EP0256408A2 - Biege- und Ausbalanciervorrichtung für axial verschiebbare Arbeitswalzen eines Quartowalzgerüstes - Google Patents

Biege- und Ausbalanciervorrichtung für axial verschiebbare Arbeitswalzen eines Quartowalzgerüstes Download PDF

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EP0256408A2
EP0256408A2 EP87111182A EP87111182A EP0256408A2 EP 0256408 A2 EP0256408 A2 EP 0256408A2 EP 87111182 A EP87111182 A EP 87111182A EP 87111182 A EP87111182 A EP 87111182A EP 0256408 A2 EP0256408 A2 EP 0256408A2
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EP
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bending
guide
lifting housing
work roll
guide block
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Heinrich Bohnenkamp
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SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/18—Adjusting or positioning rolls by moving rolls axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B29/00—Counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load, e.g. backing rolls ; Roll bending devices, e.g. hydraulic actuators acting on roll shaft ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2269/00—Roll bending or shifting
    • B21B2269/12—Axial shifting the rolls
    • B21B2269/14—Work rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/203—Balancing rolls

Definitions

  • the invention relates to a bending and balancing device for axially displaceable work rolls of a four-high rolling mill, wherein a fixed guide block is fastened on both sides in the window of each roll stand in the height range of the work roll chocks and the force of bending cylinders is transmitted to the work roll chocks guided in the axial direction and vertically displaceable
  • Bending devices of this type are e.g. already known from DE-OS 33 31 055, EP-A1 26 903 and EP-A2 67 040.
  • the bending devices between the stator-side blocks and the chocks of the work rolls are arranged so that they are axially displaced together with the work roll chocks in order to ensure a constant force on the chocks in any possible axial position of the work rolls.
  • the object of the invention is to provide a robust, reliable bending and balancing device of the type described at the outset, with the bending and shifting forces being transmitted to the chocks of the working roll independently of the momentary working roll position, the surface pressures and friction between guide surfaces remaining within the permissible range, moreover In addition, a vertical relative movement between the axial displacement device and the work roll chocks should be avoided.
  • the work roll chocks are supported on both sides with a sliding surface arranged in the middle height range on a guide shoulder of a lower or upper lifting housing guided vertically on the guide block, each lifting housing also being assigned guide surfaces in the height range of the other lifting housing, the bending cylinders are effectively arranged between the lower and the upper lifting housing and optionally an axial displacement device for the work roll chocks is laterally attached to a lifting housing.
  • the vertical guide and the piston rod guides are covered by the lifting housings and thus protected from sinter and dust.
  • the axial displacement devices follow the vertical movements of the work roll chocks, so that tilting moments are also avoided here. From the advantages mentioned, the device according to the invention is particularly suitable for hot plate rolling mills.
  • one of the lift housings is provided with a projection toward the guide block, which protrudes into the guide region of the other lift housing mounted on the same guide block and is guided at its upper and lower ends in a U-shaped recess in the guide block. This increases the distance between opposing guide surfaces and reduces friction.
  • a guide pin is fastened to one of the lifting housings and is guided in a guide of the other lifting housing mounted on the same guide block.
  • a particularly advantageous flow of force between the lifting housings and the work roll chocks is achieved in that the guide shoulders run in the horizontal axis plane of the associated work roll chock.
  • an upper work roll 2 and a lower work roll 3 are mounted in their chocks 4, 5 in the window of a roll stand 1.
  • Each work roll 2, 3 is assigned a support roll 6 or 7, the chocks 8, 9 of which are mounted directly between vertical guide surfaces 10, 11 of the stand window.
  • the chocks 4, 5 of the work rolls 2, 3 are guided between guide blocks 12, 13 fastened in the stator window.
  • the guide blocks 12, 13 are in the form of a roller for vertical guidance of a lower lifting housing 14 and an upper lifting housing 15 a U profiled with angled legs 16.
  • the lifting housings 14, 15 grip around the angled legs 16 like claws.
  • Each lower lifting housing 14 is provided with a rectangular projection 17 which is extended into the area of the upper lifting housing 15 and is guided at both ends by means of sliding surfaces 18a in the U-shaped recess 18 of the guide blocks 12, 13.
  • the entire height of the guide block 12 is used to guide the lower lifting housing 14 and the surface pressures and friction occurring between the sliding surfaces 18a are limited to an acceptable level.
