DE69102448T2

DE69102448T2 - Walze mit Einstellbarkeit der Kaliberbreite.

Info

Publication number: DE69102448T2
Application number: DE69102448T
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Haraguchi; Eiji Hirooka; Mitsuaki Watanabe
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2011-01-26
Also published as: EP0443725B1; DE69102448D1; EP0443725A1; US5154074A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walze mit beliebiger Einstellbarkeit der Kaliberbreite einer horizontalen Walze in einem Universalwalzwerk, das beim Walzen von Doppel-T-Stahl oder dergleichen eingesetzt werden kann. Eine Walze gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 2 ist zum Beispiel aus JP-A-60-82209 bekannt.
Es wurde bereits eine in ihrer Kaliberbreite einstellbare horizontale Walze beschrieben, bei der die Kaliberbreite der Walze entsprechend einzelnen Größen verschiedener Arten von zu walzenden Doppel-T-Stählen eingestellt werden kann. Zu Anfang wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Abstandsscheibe zwischen Mantelwalzen, die in zwei Teile geteilt sind, oder ein Verfahren zur Einbringung von Außen- und von Innengewinden in die beiden Mantelwalzen beschrieben. Bei jedem dieser beiden Verfahren mußte jedoch eine Breiteneinstellung außerhalb der Walzstraße vorgenommen werden, und es war ein sehr großer Aufwand an Zeit und Arbeit erforderlich, um eine solche Einstellung vorzunehmen.
Als Verfahren zur Beseitigung des obigen Nachteils wird in der JP-B-128642 und der korrespondierenden JP-A-60-82209 eine horizontale Walze beschrieben, bei der ein Hydraulikzylinder zwischen einem Paar linker und rechter Mantelwalzen eingesetzt wird, um eine der Mantelwalzen in axialer Richtung zu bewegen, und bei der auch ein Einspritzkanal vorgesehen ist, um einen Ölfilm auf dem äußeren Umfang der beweglichen Mantelwalze zu schaffen, sowie ein Dorn, über dem die bewegliche Mantelwalze eingepaßt ist, um die Bewegung der beweglichen Mantelwalze durch den Hydraulikzylinder zu erleichtern.
Obwohl mit dem letzteren Verfahren, bei dem in den beiden Mantelwalzen Außen- und Innengewinde ausgebildet werden, die Einstellung der Walze durch Fernsteuerung der horizontalen Walze ermöglicht wird, während diese auf der Walzstraße verbleiben kann, da ein Hydraulikzylinder als Einrichtung zum Bewegen einer der Walzen in Axialrichtung benutzt wird, weist es den Nachteil auf, daß eine komplizierte Steuervorrichtung für den hydraulischen Druck erforderlich ist. Obendrein ist die genaue Feineinstellung des hydraulischen Drucks sehr schwierig.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Walze zu schaffen, bei der die Feineinstellung der Kaliberbreite der Walze durch eine Gewindeeinbringungs- und Schraubbewegung möglich ist, während die Walze auf der Walzstraße verbleiben kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Walze mit Einstellbarkeit der Kaliberbreite zu schaffen, bei der die Gewindeabschnitte leicht instandzuhalten sind, und bei der der Genauigkeitsgrad, mit dem die Kaliberbreite der Walze eingestellt wird, durch Verringerung der Spielräume zwischen den Gewindeabschnitten verbessert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kupplungsvorrichtung für eine in der Kaliberbreite einstellbare Walze zu schaffen, bei der die Kaliberbreite der Walze automatisch eingestellt wird, während die Walze auf der Walzstraße verbleiben kann, und bei der der Genauigkeitsgrad, mit dem die Walze eingestellt wird, dadurch verbessert wird, daß die Auflösung des Teilungswinkels stark verringert wird, und daß auch ein Umlaufphasenunterschied zwischen einem Dorn und einem die Breite einstellenden Mantel während eines Walzvorgangs beseitigt wird, wodurch es ermöglicht wird, die Maßgenauigkeit der herzustellenden Doppel-T-Stähle zu bewahren.
Gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung wird eine Walze geschaffen, die eine Kombination der Merkmale von Anspruch 1 darstellt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung wird eine Walze geschaffen, die eine Kombination der Merkmale von Anspruch 2 darstellt.
Beim Einstellen der Kaliberbreite der Walze wird die Behinderung zwischen der Mantelwalze und dem Dorn durch die Einrichtungen zum Zuführen eines unter hohem Druck stehenden Fluids verringert, und die Mantelwalze wird schraubenartig bewegt, indem der Dorn mit Hilfe eines Teilermotors mit einer niedrigen Geschwindigkeit in Drehung versetzt wird, wobei der die Breite einstellende Mantel mit dem Bock verbunden ist und es dadurch ermöglicht, eine Feineinstellung der Kaliberbreite vorzunehmen, während die Walze auf der Walzstraße verbleiben kann.
