stellglieder im Walzgerüst erfolgt, die kraftbetätigt werden und die Lage der Abrollfläche gegenüber dem Stützkörper verändern. Dadurch erfolgt zwangsläufig eine elastische Verformung der Zwischenwalzen und der Arbeitswalzen, wodurch die gewünschte Kontur am Band eingestellt werden kann. Die Korrektur ist äußerst gering, sie geschieht in Beträgen von beispielsweise 0,01 bis 0,05 mm.

Der Vorschlag der Erfindung berücksichtigt die Besonderheit der Konstruktion eines gattungsgemäßen Planetenwalzwerkes, bei dem die Arbeits- und Zwischenwalzen auf dem stationären Stützkörper abrollen und in der Verformungszone durch die besonders geformten Abrollsegmente bzw. deren Segmenteinsätze gezwungen werden, auf der durch letztere gebildeten Abrollfläche einen linearen Weg zurückzulegen. Dadurch wird der Walzmaterialwulst vor den Arbeitswalzen zu einem Band ausgewalzt. Die Segmenteinsätze sind in der Anzahl gleich der Zahl der Abstützstellen, auf denen die Walzkräfte von der Arbeitswalze über die Zwischenringe der Zwischenwalze auf den Stützkörper übertragen werden. Mehrere Abstützflächen bilden die Abrollfläche für die Zwischenwalzen. Verändert man die Lage der Abrollfläche (Abstützstellen) im Raum, so verändert sich die Durchbiegung der Arbeitswalze in der gewünschten Weise.

Die Verlagerung der Abrollfläche läßt sich auf unterschiedliche Weise realisieren. So wird nach einem Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die der Stützkörperachse zugewandte Rückseite jedes Segmenteinsatzes eine Keilfläche aufweist, die an einer dem Stützkörper wirkmäßig zugeordneten Keilfläche kraftschlüssig anliegt, wobei die Keilflächen relativ zueinander in Steigungsrichtung der Keilflächen verschiebbar und in jeder beliebigen Verschiebelage fixierbar sind.

In einer Ausgestaltung des Vorschlages ist vorgesehen, daß zum Verschieben der Keilflächen zueinander in Verschieberichtung beidseitig des Abrollsegments hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten vorgesehen sind, gegen die die Segmenteinsätze in verschiedenen Verschiebelagen hydraulisch klemmbar sind. Den der Bewegung dienenden Hydraulikzylindern sind ggf. Klemmzylinder zum Klemmen der Segmenteinsätze zugeordnet. Die Verschiebung beträgt nur geringe Wege, ca. 1 bis 3 mm. Beim Verschieben wandert die Abrollfläche mit ihrem höchsten Punkt entsprechend der Verschiebung des Segmentes; werden alle Segmente gleichzeitig verschoben, verändert sich die Biegung der Arbeitswalze nicht; werden nur einige Segmente gezielt verschoben, erfährt die Arbeitswalze eine gewollte Biegung.

In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, daß die in Abrollrichtung der Arbeitswalzen vorderen und hinteren Stirnseiten der Segmenteinsätze in zur Stützkörperachse parallelen, zueinander konvergierenden Ebenen abgeschrägt sind und an diesen Ebenen jeweils ein Keil mit seiner Keilfläche anliegt, wobei durch Verschieben der Keile in wechselseitigen Richtungen deren Keilflächen zu den stirnseitigen Ebenen parallel verschiebbar sind und daß durch Verschieben der Keile in gleichen Richtungen der Segmenteinsätze klemmbar ist. Diese Lösung hat den Vorteil der besseren Unterbringung der Verstellantriebe, weil durch die Keile eine Umlenkung der Verstellkräfte erfolgen kann.

In einer Ausgestaltung der Erfindung können die Segmenteinsätze in einer Ausnehmung des Abrollsegments einsetzbar und über hydraulisch betätigbare Keile heb- und senkbar sein, wobei das Abrollsegment im Stützkörper angeordnet ist.

Auch können in einer Variante der Erfindung jedem Segmenteinsatz mehrere nebeneinander angeordnete, synchron und gleichsinnig bewegbare Keilflächen zugeordnet sein, deren Keilneigung quer zur Walzrichtung verläuft. Vorzugsweise sind die Keilflächen benachbarter Segmenteinsätze auf einem gemeinsamen Keil hintereinander angeordnet.

Zur Einstellung des Profils bzw. der Durchbiegung der Arbeitswalzen können die jeweils hintereinander angeordneten Keilflächen unterschiedliche Neigungen aufweisen, die dem gewünschten Profil der Arbeitswalze entsprechen.