  • the guide of the upper lifting housing 15 shown in FIG. 2 also serves the purpose of reducing friction by means of a guide pin 20 arranged on its underside in a guide bushing 21 in the lower lifting housing 14, as a result of which the guide distance to the upper guide surfaces 19 on the legs 16 of the guide block 12 is increased becomes.
  • each upper lifting housing 15 there are two bending cylinders 22, the piston rods 23 of which are anchored to the lower lifting housing 14.
  • the lower lifting housing 14 is provided with a guide shoulder 24, on which the chock 5 with the sliding surface 25 can be displaced.
  • the upper lifting housing 15 is provided in the axial plane of this work roll with a guide shoulder 26 on which the chock 4 can be displaced with a sliding surface 27.
  • the work rolls 2, 3 are assigned axial displacement devices, the construction of which is described below with reference to FIG. 6.
  • a hydraulic cylinder 28 is attached to a plate 29 on the side of the lifting housing 14 or 15.
  • the piston rod 30 of the hydraulic cylinder 28 is connected to a driver housing 31 which is displaceably guided on the hydraulic cylinder 28 and on which a locking hook 32 is rotatably mounted, which engages over a driver bracket 33 arranged on the chock 4, 5.
  • a driver housing 31 which is displaceably guided on the hydraulic cylinder 28 and on which a locking hook 32 is rotatably mounted, which engages over a driver bracket 33 arranged on the chock 4, 5.
  • one chock 4, 5 is assigned two axial displacement devices, the hydraulic cylinders 28 of which are jointly acted upon for axial displacement, the force being transmitted from the chock 4, 5 via its bearing 34 to the work roll 2, 3.
  • the fastening of the hydraulic cylinder 28 to the lifting housings 14, 15 has the advantage that the vertical relative movements between the chock 4 or 5 and the displacement system 28 - 33 and thus tilting moments in the work roll bearings 34 are avoided.
  • the bending cylinders 22 arranged in the upper lifting housings 15 are acted upon on the outside of the piston, as a result of which compressive forces act on the lower lifting housings 14 via the piston rods 23.
  • upward forces are directed from the guide shoulder 26 of the upper lifting housing 15 onto the sliding surfaces 27 of the chocks 4 and downward from the guide shoulders 24 of the lower lifting housing 14 Transfer forces to the sliding surfaces 25 of the chocks 5.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Bei einer Biege- und Ausbalanciervorrichtung für axial verschiebbare Arbeitswalzen eines Quartowalzgerüstes sind beidseitig im Fenster jedes Walzenständers je ein ortsfester Führungsblock befestigt, wobei die Kraft von Biegezylindern auf die in Achsrichtung und vertikal verschiebbar geführten Arbeitswalzeneinbaustücke übertragen wird. Zur Schaffung einer robusten, betriebssicheren Biege- und Ausbalanciervorrichtung mit kippmomentfreier Übertragung der Biege- und Verschiebekräfte auf die Arbeitswalzeneinbaustücke (4, 5) und vertretbaren Reibungen zwischen Führungsflächen sind die Arbeitswalzeneinbaustücke (4, 5) beidseits mit je einer im mittleren Höhenbereich angeordneten Gleitflächen (25, 27) an einem Führungsabsatz (24, 26) eines unteren bzw. oberen am Führungsblock (12, 13) vertikal geführten Hubgehäuses (14 bzw. 15) abgestützt, wobei jedem Hubgehäuse (14, 15) auch im Höhenbereich des jeweils anderen Hubgehäuses (15 bzw. 14) Führungs flächen (21a, 18a) zugeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Biege- und Ausbalanciervor­richtung für axial verschiebbare Arbeitswalzen eines Quartowalzgerüstes, wobei beidseitig im Fenster jedes Walzenständers je ein ortsfester Führungsblock im Höhenbereich der Arbeitswalzeneinbaustücke befestigt ist und die Kraft von Biegezylindern auf die in Achsrichtung und vertikal verschiebbar geführten Arbeitswalzeneinbau­stücke übertragen wird
  • Biegevorrichtungen dieser Art sind z.B. durch die DE-OS 33 31 055, EP-A1 26 903 und EP-A2 67 040 bereits bekannt. Hierbei sind die Biegevorrichtungen zwischen ständersei­tigen Blöcken und den Einbaustücken der Arbeitswalzen so angeordnet, daß sie gemeinsam mit den Arbeitswalzenein­baustücken axial verschoben werden, um in jeder möglichen Axialstellung der Arbeitswalzen eine gleichbleibende Kraft­einwirkung auf die Einbaustücke zu gewährleisten.