Bei der zweiten Ausführungsform werden beim Einstellen der Kaliberbreite der Walze die Stellmutter und die bewegliche Mantelwalze, die sich zusammen mit dem Dorn dreht, als untrennbarer Bestandteil in bezug auf die die Breite einstellende Mantelwalze, die mittels des Kupplungsmechanisnismus an der Seite des Bocks befestigt ist, schraubenartig bewegt, wodurch eine Einstellung der Kaliberbreite mit hoher Genauigkeit möglich wird. Außerdem läßt sich die Stellmutter, da diese als selbständiges Element hergestellt wurde, leicht abmontieren, und es wird eine ausreichende Fläche gewährleistet, um eine bestimmte Klammerkraft zwischen dem Dorn und der beweglichen Mantelwalze zu bewahren.
Vorzugsweise wird eine Kupplungsvorrichtung für eine die Breite einstellende Walze geschaffen, wobei die Kupplungsvorrichtung eine erste Zahnkupplung besitzt, die den Dorn mit dem die Breite einstellenden Mantel verbindet, und eine zweite Zahnkupplung, die den die Breite einstellenden Mantel jeweils zwischen einem Dornende, das durch eine Nuteinrichtung an einem axialen Ende des Dorns befestigt ist, und einem Anker feststellt, der mit Hilfe einer Nut lose über den die Breite einstellenden Mantel geführt ist, der wiederum lose über den Dorn geführt ist, und zwischen dem Anker und einer Kupplungsbasis, sowie eine Feder, die die erste Zahnkupplung in der Weise vorspannt, daß sie in Eingriff gebracht wird, und einen Zylinder mit einer Walze, die die erste Zahnkupplung ausrückt, um dadurch die zweite Zahnkupplung in Eingriff zu bringen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Anker bei einem Walzvorgang auf Grund der Vorspannkraft der Feder so nach außen gedrückt, daß er in Eingriff mit der ersten Zahnkupplung gebracht wird, wodurch die Rotationskraft des Dorns auf den die Breite einstellenden Mantel übertragen wird, wodurch eine relative Verschiebung zwischen dem Dorn und dem Mantel beseitigt wird. Außerdem wird der Anker beim Einstellen der Breite der Walze nach innen gegen die Vorspannkraft der Feder bewegt, indem der Hydraulikzylinder so mit einer Rolle betätigt wird, daß die erste Zahnkupplung aus dem Eingriff gelöst wird, während an ihrer Stelle die zweite Zahnkupplung in Eingriff gebracht wird, wodurch der die Breite einstellende Mantel und die Kupplungsbasis als untrennbar gestaltet werden und es dadurch ermöglichen, den Dorn und den Mantel in einen gelösten Zustand zu versetzen. Mit anderen Worten, eine Änderung der Kaliberbreite der Walze auf Grund des Auftretens eines Umdrehungsphasenunterschieds zwischen dem Dorn und dem die Breite einstellenden Mantel bei einem Walzvorgang kann verhindert werden, wodurch es möglich wird, ein hohes Maß an Breitengenauigkeit an den herzustellenden Doppel-T-Stählen zu bewahren.
Außerdem ist der die Breite einstellende Mantel dadurch an dem Bock befestigt, daß der durch die erste Zahnkupplung erfolgende Eingriff umgeschaltet wird auf einen durch die zweite Zahnkupplung erfolgenden Eingriff, wodurch es möglich wird, eine automatische Einstellung der Breite der Walze in der Walzstraße vorzunehmen.
Vorteilhafterweise ist ein Drehgelenk für eine die Kaliberbreite einstellende Walze vorgesehen, wobei das Drehgelenk einen vertieften Abschnitt aufweist, der in einer axialen Endfläche des Dorns vorgesehen ist, eine Welle, die an dem vertieften Abschnitt in dessen Mitte befestigt ist, einen im Innern der Welle in der Weise ausgebildeten Hydraulikkanal, daß er mit einem in dem Dorn ausgebildeten Hydraulikkanal in Verbindung steht, einen feststehenden zylindrischen Block, in dem ein Hydraulikkanal in der Weise ausgebildet ist, daß er mit dem Hydraulikkanal in Verbindung steht, der in dem vertieften Abschnitt relativ drehbar angeordnet ist, eine Vielzahl von Distanzstücken, die axial beweglich in einem ringförmigen Spalt montiert sind, der zwischen der Innenfläche des feststehenden Blockes und dem Außenumfang der Welle ausgebildet ist, und der Bereich des Abschnittes, wo der feststehende Block und der Hydraulikkanal der Welle miteinander verbunden sind, ist mit Hilfe der Distanzstücke hermetisch versiegelt, die unter der Einwirkung eines Hydraulikdruckes in axialer Richtung bewegt werden.
Bei dieser letzteren Ausführungsform ist, da das Drehgelenk zum Zeitpunkt der Einstellung der Kaliberbreite für die Zufuhr eines unter hohem Druck stehenden Fluids nicht nur zwischen den Mantel und den Dorn, sondern auch in den Hydralikzylinder zum Umschalten der Kupplung für die Befestigungsvorrichtung dient, eine Funktion zur Verbindung des rotierenden Abschnitts mit einem feststehenden Abschnitt in einer reibungslosen Weise erforderlich, während die Versiegelung in einem unter hohem Druck stehenden Fluid notwendig ist. Außerdem fungiert das Drehgelenk auch als Gelenkabschnitt zur Übertragung der Umlaufstellung des Dorns auf eine entfernt liegende Stellung. Die Welle ist an der Innenseite des axialen Endes des Dorns durch einen Flansch befestigt, und der Block durch Stifte, so daß verhindert wird, daß sie sich zusammen mit dem Dorn drehen. Da der feststehende Block an dem Bock befestigt ist, rotiert der Block weder zur Zeit des Walzens noch zur Zeit der Einstellung der Kaliberbreite der Walze. Die Distanzstücke sind an der Welle mittels einer Nut befestigt.
