DE4208075A1 - Walzgeruest - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit zwei schleppangetriebenen
Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen und gegebenenfalls zwei Zwischenwal
zen zum Walzen von Flachmaterial mit vorzugsweise kleinen Enddicken,
wobei die Walzen in einer sich parallel zu den Stützwalzenachsen
erstreckenden Vertikalebene angeordnet und in dieser anstellbar
gelagert sind.
Bei derartigen Walzgerüsten ist man bestrebt, um schwer umformbare
Materialien bei kleinen Enddicken walzen zu können, den Arbeits
walzendurchmesser möglichst zu minimieren. Dabei stößt man schnell
an Grenzen, die durch die Übertragbarkeit des notwendigen Drehmoment
und die Eigensteifigkeit der Arbeitswalzen gegeben sind. Um die
Übertragbarkeit von Drehmomenten außer Acht lassen zu können, wird
bei der vorliegenden Erfindung bereits von schleppangetriebenen
Arbeitswalzen ausgegangen. Der Arbeitswalzendurchmesser ist somit
noch abhängig von der Eigensteifigkeit der Arbeitswalzen, die sich
ermitteln läßt als Funktion des Walzendurchmessers, der Walzkraft
und der Länge der Walze, wie sie sich aus dem Abstand zwischen den
jeweiligen Walzenlagern ergibt.
Durch eine horizontale Stabilisierung der Arbeitswalzen läßt sich
deren Durchmesser gegenüber dem bei üblichen vier bzw. sechs Walzen
Walzgerüsten noch verringern, so daß sich bei bestimmten Walzenlän
gen und auftretenden Walzkräften entsprechende minimale Durchmesser
der Arbeitswalzen ermitteln lassen. Sollen die Arbeitswalzendurch
messer noch weiter reduziert werden, so läßt sich das nur noch durch
seitliche Abstützkonzepte wie MKW, 12 Rollen- oder 20-Rollen-Gerüste
ermöglichen.
Gravierende Nachteile der seitlichen Abstützkonzepte bestehen darin,
daß z. B. bei Kaltwalzgerüsten mit derartigen Konzepten nicht mehr
mit Emulsion gearbeitet werden kann. Auch eine thermische Zonenküh
lung ist aus Platzgründen bei Gerüsten nach dieser Konzeption nicht
möglich. Die entsprechenden Gerüste lassen sich nur noch mit Walzöl
betreiben, wodurch deren Betriebsgeschwindigkeit limitiert ist,
Oberflächenunsauberkeiten sowie Markierungen und Flitter sind
ebenfalls die Folge. Weitere Nachteile sind in den hohen Walzenko
sten infolge des hohen Walzenverschleißes und der Gefahr der Walzen
markierungen sowie den großen vom Gerüst aufzunehmenden Seiten
kräften zu sehen.
Es ist bereits bekannt, Arbeitswalzen im zapfennahen Ballenbereich
durch seitliche Stützrollen bzw. -scheiben abzustützen, wodurch
Bereiche der Arbeitswalzenballen zwar frei zugänglich werden, die
Biegesteifigkeit derartig abgestützter Arbeitswalzen jedoch gegen
über 12- bzw. 20-Rollen-Gerüsten drastisch abnimmt, so daß der
minimal mögliche Arbeitswalzendurchmesser stark heraufgesetzt werden
muß.
Weiterhin ist es z. B. aus der DE-PS 34 31 691 bekannt, zwei Lager
in axialer Richtung hintereinander pro Walzenzapfen vorzusehen. Bei
so gebildeten horizontalen Arbeitswalzenbiegevorrichtungen sind die
Abmessungen der Lager so gewählt, daß auch hier gegenüber Gerüsten
ohne diese Biegevorrichtung geringfügig kleinere Arbeitswalzendurch
messer benutzt werden können. Das liegt darin begründet, daß eines
der auf jeden Walzenzapfen sitzenden beiden Lager sehr nahe am
Walzenballen angeordnet ist, so daß die Ballenlänge der Arbeits
walzen annähernd der für die Ermittlung der Biegesteifigkeit her
anzuziehenden Walzenlänge entspricht. Einer Biegung in den Lagern,
mit ihren nachteiligen Auswirkungen auf die effektive, für die
Biegesteifigkeit zu berücksichtigendeLänge wird durch entsprechende
Anstellung versucht entgegenzuwirken. In bezug auf den minimalen
Arbeitswalzen-Durchmesser lassen sich jedoch kaum Fortschritte
erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Walzgerüst so auszugestalten, daß dieses mit Arbeitswalzen betrieben
werden kann, deren Durchmesser die Größenordnung der bei MKW bzw.