  • Bei diesen konstruktiv aufwendigen Biegevorrichtungen kann es insbesondere beim Zusammenwirken mit den Walzenver­schiebevorrichtungen zu Funktionsstörungen kommen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist es, daß aus Platzgründen die zur Aufnahme der Biegekräfte vorhandenen Pratzen an der oberen bzw. unteren Kante der Arbeitswalzeneinbaustücke angeordnet sind, wodurch beim Axialverschieben der Arbeitswalzeneinbaustücke Kipp­momente entstehen, die die Lager zusätzlich stark bean­spruchen. Die bis über Kolbenstangen reichenden langen Pratzen sind stark auf Biegung beansprucht. Die vorhandenen Führungen sind nicht gegen Verschmutzung geschützt.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer robusten, betriebssicheren Biege- und Ausbalanciervorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung mit von der momentanen Arbeitswalzenlage unabhängig kippmomentfreier Übertragung der Biege- und Verschiebekräfte auf die Einbaustücke der Arbeitswalze, wobei die Flächenpressungen und Reibungen zwischen Führungsflächen im zulässigen Bereich bleiben, Darüber hinaus soll eine vertikale Relativbewegung zwischen Axialverschiebevorrichtung und den Arbeitswalzen­einbaustücken vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitswalzeneinbaustücke beidseits mit je einer im mittleren Höhenbereich angeordneten Gleitfläche an einem Führungsabsatz eines unteren bzw. oberen am Führungsblock vertikal geführten Hubgehäuses abgestützt sind, jedem Hub­gehäuse auch im Höhenbereich des jeweils anderen Hubge­häuses Führungsflächen zugeordnet sind, die Biegezylinder zwischen dem unteren und dem oberen Hubgehäuse wirksam an­geordnet sind und gegebenenfalls eine Axialverschiebevor­richtung für die Arbeitswalzeneinbaustücke seitlich an je einem Hubgehäuse befestigt ist.
  • Auf diese Weise wird eine robuste und betriebssichere Biege-­und Ausbalanciervorrichtung mit folgenden besonderen Vor­teilen geschaffen. Durch den Fortfall der direkten Kraft­übertragung von den Biegezylindern auf die Einbaustücke kann die Kraftübertragung in der Ebene der Lagerachse er­folgen, so daß beim Axialverschieben keine Kippmomente im Lager auftreten. Anstelle der langen, auf Biegung bean­spruchten Pratzen treten schmale Gleitflächen an den Ein­baustücken. Durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken des Führungsabsatzes und der Gleitfläche wird in jeder mög­lichen Lage der Arbeitswalzen eine gleiche Kraftwirkung erzielt. Die bei außermittiger Kraftübertragung an den Führungen der Hubgehäuse auftretenden Flächenpressungen und Reibungen werden durch den durch Ausnutzung der Bau­ höhe beider Arbeitswalzeneinbaustücke erreichten großen Abstand gegenüberliegender Führungsflächen auf ein zu­lässiges Maß beschränkt.
  • Die Vertikalführung und die Kolbenstangenführungen sind von den Hubgehäusen abgedeckt und dadurch von Sinter und Staub geschützt. Die Axialverschiebevorrichtungen folgen den Vertikalbewegungen der Arbeitswalzeneinbaustücke, so daß auch hierbei Kippmomente vermieden sind. Aus den ge­nannten Vorteilen ergibt sich eine besondere Eignung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für Warmblechwalzwerke.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eines der Hubgehäuse zum Führungsblock hin mit einem Vorsprung ver­sehen, der in den Führungsbereich des am selben Führungs­block gelagerten anderen Hubgehäuses hineinragt und an seinem oberen und unteren Ende in einer U-förmigen Aus­nehmung des Führungsblockes geführt ist. Dadurch wird der Abstand gegenüberliegender Führungsflächen vergrößert und die Reibung vermindert.
  • Zum gleichen Zweck ist an einem der Hubgehäuse ein Führungs­bolzen befestigt, der in einer Führung des am selben Führungsblock gelagerten anderen Hubgehäuses geführt ist.