Beim Einstellen der Kaliberbreite der Walze wird der hintere Teil der Distanzstücke, wenn ein Hydraulikdruck angelegt wird, auf Grund des dadurch angelegten Hydraulikdrucks zusammengedrückt, so daß jedes mit der Seite des Flansches und den anderen Distanzstücken in Kontakt kommt, wodurch über die Kontaktfläche eine mechanische Versiegelung zustandekommt. Da ein hoher Druck im Bereich von 500 bis 900 kg/cm² angelegt wird, wird die hintere Fläche des Distanzstücks so klein wie möglich, so daß eine auf die Gleitfläche einwirkende Kraft verringert wird. Außerdem ist unter voller Berücksichtigung der Versiegelungswirkung für eine reibungslose Drehung sowohl zur Zeit des Einstellens der Kaliberbreite der Walze als auch zur Zeit des Walzens gesorgt.
Die vorliegende Erfindung ist so konstruiert, daß die feststehenden und die rotierenden Abschnitte reibungslos funktionieren, wenn sie sowohl zur Zeit des Walzens als auch zur Zeit des Einstellens der Kaliberbreite der Walze voll in Betrieb sind. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Kaliberbreite der Walze eingestellt wird, wird eine Versiegelungsfunktion geschaffen, indem Kontakte zwischen den Distanzstücken und dem Flansch sowie zwischen den Distanzstücken selbst auf Grund des hohen Drucks hergestellt werden, während sich diese reibungslos drehen.
Zum Zeitpunkt des Walzens ist eine Versiegelung zwischen den oben beschriebenen Abschnitten nicht notwendig, da kein Hydraulikdruck einwirkt, und eine reibungslose Drehung ist möglich, da ein Spalt vorhanden ist.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht, teilweise im Senkrechtschnitt, die eine Ausführungsform einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht, teilweise im Senkrechtschnitt, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine vertikale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3;
Fig. 5 ist ein teilweiser Schnitt durch eine Stellmutter;
Fig. 6 ist eine vergrößerte vertikale Schnittansicht des Hauptteils;
Fig. 7 ist eine vertikale Schnittansicht eines Kupplungsmechanismus;
Fig. 8 ist eine vertikale Schnittansicht einer Ausführungsform eines Drehgelenks zum Gebrauch mit der Walze gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf Fig. 8.
Mit Bezug auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsformen einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Was nun zunächst Fig. 1 und Fig. 2 betrifft, so ist darin eine horizontale Walze 1 in eine feste Mantelwalze 2 und eine bewegliche Mantelwalze 3 geteilt, und ein Doppel-T- Stahl A, ein zu walzendes Material, wird mittels der horizontalen Walzen 1, die sich vertikal gegenüberstehen, und der vertikalen Walzen 4 auf vorbestimmte Abmessungen gewalzt.
Die feste Mantelwalze 2 und die bewegliche Mantelwalze 3 werden beide auf einen Dorn 5 aufgeschrumpft, und obwohl eine ausreichende, zum Walzen erforderliche Klammerkraft aufrechterhalten wird, wird zur weiteren Verbesserung der Klammerkraft in Axialrichtung die feste Seite der Mantelwalze 2 über einen an dem Dorn 5 vorgesehenen Ansatz 6 an dem Dorn 5 befestigt, und die bewegliche Seite wird an dem druckaufnehmenden Abschnitt eines die Breite einstellenden Mantels gehalten, was später beschrieben wird. Bei Bedarf wird eine Nut 7 zwischen den beiden Mantelwalzen 2, 3 und dem Dorn 5 eingepaßt, was eine zwangsläufige Umdrehung der beweglichen Mantelwalze 3 gewährleistet, wie später beschrieben wird, wenn die Kaliberbreite der Walze eingestellt wird.
An dem Innenumfang der beweglichen Mantelwalze 3 wird an einem Ende derselben ein Innengewinde 8 ausgebildet, und dieses Innengewinde wird schraubenartig über einem Außengewinde 10 eingepaßt, das an einem Innenseitenabschnitt des die Breite einstellenden Mantels 9 ausgebildet ist, der lose über den axialen Endabschnitt des Dorns 5 geführt ist.
Ein Kupplungsmechanismus 11 ist an der Seite des die Breite einstellenden Mantels 9 befestigt, auf der ein Bock 12 befestigt ist, und dieser Kupplungsmechanismus 11 umfaßt einen Hauptkörper 13 eines Verbindungselementes, Eingriffsklauen 14, die jeweils drehbar an dem Hauptkörper 13 eines Verbindungselementes an den proximalen Abschnitten desselben befestigt sind, und hervorstehende Sicherungsstücke 15, mit denen die Eingriffsklauen 14 in Sicherungskontakt gebracht werden. Der Kupplungsmechanismus ist so konstruiert, daß er nur dann funktioniert, wenn die Walzenbreite eingestellt wird, und zu anderen Zeiten, mit anderen Worten beim Walzen, sind die Eingriffsklauen 14 außen drucklos gemacht. Deshalb ist eine Bedienungseinrichtung, die rotierend die Eingriffsklauen 14 um den drehbar gelagerten Abschnitt als Drehpunkt in Bewegung setzt, an den Eingriffsklauen 14 vorgesehen, obwohl sie nicht dargestellt ist.