12-Rollen-Gerüsten üblichen minimalen Durchmesser erreicht, jedoch
ohne die nachteiligen Abstützungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
für jede Arbeitswalze mindestens ein in radialer Richtung spiel
freies bzw. spielarmes Lager vorgesehen ist.
Dieses Merkmal gewährleistet, daß die horizontale Durchbiegung der
Arbeitswalze durch spielfreies bzw. spielarmes Einspannen der beiden
Walzenenden vermindert wird. Damit kann nicht, wie bei üblichen
Walzenlagern bereits eine Biegung im Lager stattfinden. Eine etwaige
Biegelinie kann sich somit nur tangential an die Walzenzapfenachsen
anschmiegen. Die verminderte horizontale Durchbiegung führt dazu,
daß Walzen mit kleineren Durchmessern Anwendung finden können, um
bei sonst gleichen Verhältnissen wie bei herkömmlichen Gerüsten die
gleiche Biegeauslenkung zu erhalten.
Nach den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 werden lange Lagerelemente
vorgeschlagen, die ein in radialer Richtung spielfreies bzw. spiel
armes Lagern der Arbeitswalzen ermöglichen, während nach Anspruch
4 mehrere, gegebenenfalls kürzere Lagerelemente in Axialrichtung
der Walzenzapfen hintereinander angeordnet sind.
Wesentlich ist weiterhin, daß die Stütz- und/oder Zwischenwalzen
aber gegebenenfalls auch die Arbeitswalzen mit axialen Verschiebe
vorrichtungen, in vertikaler Richtung wirkenden Biegemitteln und
mit geschliffenen Bombierungen versehen sein können.
Die Lagerung der Arbeitswalzen nach der Erfindung läßt sich in
kurzen Stillstandszeiten ohne großen Aufwand in herkömmliche Gerüste
einbauen, so daß diese Gerüste ohne Probleme mit biegesteifen
Arbeitswalzen geringen Durchmessers nachgerüstet werden können und
Flachmaterial mit vorzugsweise kleinen Enddicken bzw. schwer umform
bare Materialgüten gewalzt werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläu
tert. Dabei zeigt
Fig. 1 Die Biegelinie von Arbeitswalzen bei Gerüsten mit
bekannter Lagerung,
Fig. 2 die Biegelinie einer nach der vorliegenden Erfindung
eingespannten Arbeitswalze,
Fig. 3 eine schematisch dargestellte Teilseitenansicht
eines Sechs-Walzengerüsts mit erfindungsgemäßer
Arbeitswalzenlagerung und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Draufsicht auf
eine erfindungsgemäß gelagerte Arbeitswalze.
Der Fig. 1 läßt sich schematisch als Achse dargestellt eine Ar
beitswalze 1 entnehmen. Die Arbeitswalze 1 ist in bekannten Lagern
2, 2′ gelagert. Die Biegesteifigkeit der Arbeitswalze ließe sich
dabei als Funktion der Länge LAS, des Walzendurchmessers und der
Walzkraft FWK ermitteln. Bei Beaufschlagung der Arbeitswalze 1 mit
der Walzkraft FWK wird durch deren horizontale Komponente eine
Biegung der Arbeitswalze, wie sie bei 1′ dargestellt ist, hervor
gerufen. Es läßt sich erkennen, daß sich die Biegung der Arbeits
walze 1′ von der Mitte des Lagers 2 bis zur Mitte des Lagers 2′
erstreckt, wobei die Arbeitswalze 1′ also auch schon im Lagerbereich
gebogen ist. Dabei ergibt sich eine verhältnismäßig große Auslenkung
der Arbeitswalze 1′ im Bereiche des Walzbandes 3.
In Fig. 2 ist die gleiche Arbeitswalze 1 dargestellt, die in Lagern
4 bis 4′′′ radial spielfrei eingespannt ist. Bei gleicher Walzkraft
FWK ist die Auslenkung der Arbeitswalze 1′ im Bereich des Walzbandes
3 erheblich kleiner. Eine Biegung der Walze 1′ in den Lagern 4 bis
4′′′ erfolgt nicht. Die Walze 1′ schmiegt sich im Bereiche der Lager
4 bis 4′′′ tangential an die Biegelinie der unbelasteten Arbeits
walze 1 an.