  • Ein besonders vorteilhafter Kraftfluß zwischen den Hubge­häusen und den Arbeitswalzeneinbaustücken wird dadurch erzielt, daß die Führungsabsätze in der horizontalen Achs­ebene des zugeordneten Arbeitswalzeneinbaustücks verlaufen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 4, 6 und 7.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Ansicht des Walzeneinbaus eines Quartowalz­gerüstes,
    • Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch die Führungs­vorrichtung für die Arbeitswalzen,
    • Fig. 3 einen horizontalen Teilschnitt durch die Führungs­vorrichtung gemäß der Linie III - III in Fig. 2
    • Fig. 4 einen horizontalen Teilschnitt durch die Führungs­vorrichtung gemäß der Linie IV - IV in Fig. 2
    • Fig. 5 einen horizontalen Schnitt gemäß der Linie V - V in den Figuren 3 und 4

      und
    • Fig. 6 einen horizontalen Teilschnitt der einer Arbeits­walze zugeordneten Axialverschiebevorrichtung.
  • Gemäß Fig. 1 sind im Fenster eines Walzenständers 1 eine obere Arbeitswalze 2 und eine untere Arbeitswalze 3 in ihren Einbaustücken 4, 5 gelagert. Jeder Arbeitswalze 2, 3 ist eine Stützwalze 6 bzw. 7 zugeordnet, deren Ein­baustücke 8, 9 unmittelbar zwischen vertikalen Führungs­flächen 10, 11 der Ständerfenster gelagert sind. Die Ein­baustücke 4, 5 der Arbeitswalzen 2, 3 sind zwischen im Ständerfenster befestigten Führungsblöcken 12, 13 geführt.
  • Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich, sind die Führungs­blöcke 12, 13 walzenseitig zur Vertikalführung eines unteren Hubgehäuses 14 und eines oberen Hubgehäuses 15 in der Form eines U mit abgewinkelten Schenkeln 16 profiliert. Die Hub­gehäuse 14, 15 umgreifen die abgewinkelten Schenkel 16 klauenartig. Jedes untere Hubgehäuse 14 ist mit einem rechteckigen Vorsprung 17 versehen, der bis in den Be­reich des oberen Hubgehäuses 15 verlängert ist und an seinen Enden beidseits mittels Gleitflächen 18a in der U-förmigen Ausnehmung 18 der Führungsblöcke 12, 13 ge­führt. Dadurch wird die gesamte Höhe des Führungsblockes 12 zur Führung des unteren Hubgehäuses 14 ausgenutzt und die zwischen den Gleitflächen 18a auftretenden Flächen­pressungen und Reibungen auf ein vertretbares Maß be­schränkt.
  • Dem Zweck der Reibungsverminderung dient auch die aus Fig. 2 ersichtliche Führung des oberen Hubgehäuses 15 mittels eines an ihrer Unterseite angeordneten Führungs­bolzens 20 in einer Führungsbuchse 21 im unteren Hubge­häuse 14, wodurch der Führungsabstand zu den oberen Führungsflächen 19 an den Schenkeln 16 des Führungsblockes 12 vergrößert wird.
  • In jedem oberen Hubgehäuse 15 befinden sich zwei Biege­zylinder 22, deren Kolbenstangen 23 am unteren Hubge­häuse 14 verankert sind. Zur Übertragung der Biegekräfte auf die untere Arbeitswalze 3 ist das untere Hubgehäuse 14 mit einem Führungsabsatz 24 versehen, an dem das Ein­baustück 5 mit der Gleitfläche 25 verschiebbar ist.
  • Zur Übertragung der Biegekräfte auf die obere Arbeits­walze 2 ist das obere Hubgehäuse 15 in der Achsebene dieser Arbeitswalze mit einem Führungsabsatz 26 versehen, auf dem das Einbaustück 4 mit einer Gleitfläche 27 ver­schiebbar ist.
  • Den Arbeitswalzen 2, 3 sind auf einer Seite Axialver­schiebevorrichtungen zugeordnet, deren Aufbau nach­stehend anhand von Fig. 6 beschrieben wird. Ein Hy­draulikzylinder 28 ist an einer Platte 29 seitlich am Hubgehäuse 14 bzw. 15 angebracht.
  • Die Kolbenstange 30 des Hydraulikzylinders 28 ist mit einer auf dem Hydraulikzylinder 28 verschiebbar ge­führten Mitnehmergehäuse 31 verbunden, auf der ein Verriegelungshaken 32 drehbar gelagert ist, der über einen am Einbaustück 4, 5 angeordneten Mitnehmerbügel 33 greift. Jeweils einem Einbaustück 4, 5 sind jeweils zwei Axialverschiebevorrichtungen zugeordnet, deren Hydraulikzylinder 28 zur Axialverschiebung gemeinsam beaufschlagt werden, wobei die Kraft vom Einbaustück 4, 5 über dessen Lager 34 auf die Arbeitswalze 2, 3 übertragen wird.