Ein druckaufnehmender Abschnitt 16 ist vorgesehen, um den äußeren Endabschnitt des die Breite einstellenden Mantels 9 mit der Endfläche des Dorns 5 zu verbinden.
Die das Fluid zuführende Einrichtung 17 umfaßt ein Drehgelenk zur Steuerung des Anschlusses an eine äußere Lieferquelle für das unter hohem Druck stehende Fluid sowie eine verbindende Bohrung 19, die in dem Dorn 5 ausgebildet ist und sich ins Innere der beweglichen Mantelwalze 3 erstreckt. Diese verbindende Bohrung 19 dient nicht nur zur Verringerung der Behinderung zwischen der beweglichen Mantelwalze 3 und dem Dorn 5, um dadurch die Zusammenschraubbewegung des Innen- und des Außengewindes 8, 10 zu erleichtern, sondern auch zur Wiederherstellung der ursprünglichen Klammerkraft der beweglichen Mantelwalze 3, indem sie die Zufuhr des unter hohem Druck stehenden Fluids bei einem Walzvorgang stoppt.
In den Zeichnungen sind ein Staubabdeckung 20 und eine Staubdichtung 21 dargestellt. Das Bezugszeichen a bezeichnet eine Strecke, um die sich die bewegliche Mantelwalze 3 bewegen kann.
Da eine aus einem Material mit einem Gehalt von 1 bis 4 % Kohlenstoff hergestellte Gußeisen- oder Gußstahlwalze vom Gesichtspunkt der Abnutzungseigenschaften aus als horizontale Walze 1 benutzt wird, vermindert sich die Festigkeit der horizontalen Walze, und um diese geringere Festigkeit auszugleichen, kann ein aus Schmiedestahl hergestellter mittlerer Mantel 22 zwischen die horizontale Walze 1 und den Dorn 5 eingesetzt werden, wie in Fig. 2 zu sehen ist, und die zugehörigen Gelenkabschnitte sind mittels einer Schrumpfpassung aneinander befestigt.
Wie oben beschrieben wurde, wird beim Einstellen der Breite der Walze gemäß der vorliegenden Erfindung ein unter hohem Druck stehendes Fluid zwischen der beweglichen Mantelwalze 3 und dem Dorn 5 mittels der das Fluid zuführenden Einrichtung in einem Zustand zugeführt, in dem der die Breite einstellende Mantel 9 zuerst mittels des Kupplungsmechanismus an dem Bock 12 befestigt wird, so daß sich die Behinderung durch die Aufschrumpfung vermindert, und die Bewegung der beweglichen Mantelwalze 3 wird durch Drehen des Dorns 5 mit niedriger Geschwindigkeit über einen Antriebsmotor eingestellt.
Wie oben erläutert wurde, sind gemäß der vorliegenden Erfindung das Innengewinde und das Außengewinde 8, 10, die in der beweglichen Mantelwalze 3 bzw. in dem die Breite einstellenden Mantel 9 ausgebildet sind, schraubenartig miteinander zusammengepaßt, und es sind der Kupplungsmechanismus 11 zur Befestigung des die Breite einstellenden Mantels 9 an dem Bock 12 und die das Fluid zuführende Einrichtung 17 zum Zuführen eines unter Druck stehenden Fluids in den Innenumfang der beweglichen Mantelwalze 3 vorgesehen, so daß die Behinderung in bezug auf den Dorn 5 verringert wird. Da die Breite der Walze bei dieser Konstruktion durch die feine und zwangsläufige Bewegung der Gewinde eingestellt wird, wenn diese schraubenartig bewegt werden, ist es möglich, die Einstellung der Kaliberbreite auf leichte Weise mit einem hohen Genauigkeitsgrad vorzunehmen, so daß ein Material auf die gewünschten Abmessungen gewalzt werden kann, während die Walze in der Walzstraße verbleiben kann, und dies trägt sehr zur Verringerung der zur Änderung der Kaliberbreite der Walze und der Anzahl der einzusetzenden Walzen bei.
Bei der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Konstruktion sind jedoch in der Struktur die folgenden Nachteile anzutreffen, da das in der Innenfläche der beweglichen Mantelwalze 3 ausgebildete Innengewinde 8 und das in dem Außenumfang des Endes des die Breite einstellenden Mantels 9 ausgebildete Außengewinde 10 schraubenartig miteinander zusammengepaßt sind: Der Schrumpfpassungsabschnitt der beweglichen Mantelwalze 3 wird in bezug auf den Dorn 5 äußerst kurz, und daher ist es nicht möglich, die volle Klammerkraft beizubehalten; es ist schwierig, die Gewindeabschnitte 8, 10 instand zu halten, und da die Gewindeabschnitte 8, 10 auf Grund der Schrumpfpassung einer Verbiegung unterliegen, ist es erforderlich, einen weiten Spielraum zwischen den jeweiligen Gewinden zu lassen.
Mit einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 3-6 dargestellt ist, wird das oben genannte Problem gelöst.
An der äußeren Umfangsfläche des proximalen Endabschnitts der beweglichen Mantelwalze 3 ist eine Vielzahl hervorstehender Stücke 28 in einer solchen Weise vorgesehen, daß diese präzise in Kontakt mit der Umfangsfläche des Dorns 5 gebracht werden. Diese hervorstehenden Stücke 28 sind in gleichen Abständen am Umfang angeordnet und über Gleitnuten 29 mit dem Dorn 5 verbunden.