In einer anderen erfinderischen Ausgestaltung eines gattungsgemäßen Walzgerüstes ist vorgesehen, daß die Abrollfläche der Zwischenwalzen auf den Segmenteinsätzen quer zur Umlaufrichtung der Arbeitswalzen gekrümmt ist. Die Krümmung kann vorzugsweise konvex oder konkav ausgeführt sein.

Bei diesem Vorschlag werden die Segmenteinsätze so geschliffen, daß die Abrollfläche den Zwischenwalzen und damit auch den Arbeitswalzen die gewünschte Durchbiegung aufzwingt, die dem verlangten Bandprofil entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung mit Keilverstellung,

Fig. 2 die Anordnung der erfindungsgemäßen Abrollfläche an Segmenteinsätzen,

Fig. 3 mehrere Segmenteinsätze mit auf einem gemeinsamen Keil hintereinander angeordneten Keilflächen, wobei der Keil quer zur Walzrichtung verläuft,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Abrollsegment gemäß Fig. 3,

Fig. 5 und 6 konvex bzw. konkav gekrümmte Abrollflächen nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung und

Fig. 7 die einstellfähige Lagerung der Segmenteinsätze.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Teil des Stützkörpers bezeichnet, in den eine Mehrzahl im Abstand nebeneinander angeordneter Segmenteinsätze 2 eingesetzt sind. Die Segmenteinsätze 2 weisen im Bereich der Abrollfläche, die bei 3 angeordnet ist, eine von der Kreisbogenform abweichende abgeflachte Querschnittsform auf, die für das Walzverfahren notwendig ist, jedoch nicht zur vorliegenden Erfindung gehört. Gemäß der Erfindung ist die Lage der Abrollfläche 3, 4, die durch die Oberflächen mehrerer nebeneinanderliegender Segmenteinsätze 2, auf denen die Zwischenwalzen abrollen, definiert ist, durch Verstellen der Segmenteinsätze 2, einzeln oder gruppenweise senkrecht zur Stützkörperachse, veränderbar.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 weist die der Stützkörperachse zugewandte Rückseite jedes Segmenteinsatzes 2 eine Keilfläche 5 auf, die an einer dem Stützkörper wirksamen zugeordneten Keilfläche 6 kraftschlüssig anliegt. Durch Verschieben des Segmenteinsatzes 2 gegenüber der Keilfläche 6 verändert sich die Höhenlage des Segmenteinsatzes 2 in Pfeilrichtung 7.

Für den Verstellvorgang, der nachfolgend beschrieben wird, sind die in Abrollrichtung der Arbeitswalzen vorderen und hinteren Stirnseiten 8 der Segmenteinsätze 2 in zueinander konvergierenden Ebenen abgeschrägt. An diesen Ebenen liegt jeweils ein Verstellkeil 9 an, der parallel zur Pfeilrichtung 7 der Segmenteinsätze 2 mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit 10 verstellbar ist. Der Verstellkeil 9 weist im Bereich der abgeschrägten Stirnseiten 8 der Segmenteinsätze 2 an diesen anliegende Keilflächen auf, die eine Umlenkung der Verstellkraft aus den Kolben-Zylinder-Einheiten 10 in Verschieberichtung 11 der Segmenteinsätze 2 bewirken. Indem der eine Verstellkeil in der Zeichnungsebene nach unten bewegt und der andere Verstellkeil in der Zeichnungsebene nach oben bewegt wird, wird der Segmenteinsatz 2 in Verschieberrichtung 11 verschoben. Eine umgekehrte Betätigung der Verstellkeile 9 bewegt den Segmenteinsatz 2 entgegengesetzt. Da der Segmenteinsatz 2 auf der Keilfläche 6 aufliegt, bedeutet eine Bewegung nach links ein Anheben des Segmenteinsatzes 2 nach oben und eine Bewegung nach rechts ein Absenken nach unten. Werden beide Verstellkeile 9 nach oben bewegt, so erfolgt ein Klemmen der Segmenteinsätze zwischen den Keilen. Selbstverständlich sind die Segmenteinsätze 2 an dem Stützkörper 1 so geführt, daß sie gegen ein Ausheben aus dem Stützkörper 1 gesichert sind.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei ist die Abrollfläche 3, 4 an den Segmenteinsätzen 2 ausgebildet, die in Ausnehmungen 13 der Abrollsegmente 12 eingesetzt sind. Jeder Segmenteinsatz 2 weist ebenfalls an der dem Stützkörper 1 zugewandten Rückseite eine Keilfläche auf, die an einem quer zur Bewegungsrichtung des Segmenteinsatzes 2 verschiebbaren Keil 14 anliegt. Der Keil 14 stützt sich an seiner dem Segmenteinsatz 2 abgewandten Seite am Abrollsegment 12 innerhalb dessen Ausnehmung 13 bei 15 ab.