Um gleiche Auslenkungen wie bei der Arbeitswalze 1′ nach Fig. 1
auch im Falle der Lagerung nach Fig. 2 zu erhalten, könnte, bei
sonst gleichen Voraussetzungen, der Arbeitswalzendurchmesser ver
ringert werden. Die Größenordnung der Durchmesserverringerung
beträgt bei einem Vier- bzw. Sechs-Walzengerüst mit horizontaler
Stabilierung ca. 40%, so daß derartige Gerüste, die Arbeitswalzen
lager nach Fig. 2 aufweisen, mit Arbeitswalzen betrieben werden
können, deren Durchmesser bisher nur bei 12-Rollen-Gerüsten ver
wirklicht werden konnten.
Fig. 3 zeigt ein Sechs-Walzengerüst mit Arbeitswalzen 1, 1a,
Zwischenwalzen 5, 5a und Stützwalzen 6, 6a. Die Arbeitswalzen sind
über Paare von schalenförmigen Gleitlagern 4 vertikal anstellbar
im nicht gezeigten Fenster des Walzgerüst-Ständers gelagert. Für
die Zwischenwalzen 5 und/oder Stützwalzen 6 sind nicht gezeigte
Biegemittel, Axial-Verschiebemittel sowie geschliffene Bombierungen
vorsehbar. In der Regel werden diese Korrekturmaßnahmen, die durch
die Vorrichtung zum Beeinflussen der Bandkontur bewirkt werden auf
die Arbeitswalzen 4 übertragen. Gegebenenfalls lassen sich jedoch
auch diese Mittel zur Beeinflussung der Ballenkontur an den Arbeits
walzen 4 vorsehen. Durch die nicht erforderlichen Abstützsysteme
können Spritzbalken für eine prozessoptimierte Schmierung und
Kühlung in der Arbeits- und Zwischenwalzenebene angeordnet werden.
Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf eine Arbeitswalze 1 mit den zu
gehörigen spielfreien Lagern 4 bis 4′′′ und 4 1 bis 4 1′′′. Über die
Lager 4, 4 1; 4′, 4 1′ sowie 4′′, 4 1′′, 4′′′, 4 1′′′ sind beide Seiten der
Arbeitswalzen 1 spielfrei eingespannt, so daß eine Biegung der
Zapfen innerhalb der Lager ausgeschlossen ist. Hinzu kommt, daß die
Lager 4′, 4 1′; 4′′, 4 1′′ möglichst nahe im Bereich des Walzenballens
vorgesehen sind, so daß die die Biegesteifigkeit der Arbeitswalzen
mitbestimmende Länge LAS bei vorgegebener Ballenlänge optimal
minimiert ist.
Claims (6)
1. Walzgerüst mit zwei schleppangetriebenen Arbeitswalzen, zwei
Stützwalzen und gegebenenfalls zwei Zwischenwalzen, zum Walzen
von Flachmaterial mit vorzugsweise kleinen Enddicken bzw.
schwer umformbaren Materialgüten, wobei die Walzen im wesentli
chen in einer sich parallel zu den Walzenachsen erstreckenden
Vertikalebene angeordnet und in dieser anstellbar gelagert
sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jede Arbeitswalze (1, 1a) mindestens ein in radialer
Richtung spielfreies bzw. spielarmes Lager vorgesehen ist.
2. Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lager der Arbeitswalzen (1, 1a) als ein verspannbares
Gleitlager mit mindestens einem in Axialrichtung verlaufenden
durchgehenden Schlitz ausgebildet ist.
3. Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lager der Arbeitswalzen (1, 1a) aus mindestens zwei
gegen den jeweiligen Walzenzapfen verspannbaren Stützrollen
zusammengesetzt ist, die am Umfang des Walzenzapfens in einer
Radialebene angeordnet sind, wobei die Abstützung im wesentli
chen in horizontaler Richtung erfolgt.
4. Walzgerüst nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Lager der Arbeitswalzen (1, 1a) mehrere, in axialer
Richtung hintereinander angeordnete Lagerelemente (4, 4′, 4′′,
4′′′; 4 1, 4 1′, 4 1′′, 4 1′′′) aufweist.
5. Walzgerüst nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einem Walzenpaar, wie ansich bekannt, Biege
mittel und/oder Mittel zur axialen Verschiebung zugeordnet
sind, wobei mindestens ein Walzenpaar, wie ebenfalls bekannt,
eine geschliffene Bombierung aufweisen kann.
6. Walzgerüst nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Walzenpaar, wie ansich bekannt, zur Horizon
talstabilisierung aus der von den Walzenachsen gebildeten
Vertikalebene horizontal hervorsteht.
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