In einer Stellmutter 31 ist ein Innengewinde 8a ausgebildet, das über dem Außengewinde 10 verschraubt eingepaßt ist, das im proximalen Endabschnitt eines die Breite einstellenden Mantels 9a ausgebildet ist, und an dem halben Vorderabschnitt dieser Stellmutter 31 ist eine Vielzahl von am Umfang gleich voneinander beabstandeten hervorstehenden Stücken 33 vorgesehen, die zwischen der oben genannten Vielzahl hervorstehender Stücke 28 eingepaßt werden sollen, die an der Seite der beweglichen Mantelwalze 3 vorgesehen sind.
In der Umfangsfläche des Mittelabschnitts der jeweiligen hervorstehenden Stücke 28, 33 sind Rinnen 23, 24 auf eine solche Weise ausgebildet, daß die jeweiligen Rinnen 23, 24 kontinuierlich werden, und in diesen Rinnen sind geteilte Nuten 25 eingepaßt, die durch die Rinnen 23, 24 verlaufen und dadurch die beiden Gruppen hervorstehender Stücke 28, 33 miteinander verbinden. Mit anderen Worten, die bewegliche Mantelwalze 3 und die Stellmutter 31 werden mittels der geteilten Nuten 25 in bezug auf die Axialrichtung untrennbar, und sie werden auch am Umfang auf Grund des zusammenpassenden Eingriffs zwischen den hervorstehenden Stücken 28, 33 untrennbar. In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 26 eine Schraube zur Befestigung der Gleitnut 29 an dem Dorn 5, und die Bezugsziffer 27 bezeichnet eine Schraube zur Befestigung der geteilten Nut 25 an den hervorstehenden Stücken 28, 33.
Die Stellmutter 31 läßt sich zusammen mit dem die Breite einstellenden Mantel 9a abmontieren, indem die geteilten Nuten 25 entfernt werden, und die Mutter kann weiterhin auch von dem die Breite einstellenden Mantel 9a abmontiert werden.
Da die Mantelwalze aus Gußeisen oder Gußstahl ist, verringert sich die Festigkeit der Walze, auch wenn dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, und deshalb kann ein mittlerer Mantel 22 aus einem Schmiedestahl (Fig. 2) zwischen der Mantelwalze und dem Dorn eingesetzt werden. In diesem Falle sind die hervorstehenden Stücke so an der Außenfläche des mittleren Mantels vorgesehen, der auf der Seite der beweglichen Mantelwalze vorhanden ist, daß sie von dort hervorstehen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die hervorstehenden Stücke 28 an der äußeren Umfangsfläche des proximalen Endabschnitts der beweglichen Mantelwalze 3 vorgesehen, und die in dieser Weise vorgesehenen hervorstehenden Stücke werden dann über die Gleitnuten 29 mit dem Dorn 5 verbunden, und die hervorstehenden Stücke 33, die an der Stellmutter 31 vorgesehen sind, die schraubenartig über dem Außengewinde 10 eingepaßt ist, das in dem proximalen Endabschnitt des die Breite einstellenden Mantels 9a ausgebildet ist, werden zwischen den hervorstehenden Stücken 28 eingepaßt, die an der beweglichen Mantelwalze 3 vorgesehen sind, wobei diese hervorstehenden Stücke 28, 33 in bezug auf die Axialrichtung mittels der geteilten Nuten 25 befestigt sind. Bei dieser Konstruktion besteht keine Gefahr, daß die Klammerkraft zwischen den beiden Elementen verlorengeht, da der schraubenartig zusammengepaßte Abschnitt, an dem die Einstellung der Breite vor sich geht, sich außerhalb der Fläche befindet, wo die bewegliche Mantelwalze 3 in den Dorn 5 eingepaßt ist, und außerdem kann ein Spielraum zwischen den jeweiligen Gewinden, da die Gewindeabschnitte 8a, 10 nicht der Einwirkung der Schrumpfpassung unterliegen, so klein wie möglich festgelegt werden, wodurch es möglich wird, den Genauigkeitsgrad der Einstellung der Kaliberbreite zu verbessern. Außerdem ist die Stellmutter 31 ein selbständiges Element, und deshalb läßt sich die Mutter abmontieren, wodurch ihre Auswechselung und Instandhaltung leichter werden.
Weiterhin sind der Dorn 5 und der die Breite einstellende Mantel 9 in der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsform am axialen Ende des Dorns 5 mittels der Schraube 16 fest miteinander zusamengepaßt, damit es nicht zum Auftreten eines Winkelphasenunterschieds in bezug auf die beiden Elemente kommt, da der die Breite einstellende Mantel 9 während eines Walzvorgangs eine Drehkraft erzeugt. Da der Dorn 5 und der die Breite einstellende Mantel 9 durch die Gewinde 8, 10 miteinander verbunden sind, ändert sich durch diesen Winkelphasenunterschied schließlich die Breite der Walze. Um diesem Phänomen begegnen zu können, müssen die beiden Elemente mit Hilfe von zusammengreifenden Elementen aneinander befestigt werden, die bei einem Walzvorgang keinen Schlupf aufweisen, und außerdem müssen diese Befestigungselemente eine Kräftezerlegung aufweisen, durch die diese bei beliebigen Rotationswinkeln in Eingriff kommen und/oder aus diesem gelöst werden können.
Als nächstes wird der die Breite einstellende Mantel 9 während einer Einstellung der Kaliberbreite an dem Bock 12 befestigt, und wenn dieser befestigt ist, müssen die beiden Elemente wie im Falle des oben genannten Walzvorgangs mit Hilfe von zusammengreifenden Elementen bei beliebigen Rotationswinkeln aneinander befestigt werden.