Zur Verstellung der Keile dienen Kolben-Zylinder-Einheiten 16, von denen eine in der linken Zeichnungshälfte dargestellt ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit 16 zieht über eine Hebelumlenkung 17 und eine Zugstange 18 die Keile 14, wodurch bei synchronem Bewegen der Keile 14 auf beiden Seiten der Segmenteinsatz 2 gehoben bzw. gesenkt wird. Die Bewegung des Segmenteinsatzes 2 erfolgt gegen die Wirkung einer federnd abgestützten Haltevorrichtung 19, so daß der Segmenteinsatz 2 mit Hilfe der Federn 20 gegen die Keilflächen der Keile 14 gehalten wird.

Fig. 3 zeigt eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung. Mit 1 ist auch hier der Stützkörper bezeichnet, der jetzt ausschnittweise in einer um 90 Grad gedrehten Ebene dargestellt ist. Erkennbar liegen mehrere Segmenteinsätze 2 nebeneinander und stützen sich jeweils mit ihren Keilflächen 21 gegen mehrere den Segmenteinsätzen 2 zugeordnete Keilflächen ab, die auf einem gemeinsamen Keil 22 angeordnet sind. Dieser Keil 22 ist mit Hilfe von Kolben-Zylinder-Einheiten 23 in Bewegungsrichtung 24 verschiebbar, wodurch die Segmenteinsätze 2 in erfindungsgemäßer Weise in ihrer Höhenlage verändert werden. Wie in Fig. 3 erkennbar ist, weisen die Keilflächen unterschiedliche Neigungen auf, wobei die äußeren Keilflächen stärker als die inneren Keilflächen geneigt sind. Dadurch läßt sich das gewünschte Profil der Abrollfläche vorherbestimmen.

Fig. 4 ist ein um 90 Grad dazu gedrehter Schnitt durch einen Segmenteinsatz 2, wobei erkennbar ist, daß 3 Keile 22 jeweils einem Segmenteinsatz 2 zugeordnet sind. Die Segmenteinsätze 2 sind, wie durch die Schrauben 25 und 26 dargestellt, gegenüber dem Stützkörper 1 gehalten, wobei die Veränderung der Höhenlage der Segmenteinsätze in der Größenordnung des Federweges der Federn 27 möglich ist.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Da in vielen Fällen eine bestimmte Voreinstellung des Walzwerkes hinsichtlich der Abrollfläche der Zwischenwalzen ausreichend ist, wird hier eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Segmenteinsätze nicht einstellbar sind. Sie sind vielmehr hinsichtlich ihrer Oberflächen zur Bildung einer Abrollfläche für die Zwischenwalzen entsprechend bearbeitet. In Fig. 5 sind die Segmenteinsätze mit 2 bezeichnet. Auf ihr rollen die Zwischenwalzen 28 ab, die sich unter der Walzlast des Walzgutes W und infolge der Durchbiegung der Arbeitswalzen 29 entsprechend der durch die Segmenteinsätze 2 gebildeten Abrollfläche durchbiegen. Infolge der Durchbiegung sowohl der Zwischen- 28 als auch der Arbeitswalze 29 ergibt sich der konkave Querschnitt des Walzgutes.

Ist eine konvexe Walzgutquerschnittsform gewünscht, so werden die Segmenteinsätze 2 entsprechend Fig. 6 bearbeitet. In diesem Ausführungsbeispiel biegt sich die Stützwalze 28 in der Mitte durch, so daß die an ihr anliegende Arbeitswalze 29 einen konvexen Walzspalt formt. Durch Auswechseln der Segmenteinsätze 2, ggfs. als Baueinheit mit dem Abrollsegment 12 läßt sich der gewünschte Durchbiegungseffekt verändern.

Um sicherzustellen, daß die Zwischenwalzen 28 ganzflächig auf der Abrollfläche 3, 4 der Stützkörper 1 auch dann aufliegen, wenn sich die Zwischenwalzen 28 unter der Walzlast durchbiegen, sind die Segmenteinsätze 2 quer zur Walzrichtung frei einstellbar gelagert (Fig. 7). Zu diesem Zweck sind die auf den Keilflächen der Keile 21 aufliegenden Unterseiten der Segmenteinsätze 2 ebenso mit balligen Einsätzen 31 versehen, wie die den Zwischenstücken 30 zugewandten Seitenflanken der Segmenteinsätze. Mittels Federn 32, 33 sind die Segmenteinsätze 2 in ihrer Mittellage zentriert und können sich, mit den seitlichen balligen Einsätzen 31 an den Zwischenstücken 30 anliegend, entgegen der Wirkung der Federn 32, 33 schräg stellen, wie bei dem in der Zeichnung rechten Segmenteinsatz 2 dargestellt.

