EP1648625A1 - Walzvorrichtung - Google Patents

Walzvorrichtung

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Publication number
EP1648625A1
EP1648625A1 EP04741182A EP04741182A EP1648625A1 EP 1648625 A1 EP1648625 A1 EP 1648625A1 EP 04741182 A EP04741182 A EP 04741182A EP 04741182 A EP04741182 A EP 04741182A EP 1648625 A1 EP1648625 A1 EP 1648625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
work roll
roll
rolling device
transmission element
pressure transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04741182A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1648625B1 (de
Inventor
Bernd Zieser
Achim Klein
Florian Lindner
Christian Diehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Demag AG filed Critical SMS Demag AG
Publication of EP1648625A1 publication Critical patent/EP1648625A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1648625B1 publication Critical patent/EP1648625B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning 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
    • 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
    • B21B31/18—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
    • 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 rolling device with at least two work rolls, each of which is mounted in a roll stand by means of a work roll chock, at least one of the work rolls in the roll stand being adjustable for setting a desired roll gap relative to the other work roll, in particular in the vertical direction, at least one Work roll is operatively connected to bending means with which it can be subjected to a bending moment, and the work roll chock for laterally projecting arms as seen from the axis of the work roll to absorb the force generated by the bending means.
  • a rolling device of this type is well known in the prior art. Reference is made, for example, to EP 0 256 408 A2, EP 0 256 410 A2, DE 38 07 628 C2 and EP 0 340 504 B1. From these documents, rolling devices are known in which two work rolls located at a defined distance from one another form the roll gap required for the rolling and are supported on support rolls or intermediate rolls. The rolling device designed in this way can thus be equipped as a device with four or six rolls, the individual rolls being able to be positioned relative to one another in the vertical direction in order to produce the desired roll gap.
  • the work rolls are arranged axially displaceable, which makes it possible to influence the strip profile in strip lines by means of a variable roll gap profile.
  • the process engineering option for axially shifting the work rolls is also becoming more important for roughing lines, on the one hand for the purpose of influencing the strip profile in a targeted manner and on the other hand for extending the roll travel by means of targeted wear distribution.
  • Another important embodiment of the rolling device is that means are provided for bending or balancing the work rolls. This allows a bending moment to be introduced into the work rolls, which has procedural advantages, as can be seen from the aforementioned literature.
  • the work roll bending and shifting systems mostly have stationary blocks in which the adjusting means required for bending and balancing or axial displacement are arranged. These offer the advantage of fixed pressure medium supply lines, which do not have to be opened when changing the work roll.
  • the necessary plungers are either arranged in a stationary manner in stationary blocks, which disadvantageously leads to not negligible tilting moments during the axial displacement, or they are designed as cassettes which also move with the axial displacement, in order to improve the tilting moments or frictional forces to be able to master.
  • the known rolling devices reach their procedural limits when high roller steps have to be run, such as are required in sheet metal or roughing lines.
  • the plungers of the bending or balancing cylinders have to be guided over much greater lengths and therefore require a large amount of space in order to ensure the lever ratios occurring over long distances, even when the plungers are fully extended.
  • Short guide lengths of the plungers of the bending or balancing cylinders are only achieved again when the bending or balancing cylinders move with the work roll / backup roll chock system, so to speak "flying" between in downwardly projecting arms of the support or intermediate roller chock and laterally projecting tabs of the work roll chock are arranged.
  • the plunger can be arranged either in the support or intermediate roll chock or in the work roll chock; its arrangement in the support or intermediate roll chock offers the advantage that the pressure medium supply lines do not have to be separated when changing the work roll.
  • the rolling device known from DE 101 50 690 A1 with a “floating” bending arrangement - combined with a device for axially displacing the work rolls in the inlet and outlet - is suitable for a high to very high roll emergence.
  • the invention is therefore based on the object of creating a rolling device of the type mentioned which does not have the disadvantages mentioned.
  • a rolling device with a bending and axial displacement system for the work rolls is to be created, which permits high roll heights.
  • a pressure transmission element which is displaceable relative to the roll stand, in particular in the vertical direction, is arranged between an element of the bending means, in particular a piston, and the projecting arm of the work roll chock.
  • This pressing force generating element of the bending means and the cantilever arm of the work roll chock can be positioned so that the central axis of the pressing force generating element intersects the cantilever arm.
  • a further development provides that a sliding surface is arranged between the element of the bending means generating the pressure force and the pressure transmission element and / or between the pressure transmission element and the projecting arm of the work roll chock.
  • a preferred embodiment provides that the bending means are arranged in a block fixed to the roll stand and the pressure transmission element is mounted on the block by means of a guide, in particular by means of a vertical guide.
  • the pressure transmission element is advantageously U-shaped in a horizontal section and at least partially surrounds the block from three sides.
  • the pressure transmission element can be L-shaped in a vertical section perpendicular to the axis of the work roll and at least partially surround the block on its top or bottom.
  • the guidance is further improved when the roller spacing is varied in that the pressure transmission element is mounted on the rolling stand by means of a guidance, in particular with a vertical guidance. It has also proven useful that holding means are arranged between the block and the pressure transmission element and hold the pressure transmission element immovably in the direction of the work roll on the block.
  • the work rolls are usually provided with axial displacement means for axial displacement, with which the work rolls can be brought into a desired axial position relative to the roll stand and held there.
  • a particularly good mode of operation is achieved when the extension of the cantilever arm of the work roll chock in the direction of the axis of the
  • Work roll is large in relation to the measured in the direction of the axis Extension of the pressure transmission element on its part connected to the projecting arm, preferably at least twice as large.
  • the extension of the cantilever arm of the work roll chock in the direction of the axis of the work roll is small in relation to the extension, measured in the direction of the axis, of the pressure transmission element on its part connected to the cantilever arm, preferably at most half so big.
  • the proposed design of a rolling device ensures that good guidance of the work roll chocks is ensured even when there is a high roll rise and skewing of the support roll chocks is avoided.
  • the work roll bending device can be equipped with fixed blocks, in which long bending or balancing cylinders can work, but which are relieved of the tilting moments by the additional measures mentioned.
  • the proposed rolling device is suitable for high roll emergence and can nevertheless be carried out in a compact design.
  • FIG. 1 shows the detail of a rolling device according to a first embodiment with bending means viewed in the direction of the roll axis, in the front view according to section A-A according to FIG. 2;
  • FIG. 2 shows the top view of the rolling device in section B-B according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows the bending means in a side view in section C-C according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment to FIG. 2; 5 shows the view X according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a perspective view of an axial displacement means for the axial displacement of the work roll
  • FIGS. 6 and 7 shows the axial displacement means according to FIGS. 6 and 7 in a side view
  • FIG. 9 shows the axial displacement means in a side view according to section D-D according to FIG. 10;
  • FIG. 10 shows the axial displacement means in a top view according to the section E-E according to FIG. 9;
  • Figure 1 the axial displacement means in the front view according to the section F-F of Fig. 8;
  • FIG. 12 shows a detail of the axial displacement means according to the section G-G according to FIG. 11;
  • FIG. 13 shows the detail Z according to FIG. 11
  • FIG. 14 shows the section H-H according to FIG. 13.
  • FIG. 1 to 3 show a rolling device 1 in which two cooperating work rolls 2 and 3, each of which is mounted in a work roll chock 4 or 5, are arranged in a roll stand 6.