  • Die Befestigung des Hydraulikzylinders 28 an den Hubge­häusen 14, 15 hat den Vorteil, das senkrechte Relativ­bewegungen zwischen Einbaustück 4 bzw. 5 und Verschiebe­system 28 - 33 und damit Kippmomente in den Arbeits­walzenlagern 34 vermieden werden.
  • Zur Arbeitswalzenbiegung werden die in den oberen Hubge­häusen 15 angeordneten Biegezylinder 22 an der Kolben­außenseite beaufschlagt, wodurch über die Kolbenstangen 23 Druckkräfte auf die unteren Hubgehäuse 14 einwirken. Als Folge davon werden von dem Führungsabsatz 26 der oberen Hubgehäuse 15 aufwärts gerichtete Kräfte auf die Gleitflächen 27 der Einbaustücke 4 und von den Führungs­absätzen 24 der unteren Hubgehäuse 14 abwärts gerichtete Kräfte auf die Gleitflächen 25 der Einbaustücke 5 über­tragen.
  • Durch die Anordnung der Biegezylinder in den oberen Hubge­häusen 15 sowie durch die Befestigung des zur Arbeitswalzen­verschiebung vorgesehenen Hydraulikzylinders 28 an den Hubgehäusen 14, 15 können diese Teile zur Wartung mit den Hubgehäusen 14, 15 leicht ausgewechselt werden, wodurch kürzere Stillstandszeiten des Walzgerüstes erzielbar sind.

Claims (7)

1. Biege- und Ausbalanciervorrichtung für axial verschieb­bare Arbeitswalzen eines Quartowalzgerüstes, wobei beid­seitig im Fenster jedes Walzenständers je ein orts­fester Führungsblock im Höhenbereich der Arbeitswalzen­einbaustücke befestigt ist und die Kraft von Biegezy­lindern auf die in Achsrichtung und vertikal verschieb­bar geführten Arbeitswalzeneinbaustücke übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitswalzeneinbaustücke (4, 5) beidseits mit je einer im mittleren Höhenbereich angeordneten Gleitfläche (25, 27) an einem Führungsabsatz (24, 26) eines unteren bzw. oberen am Führungsblock (12, 13) vertikal ge­führten Hubgehäuses (14 bzw. 15) abgestützt sind, jedem Hubgehäuse (14, 15) auch im Höhenbereich des jeweils anderen Hubgehäuses (15 bzw. 14) Führungsflächen (21a, 18a) zugeordnet sind, die Biegezylinder (22) zwischen dem unteren und dem oberen Hubgehäuse (14, 15) wirksam angeordnet sind und gegebenenfalls eine Axialverschiebe­vorrichtung (28) für die Arbeitswalzeneinbaustücke (4, 5) seitlich an je einem Hubgehäuse (14, 15) befestigt ist.
2. Biege- und Ausbalanciervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eines der Hubgehäuse (14 bzw. 15) zum Führungs­block (12) hin mit einem Vorsprung (17) versehen ist, der in den Führungsbereich des am selben Führungsblock (12) gelagerten anderen Hubgehäuses (15 bzw. 14) hinein­ragt und an seinem oberen und unteren Ende in einer U-­förmigen Ausnehmung (18, 18a) des Führungsblockes (12) geführt ist.
3. Biege- und Ausbalanciervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einem der Hubgehäuse (14 bzw. 15) ein Führungs­bolzen (20) befestigt ist, der in einer Führung (21) des am selben Führungsblock (12) gelagerten anderen Hubgehäuses (15 bzw. 14) geführt ist.
4. Biege- und Ausbalanciervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubgehäuse (14, 15) die Vertikalführung (16) des Führungsblockes (12) klauenartig umschließen.
5. Biege- und Ausbalanciervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsabsätze (24, 26) etwa in der horizon­talen Achsebene des zugeordneten Arbeitswalzeneinbau­stücks (4, 5) verlaufen.
6. Biege- und Ausbalanciervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im oberen Hubgehäuse (15) zwei Biegezylinder (22) angeordnet sind, deren Kolbenstangen (23) mit dem unteren Hubgehäuse (14) verbunden sind.
7. Biege- und Ausbalanciervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Axialverschiebevorrichtung (28) lösbar mit dem Arbeitswalzeneinbaustück (4, 5) verbunden ist.
EP87111182A 1986-08-14 1987-08-03 Biege- und Ausbalanciervorrichtung für axial verschiebbare Arbeitswalzen eines Quartowalzgerüstes Withdrawn EP0256408A3 (de)

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