Eine in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform genügt den obigen Erfordernissen. Bei dieser Ausführungsform wird ein Mantelende 43 mittels einer Buchse 44 über den dünneren Wellenabschnitt 5a des Dorns 5 geführt und an dem Ende des die Breite einstellenden Mantels 9 am Flanschabschnitt 43a desselben befestigt. Über dem äußeren Endabschnitt des Mantelendes 43 ist mit Hilfe der Gleitnut 46 ein Anker 45 in einer solchen Weise befestigt, daß er sich in axialer Richtung verschiebt. An diesem Anker 45 sind an den Randabschnitten des äußeren Umfangsendes Zahnkupplungsstücke 47, 48 mit Hilfe von (nicht dargestellten) Schrauben und Auswerferstiften befestigt.
Zwischen dem Anker 45 und einem Federschuh 50 ist eine Belleville-Feder 49 eingesetzt, die den Anker 45 durch ihre Federkraft nach außen vorspannt. Über das Ende des Dorns 5 ist ein Dornende 51 geführt und daran mittels einer Nut 55 und einer Mutter 53 befestigt. Eine Vielzahl von Hydraulikzylindern 55, die jeder eine Walze 54 aufweisen, die in Kontakt mit der Außenseite des Ankers 45 gebracht und dadurch gerollt wird, ist im Dornende 51 aufgenommen und befestigt, und ein Zahnkupplungsstück 56 ist an der Umfangsfläche eines inneren Endes des Dornendes 51 an einer Stelle befestigt, die dem Zahnkupplungsstück 47 gegenüberliegt.
Ein Zahnkupplungsstück 57 ist an einer Kupplungsbasis 58 befestigt, die einen untrennbaren Bestandteil des Bocks 12 bildet. Mit anderen Worten, eine erste Zahnkupplung 60 wird von den sich gegenüberstehenden Zahnkupplungsstücken 47, 56 gebildet, und eine zweite Zahnkupplung 61 wird von den Kupplungsstücken 48, 57 gebildet.
Als nächstes werden die Einstellung der Kaliberbreite der Walze und die Beibehaltung der Abmessungen eines Doppel-T- Stahls während eines Walzvorgangs gemäß der oben erwähnten Konstruktion beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, daß der die Breite einstellende Mantel 9 in diesem Falle feststehend ist, während sich der Dorn 5 dreht, wenn die Kaliberbreite der Walze eingestellt wird.
Mit anderen Worten und wie in Fig. 7 dargestellt, wird der Anker 45 durch die Belleville-Feder 49 nach außen vorgespannt, so daß die erste Zahnkupplung 60 in einem anderen Zustand als dem, in dem die Kaliberbreite der Walze eingestellt wird, in Eingriff gebracht wird. Durch diesen Eingriff der ersten Zahnkupplung 60 werden der Dorn 5 und der die Breite einstellende Mantel 9 untrennbar, wodurch eine axiale Verschiebung der beweglichen Mantelwalze verhindert und es dadurch ermöglicht wird, die Maßgenauigkeit an einem Doppel-T-Stahl einzuhalten.
Wenn die Kaliberbreite der Walze eingestellt ist, wird unter hohem Druck stehendes Öl durch den axialen Kern des Dorns geleitet, so daß die Schrumpfpassungskraft der Walze aufgehoben wird. Wenn synchron damit unter hohem Druck stehendes Öl auch in die in dem Dornende 51 untergebrachten Hydraulikzylinder 55 geleitet wird, bewegt sich der Anker 45 entgegen der Vorspannkraft der Belleville-Feder 49 nach innen, wenn die erste Zahnkupplung 60 aus dem Eingriff gelöst wird und statt dessen die zweite Zahnkupplung 61 in Eingriff gebracht wird. In diesem Zustand ist der die Breite einstellende Mantel 9 untrennbar an der Seite des Bocks 12 befestigt, und wenn in diesem Zustand eine Drehkraft auf den Dorn 5 übertragen wird, kann die bewegliche Mantelwalze 3 in axialer Richtung verschoben werden. Eine Radialkraft, die zwischen dem Anker 45 und dem Dornende 51 erzeugt wird, während diese rotieren, wird von den Walzen 54 aufgenommen. Wenn ein vorbestimmtes Maß an Kaliberbreiteneinstellung erfolgt ist, wird der Anker in die in Fig. 7 dargestellte Stellung zurückgeführt, indem unter hohem Druck stehendes Öl abgelassen wird, und die erste Zahnkupplung 60 wird dann in den Eingriff zurückgeführt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform kann der Kupplungsmechanismus, obwohl dieser nur auf einer Seite des Dorns vorgesehen ist, auch an beiden Enden des Dorns vorhanden sein.
Bei der obigen Ausführungsform wird die erste Zahnkupplung 60, während ein Walzvorgang ausgeführt wird, mittels des Ankers in Eingriff gehalten, der so durch die Vorspannkraft der Feder bewegt wird, daß der Dorn 5 und der die Breite einstellende Mantel 9 untrennbar werden. Wenn dagegen die Kaliberbreite der Walze eingestellt wird, wird statt dessen die zweite Zahnkupplung 61 mittels des Ankers in Eingriff gebracht, der dieses Mal gegen die Vorspannkraft der Feder bewegt wird, so daß der die Breite einstellende Mantel 9 und die Kupplungsbasis 58 untrennbar werden, während der Dorn 5 und der die Breite einstellende Mantel 9 aus ihrem untrennbaren Zustand gelöst werden. Dadurch wird es möglich, nicht nur die Kaliberbreite der Walze mit einem hohen Maß an Genauigkeit beizubehalten, sondern auch die Kaliberbreite der Walze einzustellen, während die Walze in der Walzstraße verbleiben kann.