  • the upper work roll chock 4 is designed to be adjustable in the vertical direction; it can therefore be moved in the vertical direction relative to the rolling stand 6.
  • the work rolls 2, 3 are each supported on support rolls 21 and 22, which are mounted in a support roll chock 23 and 24, respectively.
  • the rolling device 1 shown thus has a total of four rollers. It should be noted that it can also have further rolls, namely intermediate rolls, which are arranged between the work rolls 2, 3 and the support rolls 21, 22.
  • Bending means 7 are provided for introducing a bending moment into the work rolls 2, 3. As can be seen in particular in FIG. 2, the bending means 7 are arranged in both axial end regions of the work rolls 2, 3 and, moreover, both on the entry and exit sides on the roll stand 6. A total of four bending means 7 are provided.
  • the bending means 7 have a block 16 which is fixedly arranged on the roll stand 6, as can be seen in particular in FIG. 1.
  • the block 16 has cylindrical bores in which elements 11, i. H. Pistons are arranged, which can be acted upon by hydraulic pressure.
  • the pistons 11 have a central axis 13 which extends in the vertical direction.
  • each work roll chock 4, 5 has projecting arms 9 and 10 which are arranged to the side of the axis 8 of the work roll 2, 3.
  • the cantilevered arms 9, 10 extend laterally outward from the work roll 2 and 3 and overlap the pistons 11 beyond their central axis 13.
  • a pressure transfer support element 12 arranged between the bending means 7 and in particular their pistons 11 and the projecting arms 9, 10 of the work roll chocks 4, 5 there is a pressure transfer support element 12 arranged.
  • This is equipped with two sliding surfaces 14 and 15, which ensure good sliding conditions between the piston 11 and the pressure transmission element 12 on the one hand or between the pressure transmission element 12 and the projecting arm 9, 10.
  • piston 11 and cantilever arm 9, 10 are positioned such that the central axis 13 of piston 11 intersects cantilever arm 9, 10. In this way, an optimal force transmission from the bending means 7 to the work roll chock 4, 5 is achieved.
  • the pressure transmission element 12 is arranged on the block 16 via a vertical guide 17 and can thus move in the vertical direction relative to the block 16 and thus to the roll stand 6.
  • a further vertical guide 18 is provided which guides the pressure transmission element 12 in the upper region on the roll stand 6, namely a crosshead 28 of the pressure transmission element 12.
  • the pressure transmission element 12 is designed as a “bending hood”. This means that it is U-shaped in a horizontal section and at least partially surrounds the block 16 from three sides, as can best be seen in FIG. 2. From FIG. 1 It can be seen that the pressure transmission element 12 is L-shaped in a vertical section perpendicular to the axis 8 of the work roll 2, 3 and partially surrounds the block 16 on its upper side. With the two legs 26 and 27 (see FIG. 2) the pressure transmission element 12 is arranged to slide against axial displacement forces vertically but tilt-proof on the sides of the block 16. In addition, it is supported on the end face of the block 16 pointing towards the work roll 2 and can therefore absorb large horizontal forces which act against and in the inlet Spout can be directed with the rolling direction.
  • the pressure transmission element 12 is in or against the rolling direction with further sliding surfaces, which are located on the legs
  • Holding means 19 are provided so that the pressure transmission element 12 remains in position when the work roll 2, 3 is removed and does not fall off the roll stand 6 or block 16 (see FIG. 2). which prevent the pressure transmission element 12 from being displaceable in the direction R to the roller axis 8.
  • FIG. 3 it can be seen that in addition to the upwardly acting, pressure-generating elements 11 (pistons) of the bending means 7, which act on the upper work roll chock 4, further force-generating elements 25 are provided, which are directed downward Generate force and apply a bending force to the lower work roll chock 5.
  • a modified rolling device 1 is shown in FIGS. 4 and 5. 5 shows that both work rolls 2, 3 are each provided with axial displacement means 20.
  • FIG. 1 it can be seen that the lower pressure force-generating elements 25 act without a “bending hood” (pressure transmission element 12) on the lower work roll chock 5.
  • a pressure transmission element 12 can also be provided here between the piston 25 and the work roll chock 5.
  • the proposed “bending hood” in the form of the pressure transmission element 12 ensures good guiding of the work roll chocks 4, 5 even with high and very high roll emergence. At the same time, the frictional forces that would otherwise occur during the axial displacement of the arm are absorbed. beitswalzen the support roller chocks 23, 24 askew and would also cause tilting moments.
  • the contact surface of the cantilever arm 9, 10 can be short in the axial displacement direction and centered on the work roll bearing 29, while the counter surface of the crosshead 28 is long.
  • the work roll bearing 29 is advantageously loaded centrically even after the axial displacement has taken place.
  • the contact surface associated with the crosshead 28 can be made short in the axial displacement direction and thus only be centered in relation to the work roll bearing 29 in the non-displaced position.
  • the counter surface under the cantilever arm 9, 10 can be long.
  • the elements 11 of the bending means 7 which generate the compressive force are advantageously still uniformly loaded, however, the work roller bearing 29 is no longer loaded centrally.
  • the blocks 16 of the upper bending means 7 are enclosed by the pressure transmission elements 12.
  • the roll gap is essentially set via the upper work roll 2.
  • the upper work roll 2 is pressed via the upper bending means 7 and the pressure transmission element 12 against the upper support roll 21 preset by means of mechanical adjustment.
  • the blocks 16 can also be enclosed by pressure transmission elements 12 in the region of the lower bending means 7 shown in FIGS. 1 and 3.
  • a so-called negative work roll bending can also be implemented via additional piston-cylinder systems 30, 31 to increase the setting range for influencing the profile (see FIG. 1).
  • the described bending system can be combined with different variants of work roll shifting systems.
  • This can e.g. B. Axialverschiebesysteme with two separate Axialschieb- units per work roll set, z. B. with a special, suitable for high roll emergence and translational locking movement or with a conventional locking and rotary locking movement.
  • the axial displacement means 20 can initially be seen in two different perspectives.
  • the side view of the axial displacement means 20 is shown in FIG. 8.
  • the axial shifting means 20 are located above and below the rolling line and on the entry and exit sides of the roll stand 6. Solutions for work roll shifting devices above the roll line are problematic with a large rise. Solutions for work roll shifting devices under the rolling line can be built conventionally or like those for large stairways become.
  • the devices on the inlet and on the outlet side are essentially identical and symmetrical to one another, so that only high-rise axial displacement means 20 lying above the rolling line are described here.
  • an axial displacement means 20 is provided on each side of the center of the work roll 2, 3, these means being firmly fixed to the roll stand 6 with their one axial end 32.
  • a work roll lock In the area of the section F-F according to FIG. 8 of the axial displacement means 20 there is a work roll lock, with which the work roll chock 4, 5 can be releasably fixed.
  • the work roll chock 4, 5 has two webs 33, 34 (see FIG. 2) which extend symmetrically from the axis 8 of the work roll 2, 3.
  • the webs 33, 34 are received in their locked state in a receiving slot in the axial displacement means 20 which extends in the vertical direction and offers the possibility that the work roll chock 4, 5 and thus the work roll 2, 3 vertically at that height can be positioned and fixed in the roll stand 6, which corresponds to the required roll gap.
  • the receiving slot is on the one hand by a linear guide 54, s. 15, which has the work roll lock, on the other hand it is limited by a lock 35, which will be described in detail later.