Claims (11)

1. Walzgerüst für ein Planetenwalzwerk mit Ständer, in Einbaustücken gelagerten stationären Stützkörpern mit mindestens einen darin eingesetzten Abrollsegment, mit gehärteten Segmenteinsätzen und in Käfigen gelagerten, um die Stützkörper umlaufenden Zwischen- und Arbeitswalzen, die beim Umlauf um die Stützkörper gegen die Zwischenwalzen und diese gegen die Stützkörper zur Anlage gebracht werden, wobei die von den Segmenteinsätzen gebildete Abrollfläche der Abrollsegmente im Bereich der Umformzone eine von der Kreisbogenform der Stützkörper abweichende abgeflachte Querschnittsform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Abrollfläche (3, 4) gegenüber dem Stützkörper (1) durch Verstellen der Segmenteinsätze (2), einzeln und gruppenweise, senkrecht zur Stützkörperachse, veränderbar ist.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stützkörperachse zugewandte Rückseite jedes Segmenteinsatzes (2) eine Keilfläche (5) aufweist, die an einer dem Stützkörper wirkmäßig zugeordneten Keilfläche (6) kraftschlüssig anliegt, wobei die Keilflächen (5, 6) relativ zueinander in Steigungsrichtung der Keilflächen verschiebbar und in jeder beliebigen Verschiebelage fixierbar sind.

3. Walzgerüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben der Keilflächen (5, 6) zueinander in Verschieberichtung beidseitig des Abrollsegmentes hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (10) vorgesehen sind, gegen die die Segmenteinsätze (2) in verschiedenen Verschiebelagen hydraulisch klemmbar sind.

4. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abrollrichtung der Arbeitswalzen vorderen und hinteren Stirnseiten (8) der Segmenteinsätze (2) in zur Stützkörperachse parallelen, zueinander konvergierenden Ebenen abgeschrägt sind und an diesen Ebenen jeweils ein Verstellkeil (9) mit seiner Keilfläche anliegt, wobei durch Verschieben der Verstellkeile (9) in wechselseitigen Richtungen deren Keilflächen zu den Stirnseiten (8) parallel verschiebbar sind und daß durch Verschieben der Verstellkeile (9) in gleichen Richtungen der Segmenteinsatz (2) klemmbar ist.

5. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmenteinsätze (2) in einer Ausnehmung (13) des Abrollsegmentes (12) einsetzbar und über hydraulisch betätigbare Keile (14) heb- und senkbar sind und daß das Abrollsegment (12) im Stützkörper (1) angeordnet ist.

6. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Segmenteinsatz (2) mehrere nebeneinander angeordnete synchron und gleichsinnig bewegbare Keilflächen (21) zugeordnet sind, deren Keilneigungen quer zur Walzrichtung verlaufen.

7. Walzgerüst nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (21) benachbarter Segmenteinsätze (2) auf einem gemeinsamen Keil (22) hintereinander angeordnet sind.

8. Walzgerüst nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Keilflächen (21) unterschiedliche Neigungen aufweisen.

9. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungen der Keilflächen (21) beiderseits der in Abrollrichtung der Zwischenwalzen durch die Abrollfläche (3, 4) verlaufenden Mittelebene symmetrisch sind, wobei die jeweils inneren Keile und die jeweils äußeren Keile gleiche Neigung und Neigungsrichtung besitzen.

10. Walzgerüst für ein Planetenwalzwerk mit Ständer, in Einbaustücken gelagerten stationären Stützkörpern mit mindestens einem darin eingesetzten Abrollsegment mit gehärteten Segmenteinsätzen und in Käfigen gelagerten, um die Stützkörper umlaufenden Zwischen- und Arbeitswalzen, die beim Umlauf um die Stützkörper gegen die Zwischenwalzen und diese gegen die Stützkörper zur Anlage gebracht werden, wobei die von den Segmenteinsätzen gebildete Abrollfläche der Abrollsegmente im Bereich der Umformzone eine von der Kreisbogenform der Stützkörper abweichende abgeflachte Querschnittsform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche (3, 4) der Zwischenwalzen (28) auf den Segmenteinsatz (2) quer zur Umlaufrichtung der Arbeitswalzen (29) gekrümmt ist.

11. Walzgerüst nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche (3, 4) aus auswechselbaren Abrollsegmenten gebildet wird.