Wie oben beschrieben, umfaßt das Hydrauliksystem zur Lösung der durch Aufschrumpfen wirkenden Klammerkraft rotierende und feststehende Abschnitte. Ein Drehgelenk ist nicht nur notwendig, um eine vollkommene Ölabdichtung des Abschnittes in der Walze herzustellen, in dem die rotierenden und die feststehenden Abschnitte miteinander verbunden sind, sondern auch, um eine Störung für die reibungslose Drehung der Walze zu beseitigen.
Bei einer in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten Ausführungsform wird ein Drehgelenk beschrieben, das den obigen Erfordernissen genügt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Walze, an der ein Drehgelenk befestigt ist, zunächst so konstruiert, daß die horizontale Walze 1 für ein Walzwerk für Doppel-T-Stähle in axialer Richtung in zwei Teile geteilt und so auf den Dorn 5 aufgeschrumpft wird, daß unter Druck stehendes Öl aus einer (nicht dargestellten) äußeren Hydraulikvorrichtung in den im Innern des Dorns 5 ausgebildeten Hydraulikkanal 6 hineingedrückt wird, und daß die horizontale Walze 1 mechanisch (zum Beispiel mittels eines Gewindemechanismus) in axialer Richtung bewegt wird, nachdem die durch Aufschrumpfung wirkende Klammerkraft zwischen dem Dorn 5 und der horizontalen Walze 1 gelöst ist.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist in dem Drehgelenk 100, das mit einer oben beschriebenen Walze verwendet werden kann, in einer axialen Endf läche 151 des vertieften Abschnitts 152 ein vertiefter Abschnitt 152 vorgesehen. An dem vertieften Abschnitt 152 ist in dessen Mitte eine Welle 110 befestigt, und im Innern der Welle 110 ist ein Hydraulikkanal 111 in einer solchen Weise ausgebildet, daß dieser mit dem in dem Dorn 5 ausgebildeten Hydraulikkanal 6 in Verbindung steht. Ein feststehender zylindrischer Block 120, in dem ein Hydraulikkanal 121 in der Weise ausgebildet ist, daß er mit dem Hydraulikkanal 111 in Verbindung steht, ist durch ein Lager 122 in dem vertieften Abschnitt 152 relativ drehbar angeordnet. Eine Vielzahl von Distanzstücken 141, 142, 143 ist axial beweglich in einem ringförmigen Spalt 130 montiert, der zwischen der Innenfläche des feststehenden Blocks 120 und dem Außenumfang der Welle 110 ausgebildet ist. Der Bereich des Abschnittes, wo der feststehende Block 120 und der Hydraulikkanal 111 der Welle 110 miteinander verbunden sind, ist mit Hilfe der Distanzstücke 141 und 142 hermetisch versiegelt, die in axialer Richtung bewegt werden, wenn ein hydraulischer Druck zugeführt wird.
Der Endabschnitt der Welle 110 ist über eine flexible Welle 112 an einen Drehmeldegeber angeschlossen. Der Hydraulikkanal 121 des feststehenden Blocks 120 ist über ein Verbindungsstück 123 an eine äußere Hydraulikvorrichtung angeschlossen.
Als nächstes wird die oben erwähnte Konstruktion im einzelnen beschrieben.
In Fig. 8 und Fig. 9 ist die Welle 110 mittels des Flansches einer Nut 113 an dem Dorn 5 befestigt. Die flexible Welle 112, mit der die Drehstellung des Dorns 5 an einer entfernten Stelle festgestellt wird, ist mit der Welle 110 verbunden. Die Distanzstücke 141, 142, 143 sind lose in die Welle 110 eingepaßt. Das Distanzstück 143 ist am Umfang mittels einer Nut 144 befestigt, und das Distanzstück 141 ist an dem feststehenden Block 120 und in bezug auf die Umfangsrichtung mittels eines Stiftes 145 (Fig. 1) befestigt. Zwischen den Distanzstücken 141, 142 und dem feststehenden Block 120 ist ein zylindrischer Halter 150 befestigt. Da der feststehende Block 120 mittels eines Hydraulik-Verbindungsstücks an eine (nicht dargestellten) Hydraulikvorrichtung angeschlossen ist, ist er an den Bock angeschlossen. Deshalb wird während des Walzens kein Hydraulikdruck zugeführt, und da jeweils ein Spalt vorhanden ist zwischen den als Gleitfläche fungierenden Distanzstücken 141, 142, 143 und der Welle 110, dem Distanzstück 141 und dem Flansch 114 sowie dem Distanzstück 141 und dem Distanzstück 142, berühren sich die jeweiligen Elemente nicht vollständig, und es werden reibungslose Drehungen möglich.
Dagegen wird beim Einstellen der Kaliberbreite der Walze ein unter hohem Druck stehendes Fluid zugeführt, und die hinteren Seiten der Distanzstücke 141 und 142 werden mit Druck beaufschlagt. Da dies dazu führt, daß der Flansch 114 und das Distanzstück 141 einander mit einer Kraft F = π/4 (d ²&sub2; - D ²&sub1;) x P (Druck) berühren, wird ein Gleitwiderstand erzeugt. Ist dieser Widerstand groß, so wird auch der feststehende Block 120 in Drehung versetzt. Infolgedessen sind die Abmessungen d&sub1;, d&sub2;, D&sub1;, D&sub2; der Distanzstücke 141 und 142 so gewählt, daß der Gleitwiderstand so gering wie möglich wird, während die Versiegelungseigenschaften erhalten bleiben.
Bei der obigen Ausführungsform läßt sich der feststehende Abschnitt mit dem rotierenden Abschnitt reibungslos verbinden, während er ein unter hohem Druck von 500 bis 900 kg/cm² stehendes Fluid führt und seine Abdichtungseigenschaften erhalten bleiben.