  • the axial displacement means 20 consists of a flange 36 which is fixedly connected to the roll stand 6 and which projects and forms the bottom of a guide tube 37.
  • a sliding head 38 is slidably arranged on the outer diameter of the guide tube 37.
  • the displacement head 38 consists of a displacement tube 39 with guide bushes and a cover 40. With this cover 40, a displacement piston 41 is firmly connected coaxially. Suitable means ensure that rotation of the axial displacement means 20 in its axial direction is prevented, ie torsion of one axial end 32 relative to the other axial end of the axial displacement means 20 is excluded.
  • the means for preventing twisting can be provided which is attached to the displacement tube 39 outside the central axis.
  • the anti-rotation device must have a guide of sufficient length so that rotation of the axial displacement means 20 is prevented for the entire maximum displacement path.
  • the work roll lock is attached to the axial displacement means 20.
  • An essential part of this locking is a coupling 42 with the bolt 35; the latter is shown in section in Fig. 11.
  • the bolt 35 is connected to actuating means 43, 44.
  • the work roll lock is positively connected to the webs 33, 34 of the work roll chock 4, 5.
  • the axial displacement means 20 are arranged essentially in mirror image on the roll stand 6 on the inlet and outlet sides.
  • the coupling 42 is designed in such a way that, together with the sliding tube 39, it forms a chamber in which the bolt 35 is guided securely. Furthermore, it is supported with its flanks on the shifting tube 39 in such a way that forces and torques perpendicular to the flanks are intercepted via the axis of the shifting tube 39. When the latch 35 presses on one flank of the coupling 42, the other flank is supported on a further surface of the sliding tube 39 and vice versa.
  • An actuation of the axial displacement means 20 and due to the positive connection between the work roll lock and work roll chock 4, 5 causes an axial displacement of the work roll 2, 3.
  • the bolt 35 is arranged on the coupling 42, which engages around the sliding tube 39 and can be displaced in an approximately horizontal direction transverse to the axis of the sliding tube 39 in order to close the locking mechanism.
  • a vertically extending receiving slot is formed, in which the laterally projecting webs 33, 34 of the work roll chock 4, 5 are guided.
  • the vertical receiving slot absorbs the axial displacement forces which have to be passed on via the laterally projecting webs 33, 34 of the work roll chock 4, 5, and at the same time enables large relative movements in the vertical direction. This subsequently creates a large roll emergence.
  • the vertical receiving slot is opened for work roll removal by pulling the latch 35 back. Then the work roll set can be pulled out to the operating side.
  • the detailed design of the work roll locking by means of the bolt 35 can be seen in FIGS. 11 to 14.
  • the latch 35 can have an O- or U-shaped recess (in FIG. 11, the recess is O-shaped).
  • the latch 35 is not arranged in front of the head of the cover 40, but rather encompasses the sliding tube 39.
  • the recess in the latch 35 is so large that the latch for mounting in an O-shaped design or axially in a U-shaped design or can be pushed radially onto the sliding tube 39.
  • the O shape as a closed shape is the stiffer version of the bolt 35.
  • the bolt 35 is open on that side of the sliding tube 39 which is opposite to the work roll chock 4, 5. Because the latch 35 engages around the sliding tube 39, the work roll bending arm (measured from the center of the work roll bearing 29) can be shorter than if the latch 35 were arranged in front of the head of the cover 40.
  • the lever arm between the work roller bearing 29 and the vertical guide on the displacement head 38 is thus advantageously reduced.
  • a lower lever arm has the result that the frictional forces in the guide exert only comparatively small additional moments on the work roller bearing 29, which increases the service life of the bearing.
  • Another advantage of the short design is that the shifting system in front of the roll stand requires less space for the pulled-out and newly inserted roll sets, especially if the work roll sets are to be moved sideways when the roll is changed.
  • the closing and opening of the receiving slot for the laterally projecting webs 33, 34 of the work roll chock 4, 5 is effected by a horizontal or approximately horizontal movement of the bolt 35 with a corresponding locking stroke. Therefore, the recess in the bolt 35 in the direction of movement (horizontal) is at least larger by the locking stroke than is required for the assembly.
  • the movement of the bolt 35 is carried out by the actuating means 43, 44.
  • B. one or more actuators in the form of piston-cylinder systems (hydraulic cylinders with through piston rods) - s. 12 shows the section GG according to FIG. 11.
  • the piston-cylinder systems are expediently arranged on the side of the bolt 35 facing away from the work roll chock 4, 5. It is particularly space-saving if two piston-cylinder systems 43, 44 above and below find 35 place in recesses of the bolt. This configuration is shown in Fig. 11; 12 shows a piston-cylinder system 43, 44 in detail.
  • the bolt 35 has three recesses, one large for the sliding tube 39, two smaller ones for the piston-cylinder systems 43, 44 and another in order to avoid collision with the means for preventing the axial displacement means 20 from rotating ,
  • the recesses for the piston-cylinder systems 43, 44 are advantageously closed with brackets 45 in the bolt 35, so that the piston-cylinder systems 43, 44 can be removed to the side without dismantling the clutch 42 or other parts to have to.
  • the bolt 35 is held in the open or closed position by the piston-cylinder systems 43, 44. However, it must also be secured in a suitable manner against rotation against an axis parallel or identical to the central axis of the displacement tube 39. This is accomplished by the flanks 46 and 47 of the coupling 42, which in turn are supported on the sliding tube 39. In this way, the twisting is advantageously intercepted over a short distance.
  • One or more flat surfaces 48 can be provided on the sliding tube 39, which free up some space for the locking movement.
  • the position of the bolt 35 can be checked by two position sensors 49, 50, which are installed in a suitable manner in the coupling 42 and are thereby protected against environmental influences by a protective housing 51.
  • the position transmitters 49, 50 check the end position of the bolt 35, in the corresponding special grooves 52 are incorporated.
  • Such a groove 52 has a deep furrow in the middle, which is approximately twice as long as the locking movement, and a shallow furrow at each end.
  • One of the position transmitters 49, 50 is optionally located above one of the flat furrows and reports the current locking position.
  • the shallow furrows have the particular advantage that theoretically flush position sensors 49, 50 are not sheared off should they actually survive a little. If a position transmitter 49, 50 is located above one of the deep furrows, it can no longer recognize the bolt 35.
  • the corresponding bores and recesses can advantageously be symmetrically attached above and below, so that the position sensors 49, 50 can be screwed in at a suitable point.
  • B. can be closed with a lid 53 (see FIG. 11).
  • the measurement of the axial displacement path is made possible by a unit arranged outside or inside the axial displacement means 20.
  • the arrangement of the sensor within the pressure system is avoided as far as possible due to the risk of maintenance work.
  • the position measuring system can be designed as an external or internal unit. In the case of an external unit, protection against harmful environmental influences is required, which can be achieved by an encapsulated system similar to a hydraulic cylinder.
  • the sensor moves coaxially with the cylinder tube and generates the corresponding travel signal. Adequate protection of the system is achieved with appropriate sealing and wiping elements.
  • the position transmitter - as seen from the end face of the moving parts - is inserted into the sliding sleeve or tube.
  • the required encapsulation is stem manufactured in-house.
  • a suitably sealed housing protects the electronic part of the position transmitter.
  • the position sensor can be attached to the cover 40, the position sensor rod can be passed through a hole in the cover 40 and immersed in a hole in an inner cover.

Landscapes

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Description

Walzvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung mit mindestens zwei Arbeitswalzen, die jeweils mittels eines Arbeitswalzeneinbaustücks in einem Walzgerüst gelagert sind, wobei mindestens eine der Arbeitswalzen im Walzgerüst zur Einstellung eines gewünschten Walzspalts relativ zu der anderen Arbeitswalze, insbesondere in vertikale Richtung, einstellbar ist, wobei mindestens eine Arbeitswal- ze mit Biegemitteln in Wirkverbindung steht, mit denen diese mit einem Biegemoment beaufschlagt werden kann, und wobei das Arbeitswalzeneinbaustück zur Aufnahme der von den Biegemitteln erzeugten Kraft von der Achse der Arbeitswalze aus gesehen seitlich auskragende Arme aufweist.
Eine Walzvorrichtung dieser Art ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Es wird beispielsweise auf die EP 0 256 408 A2, die EP 0 256 410 A2, die DE 38 07 628 C2 und die EP 0 340 504 B1 hingewiesen. Aus diesen Dokumenten sind Walzvorrichtungen bekannt, bei denen zwei sich in definiertem Abstand zueinander befindliche Arbeitswalzen den zum Walzen benötigten Walzspalt bilden und sich an Stützwalzen bzw. Zwischenwalzen abstützen. Die so ausgebildete Walzvorrichtung kann also als Vorrichtung mit vier bzw. sechs Walzen ausgestattet sein, wobei die einzelnen Walzen relativ zueinander in Vertikalrichtung zur Erzeugung des gewünschten Walzspalts positionierbar sind.
Die Arbeitswalzen sind dabei axial verschieblich angeordnet, wodurch es möglich wird, eine Beeinflussung des Bandprofils in Bandstrassen durch ein veränderbares Walzspaltprofil zu erreichen. Auch für Vorstrassen gewinnt die verfahrenstechnische Möglichkeit zur Axialverschiebung der Arbeitswalzen an Bedeutung, zum einen zwecks gezielter Bandprofilbeeinflussung, zum anderen zur Verlängerung der Walzenreise durch gezielte Verschleißverteilung. Eine andere wichtige Ausgestaltung der Walzvorrichtung besteht darin, dass Mittel zur Biegung bzw. Balancierung der Arbeitswalzen vorhanden sind. Durch diese kann ein Biegemoment in die Arbeitwalzen eingeleitet werden, was verfahrenstechnische Vorteile hat, wie es aus dem vorgenannten Schrifttum hervorgeht.
Die Arbeitswalzenbiege- und -Verschiebesysteme haben zumeist ortsfeste Blöcke, in denen die zur Biegung und Balancierung bzw. Axialverschiebung erforderlichen Stellmittel angeordnet sind. Diese bieten den Vorteil von festen Druckmittelzuführleitungen, die beim Arbeitswalzenwechsel nicht aufgetrennt werden müssen. Zur Realisierung der Biegung und Balancierung sind die erforderlichen Stößel entweder ortsfest in ortsfesten Blöcken angeordnet, was in nachteiliger Weise zu nicht zu vernachlässigenden Kippmomenten bei der Axialverschiebung führt, oder sie sind als mit der Axialverschiebung sich mitverschiebenden Kassetten ausgeführt, um die Kippmomente bzw. Reibkräfte besser beherrschen zu können.
Die vorbekannten Walzvorrichtungen erreichen ihre verfahrenstechnischen Grenzen, wenn hohe Walzenaufgänge gefahren werden müssen, wie sie zum Beispiel in Blech- oder Vorstrassen benötigt werden. Die Stößel der Biege- bzw. Balancierzylinder müssen über wesentlich größere Längen geführt werden und erfordern damit einen hohen Platzbedarf, um die bei großen Wegen auftretenden Hebelverhältnisse auch bei voll ausgefahrenen Stößeln sicherzustellen.
Größere Walzenaufgänge mit Kombination aus Arbeitswalzenbiegung und Axialverschiebung realisieren die genannten Lösungen nur unter Inkaufnahme der erwähnten Nachteile.
Kurze Führungslängen der Stößel der Biege- bzw. Balancierzylinder werden erst dann wieder erreicht, wenn die Biege- bzw. Balancierzylinder mit dem Sy- stem Arbeitswalzen-/Stützwalzeneinbaustück mitfahren, sozusagen „fliegend" zwischen in nach unten auskragenden Armen des Stütz- oder Zwischen- walzeneinbaustücks und seitlich auskragenden Laschen des Arbeitswalzeneinbaustücks angeordnet sind. Hierbei kann der Stößel (Kolben) entweder im Stütz- bzw. Zwischenwalzeneinbaustück oder im Arbeitswalzeneinbaustück angeordnet sein; seine Anordnung im Stütz- bzw. Zwischenwalzeneinbaustück bietet den Vorteil, dass die Druckmittelzuführleitungen beim Arbeitswalzen- Wechsel nicht getrennt werden müssen.
Eine solche Lösung mit „fliegend" angeordnetem Biege- bzw. Balanciersystem in Kombination mit einer Axialverschiebung ist aus der DE 101 50 690 A1 bekannt. Hier ist zur Axialverschiebung der Arbeitswalze ein koaxial am Arbeits- walzeneinbaustück angeordneter Verschiebezylinder vorgesehen. Der Verschiebezylinder und der Arbeitswalzensatz bilden dabei eine Baueinheit und werden gemeinsam ins Walzgerüst eingebaut.
In nachteiliger Wiese ergibt sich hieraus jedoch, dass es für jeden Arbeitswal- zenwechselsatz erforderlich ist, auch einen Axialverschiebezylinder vorzusehen, was die Investitionskosten der Walzvorrichtung erhöht.
Die aus der DE 101 50 690 A1 bekannte Walzvorrichtung mit „fliegend" angeordneter Biegeanordnung - kombiniert mit einer Einrichtung zum axialen Ver- schieben der Arbeitswalzen in Ein- und Auslauf - ist für einen hohen bis sehr hohen Walzenaufgang geeignet. Dies setzt jedoch voraus, dass die bei diesen Walzeinrichtungen auftretenden Kippmomente aus der Axialverschiebung von einer entsprechend steifen Ausführung der Stützwalzenlagerung aufgenommen werden.
Es gibt jedoch auch nachgiebige Stützwalzenlagerungen. Während der Axialverschiebung wird der obere Arbeitswalzensatz über die mit Balancierdruck beaufschlagten Biegezylinder der oberen Stützwalzeneinbaustücke geschoben. Die dabei auftretenden Reibkräfte erzeugen die schon erwähnten Kippmomente und können eine Schiefstellung der Stützwalzeneinbaustücke bewirken. Die maximal mögliche Schiefstellung der Stützwalzeneinbaustücke wird dabei durch die Spiele der Stützwalzenlagerung vorgegeben. Bei einer schlagartigen Beaufschlagung des Gerüsts mit Walzkraft im Anschluss an die Arbeitswalzenverschiebung („Anstichstoß") kann deshalb nicht ausgeschlossen werden, dass es zu einer lokalen Kantenpressung und damit langfristig zu Lagerschäden kommt, z. B. zu Beschädigungen der Lager- oder Zapfenbuchse bei Ölflutlagem bzw. zur Überlastung einzelner Lagerreihen bei Wälzlagern.