Claims

1. Walze mit Einstellbarkeit der Kaliberbreite, bei der horizontale Mantelwalzen (2, 3), die in axialer Richtung geteilt sind, auf einen Dorn (5) aufgeschrumpft sind; wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine (3) der horizontalen geteilten Mantelwalzen in axialer Richtung bewegt, und eine Einrichtung (17) für die Zufuhr eines unter hohem Druck stehenden Fluids zwischen der einen (3) der Mantelwalzen und dem Dorn (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

ein Innengewinde (8) in dem Innenumfang einer Seite der einen (3) der geteilten Mantelwalzen oder in dem Innenumfang einer Seite eines Teils eines geteilten mittleren Mantels (22) zwischen den horizontalen Mantelwalzen (2, 3) und dem Dorn (5) vorgesehen ist;

ein die Breite einstellender Mantel (9) lose über den axialen Endabschnitt des Dorns (5) geführt ist;

ein Außengewinde (10) in der Innenseite des die Breite einstellenden Mantels (9) ausgebildet ist, wobei das Außengewinde (10) in das Innengewinde (8) der einen der Mantelwalzen (3) oder des geteilten mittleren Mantels (22) schraubenartig eingepaßt ist; und

ein Kupplungsmechanismus (11) vorgesehen ist, um den die Breite einstellenden Mantel (9) an einem Bock (12) zu befestigen, wenn die Walzenbreite eingestellt wird.

2. Walze mit Einstellbarkeit der Kaliberbreite, bei der horizontale Mantelwalzen (2, 3), die in axialer Richtung geteilt sind, auf einen Dorn (5) aufgeschrumpft sind; wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine (3) der horizontalen geteilten Mantelwalzen in axialer Richtung bewegt, und eine Einrichtung (17) für die Zufuhr eines unter hohem Druck stehenden Fluids zwischen der einen der Mantelwalzen (2, 3) und dem Dorn (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

ein die Breite einstellender Mantel (9a) lose über den axialen Endabschnitt des Dorns (5) geführt ist;

hervorstehende Stücke (28) in gleichen Abständen voneinander auf der äußeren Umfangsfläche des proximalen Endabschnittes der einen (3) der geteilten Mantelwalzen, die bewegbar ist, vorgesehen sind, wobei die hervorstehenden Stücke über Gleitnuten (29) mit dem Dorn (5) verbunden sind;

ein Außengewinde (10) in dem proximalen Endabschnitt des die Breite einstellenden Mantels (9a) ausgebildet ist;

hervorstehende Elemente (33) in gleichen Abständen voneinander auf der Innenseite einer Stellmutter (31) vorgesehen sind, die auf das Außengewinde (10) aufgeschraubt und zwischen die hervorstehenden Stücke (28) der beweglichen Mantelwalze (3) eingepaßt ist;

die hervorstehenden Stücke (28) und Elemente (33), die sowohl auf der beweglichen Mantelwalze (3) als auch auf der Stellmutter (31) vorgesehen sind, mit Hilfe geteilter Nuten (25) in bezug auf die axiale Richtung aneinander befestigt sind; und

3. Walze nach Anspruch 1, bei der ein mittlerer Mantel (22) aus schmiedestahl zwischen den horizontalen Mantelwalzen (2, 3) und dem Dorn (5) angeordnet ist.

4. Walze nach Anspruch 1 bis 3, bei der eine Kupplungsvorrichtung für eine die Kaliberbreite einstellende Walze vorgesehen ist, wobei die Kupplungsvorrichtung eine erste Zahnkupplung (60) besitzt, die den Dorn (5) mit dem die Breite einstellenden Mantel (9, 9a) verbindet, und eine zweite Zahnkupplung (61), die den die Breite einstellenden Mantel (9, 9a) jeweils zwischen einen Dornende (51), das durch eine Nut am axialen Ende des Dorns (5) befestigt ist, und einem Anker (45) feststellt, der mit Hilfe einer Nut (46) lose über den die Breite einstellenden Mantel (9, 9a) geführt ist, der wiederum lose über den Dorn (95) geführt ist, und zwischen dem Anker (45) und einer Kupplungsbasis (58), sowie eine Feder (49), die die erste Zahnkupplung (60) in der Weise vorspannt, daß sie in Eingriff gebracht wird, und einen Zylinder mit einer Walze (55), die die erste Zahnkupplung (60) ausrückt, um dadurch die zweite Zahnkupplung (61) in Eingriff zu bringen.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein Drehgelenk für eine die Kaliberbreite einstellende Walze vorgesehen ist, wobei das Drehgelenk einen vertieften Abschnitt (152) aufweist, der in einer axialen Endfläche (151) des Dorns (5) vorgesehen ist, eine Welle (110), die an dem vertieften Abschnitt in dessen Mitte befestigt ist, einen im Inneren der Welle (110) ausgebildeten Hydraulikkanal (111), der mit einem in dem Dorn (5) ausgebildeten Hydraulikkanal (6) in Verbindung steht, einen feststehenden zylindrischen Block (120), in dem ein Hydraulikkanal (121) in der Weise ausgebildet ist, daß er mit dem Hydraulikkanal (111) in Verbindung steht, der in dem vertieften Abschnitt (152) relativ drehbar angeordnet ist, eine Vielzahl von Distanzstücken (141, 142, 143), die axial beweglich in einem

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