Eine gute Führung der Arbeitswalzeneinbaustücke auch bei hohem Walzenaufgang ist daher nicht immer gewährleistet, und die genannte Schiefstellung der Stützwalzeneinbaustücke kann nicht immer vermieden werden. Das ist dann nicht sichergestellt, wenn lange Biege- bzw. Balancierzylinder eingesetzt werden. Weiterhin ergeben sich Nachteile, wenn eine Axialverschiebung der Arbeitswalzen erfolgen soll und ein hoher bzw. sehr hoher Walzenaufgang gefordert ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist. Es soll insbesondere eine Walzvorrichtung mit Biege- und Axialverschiebesy- stem für die Arbeitswalzen geschaffen werden, die hohe Walzenaufgänge zu- lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen einem Druckkraft erzeugenden Element der Biegemittel, insbesondere einem Kolben, und dem auskragenden Arm des Arbeitswalzeneinbaustücks ein relativ zum Walzgerüst, insbesondere in vertikale Richtung, verschiebbares Druckübertra- gungselement angeordnet ist. Dieses Druckkraft erzeugende Element der Biegemittel und der auskragende Arm des Arbeitswalzeneinbaustücks können dabei so positioniert sein, dass die Mittenachse des Druckkraft erzeugenden Elements den auskragenden Arm schneidet.
Hierdurch wird eine derart optimierte Übertragung der Kraft der Biegemittel erreicht, dass die Biegung bei gleichzeitiger Axialverschiebung der Arbeitswalzen und hohem Walzenaufgang ohne die oben genannten Nachteile erreicht werden kann.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass zwischen dem Druckkraft erzeugenden Element der Biegemittel und dem Druckübertragungselement und/oder zwischen dem Druckübertragungselement und dem auskragenden Arm des Arbeitswalzeneinbaustücks eine Gleitfläche angeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Biegemittel in einem fest am Walzgerüst angeordneten Block angeordnet sind und das Druckübertra- gungselement mittels einer Führung, insbesondere mittels einer Vertikalführung, am Block gelagert ist. Dabei ist das Druckübertragungselement mit Vorteil in einem Horizontalschnitt U-förmig ausgebildet und umgibt den Block von drei Seiten zumindest teilweise. Weiterhin kann das Druckübertragungselement in einem senkrecht auf der Achse der Arbeitswalze stehenden Vertikalschnitt L- förmig ausgebildet sein und den Block an seiner Oberseite bzw. Unterseite zumindest teilweise umgeben.
Die Führung wird bei Variation des Walzenabstands weiter dadurch verbessert, dass das Druckübertragungselement mittels einer Führung, insbesondere mit einer Vertikalführung, am Walzgerüst gelagert ist. Bewährt hat es sich ferner, dass zwischen Block und Druckübertragungselement Haltemittel angeordnet sind, die das Druckübertragungselement unbeweglich in Richtung zur Arbeitswalze am Block halten.
Die Arbeitswalzen sind zumeist mit Axialverschiebemitteln zum axialen Verschieben versehen, mit denen die Arbeitswalzen relativ zum Walzgerüst in eine gewünschte axiale Position gebracht und dort gehalten werden können.
Eine besonders gute Betriebsweise wird erreicht, wenn die Erstreckung des auskragenden Arms des Arbeitswalzeneinbaustücks in Richtung der Achse der
Arbeitswalze groß ist im Verhältnis zur in Richtung der Achse gemessenen Er- Streckung des Druckübertragungselements an seinem mit dem auskragenden Arm in Verbindung stehenden Teil, vorzugsweise mindestens doppelt so groß.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Erstreckung des auskragenden Arms des Arbeitswalzeneinbaustücks in Richtung der Achse der Ar- beitswalze klein ist im Verhältnis zur in Richtung der Achse gemessenen Erstreckung des Druckübertragungselements an seinem mit dem auskragenden Arm in Verbindung stehenden Teil, vorzugsweise höchstens halb so groß.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Walzvorrichtung wird erreicht, dass eine gute Führung der Arbeitswalzeneinbaustücke auch bei hohem Walzenaufgang gewährleistet ist und eine Schiefstellung der Stützwalzeneinbaustücke vermieden wird. Hierzu kann die Arbeitswalzenbiegevorrichtung mit festen Blöcken ausgestattet sein, in denen zwar lange Biege- bzw. Balancierzylinder arbeiten können, die jedoch durch die genannten zusätzlichen Maßnah- men von den Kippmomenten entlastet sind. Die vorgeschlagene Walzvorrichtung ist für hohen Walzenaufgang geeignet und trotzdem in kompakter Bauart ausführbar.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 den Ausschnitt einer Walzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform mit Biegemitteln in Walzenachsrichtung betrachtet, in der Vorderansicht gemäß dem Schnitt A-A gemäß Fig. 2;
Fig. 2 die Draufsicht auf die Walzvorrichtung im Schnitt B-B gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 die Biegemittel in der Seitenansicht im Schnitt C-C gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine zu Fig. 2 alternative Ausführungsform; Fig. 5 die Ansicht X gemäß Fig. 4;
Fig. 6 in perspektivischer Ansicht ein Axialverschiebemittel zur Axialverschiebung der Arbeitswalze;
Fig. 7 dasselbe Axialverschiebemittel in einer etwas anderen perspektivischen Ansicht;
Fig. 8 das Axialverschiebemittel gemäß Fig. 6 bzw. 7 in der Seitenansicht;
Fig. 9 das Axialverschiebemittel in der Seitenansicht gemäß dem Schnitt D- D nach Fig. 10;
Fig. 10 das Axialverschiebemittel in der Draufsicht gemäß dem Schnitt E-E nach Fig. 9;
Fig. 1 1 das Axialverschiebemittel in der Vorderansicht gemäß dem Schnitt F- F nach Fig. 8;
Fig. 12 einen Ausschnitt des Axialverschiebemittels gemäß dem Schnitt G-G nach Fig. 1 1 ;
Fig. 13 die Einzelheit Z gemäß Fig. 11 ;
Fig. 14 den Schnitt H-H gemäß Fig. 13; und
Fig. 15 eine Explosionszeichnung des Axialverschiebemittels.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Walzvorrichtung 1 dargestellt, bei der zwei zu- sammenwirkende Arbeitswalzen 2 und 3, die jeweils in einem Arbeitswal- zeneinbaustück 4 bzw. 5 gelagert sind, in einem Walzgerüst 6 angeordnet sind. Zur weitgehend beliebigen Einstellung eines Walzspalts zwischen den beiden Arbeitswalzen 2 und 3 ist vorgesehen, dass das obere Arbeitswalzenein- baustück 4 in vertikale Richtung einstellbar ausgeführt ist; es kann also in Vertikalrichtung relativ zum Walzgerüst 6 bewegt werden.
Die Arbeitswalzen 2, 3 stützen sich jeweils an Stützwalzen 21 bzw. 22 ab, wobei diese in je einem Stützwalzeneinbaustück 23 bzw. 24 gelagert sind. Die dargestellte Walzvorrichtung 1 weist also insgesamt vier Walzen auf. Es sei angemerkt, dass sie auch weitere Walzen aufweisen kann, nämlich Zwischenwalzen, die zwischen den Arbeitswalzen 2, 3 und den Stützwalzen 21 , 22 an- geordnet sind.
Zur Einleitung eines Biegemoments in die Arbeitswalzen 2, 3 sind Biegemittel 7 vorgesehen. Wie insbesondere Fig. 2 entnommen werden kann, sind die Biegemittel 7 in beiden axialen Endbereichen der Arbeitswalzen 2, 3 angeordnet und im übrigen sowohl ein- als auch auslaufseitig am Walzgerüst 6. Es sind insgesamt vier Biegemittel 7 vorgesehen.
Die Biegemittel 7 haben einen Block 16, der fest am Walzgerüst 6 angeordnet ist, wie es insbesondere in Fig. 1 gesehen werden kann. Der Block 16 weist zylindrische Bohrungen auf, in denen Druckkraft erzeugende Elemente 11 , d. h. Kolben, angeordnet sind, die mit Hydraulikdruck beaufschlagbar sind. Die Kolben 11 haben dabei eine Mittenachse 13, die sich in Vertikalrichtung erstreckt.
In Fig. 1 kann weiterhin gesehen werden, dass jedes Arbeitswalzeneinbaustück 4, 5 auskragende Arme 9 und 10 aufweist, die seitlich der Achse 8 der Arbeitswalze 2, 3 angeordnet sind. Die auskragenden Arme 9, 10 erstrecken sich - von der Arbeitswalze 2, 3 weg - seitlich nach außen und übergreifen die Kolben 11 über deren Mittenachse 13 hinaus.
Zwischen den Biegemitteln 7 und insbesondere deren Kolben 11 und den auskragenden Armen 9, 10 der Arbeitswalzeneinbaustücke 4, 5 ist ein Drucküber- tragungselement 12 angeordnet. Dieses ist mit zwei Gleitflächen 14 und 15 ausgestattet, die für gute Gleitverhältnisse zwischen Kolben 11 und Druckübertragungselement 12 einerseits bzw. zwischen Druckübertragungselement 12 und auskragendem Arm 9, 10 sorgen. Wie weiterhin zu sehen ist, sind Kolben 11 und auskragender Arm 9, 10 so positioniert, dass die Mittenachse 13 des Kolbens 11 den auskragenden Arm 9, 10 schneidet. Hierdurch wird eine optimale Kraftübertragung vom Biegemittel 7 zum Arbeitswalzeneinbaustück 4, 5 erreicht.
Das Druckübertragungselement 12 ist über eine Vertikalführung 17 am Block 16 angeordnet und kann sich somit in Vertikalrichtung relativ zum Block 16 und damit zum Walzgerüst 6 bewegen. Gleichermaßen ist eine weitere Vertikalführung 18 vorgesehen, die das Druckübertragungselement 12 im oberen Bereich am Walzgerüst 6 führt, namentlich ein Querhaupt 28 des Druckübertragungselements 12.
Das Druckübertragungselement 12 ist als „Biegehaube" ausgebildet. Das bedeutet, dass es in einem Horizontalschnitt U-förmig ausgebildet ist und den Block 16 von drei Seiten zumindest teilweise umgibt, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Aus Fig. 1 geht hervor, dass das Druckübertragungselement 12 in einem senkrecht auf der Achse 8 der Arbeitswalze 2, 3 stehenden Vertikalschnitt L-förmig ausgebildet ist und den Block 16 an seiner Oberseite teilweise umgibt. Mit den beiden Schenkeln 26 und 27 (s. Fig. 2) ist das Druckübertragungselement 12 gegen axiale Verschiebekräfte vertikal gleitend aber kippsicher an den Seiten des Blocks 16 angeordnet. Zusätzlich ist es an der zur Ar- beitswalze 2 hin zeigenden Stirnfläche des Blocks 16 abgestützt und kann somit große horizontale Kräfte aufnehmen, die im Einlauf gegen und im Auslauf mit der Walzrichtung gerichtet sein können.
Wie weiterhin gesehen werden kann, ist das Druckübertragungselement 12 in bzw. gegen Walzrichtung mit weiteren Gleitflächen, die sich an den Schenkeln
26 bzw. 27 befinden, versehen, über die ein Abstützen an den zur Arbeitswalze 2 hin zeigenden Seitenflächen des Walzgerüsts 6 erfolgen kann. Damit das Druckübertragungselement 12 bei demontierter Arbeitswalze 2, 3 in Position bleibt und nicht vom Walzgerüst 6 bzw. vom Block 16 abfällt, sind Haltemittel 19 vorgesehen (s. Fig. 2). die verhindern, dass das Druckübertragungselement 12 in Richtung R zur Walzenachse 8 verschieblich ist.
Es ist weiterhin zu sehen, dass Axialverschiebemittel 20 zur Axialeinstellung der Arbeitswalze 2, 3 vorhanden sind.
In Fig. 3 ist zu erkennen, dass neben den nach oben wirkenden, Druckkraft er- zeugenden Elementen 11 (Kolben) des Biegemittels 7, die auf das obere Ar- beitswalzeneinbaustück 4 wirken, weitere krafterzeugende Elemente 25 vorgesehen sind, die eine nach unten gerichtete Kraft erzeugen und das untere Ar- beitswalzeneinbaustück 5 mit einer Biegekraft beaufschlagen.
Eine abgewandelt ausgeführte Walzvorrichtung 1 ist in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Aus Fig. 5 geht hervor, dass wiederum beide Arbeitswalzen 2, 3 jeweils mit Axialverschiebemitteln 20 versehen sind.
Probleme bei hohem Walzenaufgang kombiniert mit Axialverschiebungen der Arbeitswalzen treten überwiegend bei den oberen Walzensätzen auf. Deshalb ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 auch nur dort eine „Biegehaube" vorgesehen. In Fig. 1 ist zu sehen, dass die unteren Druckkraft erzeugenden Elemente 25 ohne „Biegehaube" (Druckübertragungselement 12) auf das untere Arbeitswalzeneinbaustück 5 wirken. Es sei jedoch angemerkt, dass auch hier ein Druckübertragungselement 12 zwischen Kolben 25 und Arbeitswalzeneinbaustück 5 vorgesehen sein kann.
Durch die vorgeschlagene „Biegehaube" in Form des Druckübertragungselements 12 wird eine gute Führung der Arbeitswalzeneinbaustücke 4, 5 auch bei hohem und sehr hohem Walzenaufgang sichergestellt. Gleichzeitig werden die Reibkräfte aufgenommen, die ansonsten bei der Axialverschiebung der Ar- beitswalzen die Stützwalzeneinbaustücke 23, 24 schief stellen und zusätzlich Kippmomente hervorrufen würden.
Zur Ausbildung des Kontakts zwischen dem Querhaupt 28 des Druckübertragungselements 12 (s. Fig. 1 ) und dem auskragenden Arm 9, 10 sind zwei Vari- anten möglich:
Die Kontaktfläche des auskragenden Arms 9, 10 kann in Axialverschieberich- tung kurz ausgebildet sein und zentrisch zum Arbeitswalzenlager 29 liegen, während die Gegenfläche des Querhaupts 28 lang ausgebildet ist. In diesem Falle wird das Arbeitswalzenlager 29 in vorteilhafter Weise auch nach erfolgter Axialverschiebung zentrisch belastet. Zwar führt diese Konstruktion zu ungleicher Belastung von mehreren unter dem Querhaupt 28 angeordneten Druckkraft erzeugenden Elementen 11 - im Ausführungsbeispiel sind zwei Kolben 11 pro Biegemittel 7 nebeneinander vorgesehen -, aber dies kann durch eine „Druckwaage" ausgeglichen werden, wie sie im Stand der Technik bekannt ist.
Alternativ hierzu kann die zum Querhaupt 28 zugehörige Kontaktfläche in Axial- verschieberichtung kurz ausgebildet sein und damit nur in unverschobener Position zentrisch zum Arbeitswalzenlager 29 liegen. Die Gegenfläche unter dem auskragenden Arm 9, 10 kann lang ausgebildet sein. Bei der Axialverschiebung werden nun die Druckkraft erzeugenden Elemente 11 des Biegemittels 7 in vorteilhafter Weise nach wie vor gleichmäßig belastet, allerdings wird nun das Arbeitswalzenlager 29 nicht mehr zentrisch belastet.
Im Ausführungsbeispiel sind die Blöcke 16 der oberen Biegemittel 7 von den Druckübertragungselementen 12 umschlossen. Der Walzspalt wird im wesentlichen über die obere Arbeitswalze 2 eingestellt. Dabei wird die obere Arbeitswalze 2 über die oberen Biegemittel 7 und das Druckübertragungselement 12 gegen die mittels mechanischer Anstellung voreingestellte obere Stützwalze 21 gedrückt. In gleicher weise können die Blöcke 16 auch im Bereich der in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellten unteren Biegemittel 7 von Druckübertragungselementen 12 umschlossen sein.
Neben der sogenannten positiven Arbeitswalzenbiegung über die Biegemittel 7 kann zur Erhöhung des Stellbereichs für die Profilbeeinflussung auch eine sogenannte negative Arbeitswalzenbiegung über zusätzlich Kolben-Zylinder- Systeme 30, 31 realisiert werden (s. Fig. 1 ).
Generell lässt sich - was vorteilhaft ist - das beschriebene Biegesystem mit verschiedenen Varianten von Arbeitswalzenverschiebesystemen kombinieren. Dies können z. B. Axialverschiebesysteme mit zwei getrennten Axialschiebe- einheiten pro Arbeitswalzensatz sein, z. B. mit einer besonderen, für hohen Walzenaufgang geeigneten Verriegelung und translatorischer Verriegelungsbewegung oder mit einer herkömmlichen Verriegelung und rotatorischer Verrie- gelungsbewegung.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Axialverschiebemittel ist in den Figuren 6 bis 15 dargestellt.
In den Figuren 6 und 7 sind die Axialverschiebemittel 20 zunächst in zwei unterschiedlichen Perspektiven zu sehen. Die Seitenansicht des Axialverschiebemittels 20 ist in Fig. 8 dargestellt.
Die detaillierte Ausgestaltung des Axialverschiebemittels 20 geht aus den Figu- ren 9 bis 15 hervor.
Die Axialverschiebemittel 20 befinden sich über und unter der Walzlinie und auf der Ein- sowie auf der Auslaufseite des Walzgerüsts 6. Lösungen für Arbeits- walzenverschiebeeinrichtungen über der Walzenlinie sind bei großem Aufgang problematisch. Lösungen für Arbeitswalzenverschiebeeinrichtungen unter der Walzlinie können konventionell oder wie solche für großen Aufgang gebaut werden. Die Einrichtungen auf der Ein- und auf der Auslaufseite sind im wesentlichen identisch und zueinander symmetrisch, so dass hier stellvertretend nur über der Walzlinie liegende Axialverschiebemittel 20 mit hohem Aufgang beschrieben werden.
Wie bereits den Figuren 2 bzw. 4 entnommen werden kann, ist je ein Axialverschiebemittel 20 beiderseits der Mitte der Arbeitswalze 2, 3 vorgesehen, wobei diese Mittel mit ihrem einen axialen Ende 32 fest am Walzgerüst 6 festgelegt sind. Im Bereich des Schnitts F-F gemäß Fig. 8 des Axialverschiebemittels 20 befindet sich eine Arbeitswalzenverriegelung, mit der das Arbeitswalzenein- baustück 4, 5 lösbar fixiert werden kann. Das Arbeitswalzeneinbaustück 4, 5 weist dabei zwei Stege 33, 34 (s. Fig. 2) auf, die sich symmetrisch von der Achse 8 der Arbeitswalze 2, 3 aus erstrecken. Die Stege 33, 34 sind an ihrem Ende im verriegelten Zustand in einem Aufnahmeschlitz im Axialverschiebemittel 20 aufgenommen, der sich in vertikale Richtung erstreckt und die Möglichkeit bie- tet, dass das Arbeitswalzeneinbaustück 4, 5 und damit die Arbeitswalze 2, 3 vertikal in derjenigen Höhe im Walzgerüst 6 positioniert und festgelegt werden kann, die dem benötigen Walzspalt entspricht. Der Aufnahmeschlitz wird dabei einerseits von einer Linearführung 54, s. Fig. 15, begrenzt, die die Arbeitswalzenverriegelung aufweist, andererseits begrenzt ihn ein später noch detailliert beschriebener Riegel 35.
Das Axialverschiebemittel 20 besteht aus einem fest mit dem Walzgerüst 6 verbundenen Flansch 36, der auskragt und den Boden eines Führungsrohrs 37 bildet. Auf dem Außendurchmesser des Führungsrohrs 37 ist ein Verschiebe- köpf 38 gleitend angeordnet.
Der Verschiebekopf 38 besteht aus einem Verschieberohr 39 mit Führungsbuchsen und einem Deckel 40. Mit diesem Deckel 40 ist ein Verschiebekolben 41 koaxial fest verbunden. Mit geeigneten Mitteln wird sichergestellt, dass ein Verdrehen des Axialverschiebemittels 20 in seine Achsrichtung verhindert wird, d. h. eine Torsion des einen axialen Endes 32 relativ zum anderen axialen Ende des Axialverschiebemittels 20 ist ausgeschlossen.
Für die Mittel zum Verhindern des Verdrehens sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. Nach einer Möglichkeit kann ein Bauteil vorgesehen werden, das außerhalb der Zentralachse am Verschieberohr 39 angebracht ist. Die Verdrehsicherung muss eine Führung in ausreichender Länge haben, so dass für den gesamten maximalen Verschiebeweg eine Verdrehung des Axial- Verschiebemittels 20 verhindert wird.
Ferner ist ein - in Fig. 9 skizziertes - Wegmesssystem vorhanden, mit dem es möglich ist, die aktuelle axiale Position der Arbeitswalzen 2, 3 zu messen.
Auf dem Axialverschiebemittel 20 ist die Arbeitswalzenverriegelung angebracht. Wesentlicher Bestandteil dieser Verriegelung ist eine Kupplung 42 mit dem Riegel 35; letzterer ist in Fig. 11 geschnitten dargestellt. Der Riegel 35 ist mit Betätigungsmitteln 43, 44 verbunden. Im verriegelten Zustand ist die Arbeitswalzenverriegelung formschlüssig mit den Stegen 33, 34 des Arbeitswalzenein- baustücks 4, 5 verbunden. Die Axialverschiebemittel 20 sind einlauf- wie auslaufseitig im wesentlichen spiegelbildlich am Walzgerüst 6 angeordnet.
Die Kupplung 42 ist so gestaltet, dass sie zusammen mit dem Verschieberohr 39 eine Kammer bildet, in der der Riegel 35 sicher geführt wird. Weiterhin stützt sie sich so mit ihren Flanken am Verschieberohr 39 ab, dass zu den Flanken senkrechte Kräfte sowie Drehmomente über die Achse des Verschieberohrs 39 abgefangen werden. Wenn der Riegel 35 auf die eine Flanke der Kupplung 42 drückt, stützt sich die andere Flanke auf einer weiteren Fläche des Verschieberohrs 39 ab und umgekehrt. Durch Betätigung des Axialverschiebemittels 20 und aufgrund des Formschlusses zwischen Arbeitswalzenverriegelung und Arbeitswalzeneinbaustück 4, 5 wird eine Axialverschiebung der Arbeitswalze 2, 3 bewirkt.
Zum Verriegeln ist an der Kupplung 42 der Riegel 35 angeordnet, der das Ver- schieberohr 39 umgreift und zum Schließen der Verriegelung in annähernd horizontale Richtung quer zur Achse des Verschieberohrs 39 verschoben werden kann. Beim Verschieben des Riegels 35 in die Verriegelungsstellung bildet sich ein vertikal verlaufender Aufnahmeschlitz, in dem die seitlich auskragenden Stege 33, 34 des Arbeitswalzeneinbaustücks 4, 5 geführt werden.
Der vertikal verlaufende Aufnahmeschlitz nimmt die axialen Verschiebekräfte auf, die über die seitlich auskragenden Stege 33, 34 des Arbeitswalzeneinbaustücks 4, 5 weitergegeben werden müssen, und ermöglicht gleichzeitig große Relativbewegungen in vertikaler Richtung. Dies schafft in der Folge einen großen Walzenaufgang. Der vertikal verlaufende Aufnahmeschlitz wird zum Arbeitswalzenausbau geöffnet, indem der Riegel 35 zurückgezogen wird. Dann kann der Arbeitswalzensatz zur Bedienseite hin herausgezogen werden.
Die detaillierte Ausgestaltung der Arbeitswalzenverriegelung mittels des Riegels 35 geht aus den Figuren 11 bis 14 hervor. Der Riegel 35 kann eine O- oder U- förmige Ausnehmung aufweisen (in Fig. 11 ist die Ausnehmung O-förmig ausgebildet). Der Riegel 35 ist nicht vor Kopf des Deckels 40 angeordnet, sondern er umgreift das Verschieberohr 39. Die Ausnehmung im Riegel 35 ist so groß, dass der Riegel zur Montage bei Ausbildung in O-Form axial oder bei Ausfüh- rung in U-Form axial oder radial auf das Verschieberohr 39 aufgeschoben werden kann. Die O-Form ist dabei als geschlossene Form die steifere Ausführung des Riegels 35.
Bei Ausführung in U-Form ist der Riegel 35 auf derjenigen Seite des Verschie- berohrs 39 offen, die dem Arbeitswalzeneinbaustück 4, 5 entgegengesetzt ist. Weil der Riegel 35 das Verschieberohr 39 umgreift, kann der Arbeitswalzenbie- gearm (von Mitte Arbeitswalzenlager 29 aus gemessen) kürzer ausfallen, als wenn der Riegel 35 vor Kopf des Deckels 40 angeordnet wäre. So verringert sich in vorteilhafter Weise der Hebelarm zwischen dem Arbeitswalzenlager 29 und der vertikalen Führung am Verschiebekopf 38. Ein geringerer Hebelarm hat zur Folge, dass die Reibkräfte in der Führung nur vergleichsweise geringe Zusatzmomente auf das Arbeitswalzenlager 29 ausüben, was die Lebensdauer des Lagers erhöht.
Ein weiterer Vorteil der kurzen Bauweise ist, dass das Verschiebesystem vor dem Walzgerüst weniger Raum für die herausgezogenen und die neu einzusetzenden Walzensätze erfordert, besonders wenn beim Walzenwechsel ein Querverschieben der Arbeitswalzensätze vorgesehen ist.
Weil eine translatorische Bewegung der Verriegelung im Verhältnis zu einer rotatorischen Verriegelung (wie bei Walzwerken mit weniger Aufgang üblich) weniger Platz benötigt, ist sie für einen hohen Walzenaufgang besser geeignet.
Das Schließen und Öffnen des Aufnahmeschlitzes für die seitlich auskragenden Stege 33, 34 des Arbeitswalzeneinbaustücks 4, 5 wird durch eine horizontale oder annähernd horizontale Bewegung des Riegels 35 mit einem entsprechenden Verriegelungshub bewirkt. Deshalb ist die Ausnehmung im Riegel 35 in Bewegungsrichtung (horizontal) mindestens um den Verriegelungshub größer, als es für die Montage erforderlich ist.
Die Bewegung des Riegels 35 erfolgt durch die Betätigungsmittel 43, 44. Hierbei handelt es sich z. B. um einen oder mehrere Betätigungselemente in Form von Kolben-Zylinder-Systemen (Hydraulikzylinder mit durchgehenden Kolbenstangen) - s. hierzu den in Fig. 12 dargestellten Schnitt G-G gemäß Fig. 11. Die Kolben-Zylinder-Systeme sind zweckmäßiger Weise an der dem Arbeitswal- zeneinbaustück 4, 5 abgewandten Seite des Riegels 35 angeordnet. Besonders platzsparend ist es, wenn zwei Kolben-Zylinder-Systeme 43, 44 oben und unten in Ausnehmungen des Riegels 35 Platz finden. Diese Ausgestaltung ist in Fig. 11 dargestellt; Fig. 12 zeigt ein Kolben-Zylinder-System 43, 44 im Detail.
Aus Platzgründen ist es sinnvoll, im Riegel 35 noch eine weitere Ausnehmung vorzusehen, und zwar, um Elemente der Mittel zum Verhindern des Verdrehens passieren zu lassen und eine Kollision mit diesen zu vermeiden.
Der Riegel 35 hat im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 drei Ausnehmungen, eine große für das Verschieberohr 39, zwei kleinere für die Kolben-Zylinder- Systeme 43, 44 und eine weitere, um Kollision mit den Mitteln zum Verhindern des Verdrehens des Axialverschiebemittels 20 zu vermeiden.
Die Ausnehmungen für die Kolben-Zylinder-Systeme 43, 44 sind in vorteilhafter Weise mit Klammern 45 im Riegel 35 geschlossen, so dass sich die Kolben- Zylinder-Systeme 43, 44 zur Seite hin ausbauen lassen, ohne die Kupplung 42 oder andere Teile demontieren zu müssen.
Der Riegel 35 wird durch die Kolben-Zylinder-Systeme 43, 44 in geöffneter oder geschlossener Position gehalten. Er muss aber zusätzlich noch in geeigneter Weise gegen Verdrehung gegen eine Achse parallel oder identisch mit der Zentralachse des Verschieberohrs 39 gesichert werden. Dies wird durch die Flanken 46 und 47 der Kupplung 42 bewerkstelligt, die sich ihrerseits am Verschieberohr 39 abstützen. In vorteilhafter Weise wird hierdurch die Verdrehung auf kurzem Wege abgefangen.
Am Verschieberohr 39 können eine oder mehrere ebene Flächen 48 vorgesehen werden, die etwas Raum für die Verriegelungsbewegung freimachen.
Die Stellung des Riegels 35 lässt sich durch zwei Positionsgeber 49, 50 überprüfen, die in geeigneter Weise in die Kupplung 42 eingebaut sind und dabei gegen Umwelteinflüsse durch ein Schutzgehäuse 51 geschützt werden. Die Positionsgeber 49, 50 überprüfen die Endposition des Riegels 35, in den dazu besondere Nuten 52 eingearbeitet sind. Hierzu wird auf Fig. 14 und den dort dargestellten Schnitt H-H gemäß Fig. 13 hingewiesen.
Eine solche Nut 52 hat mittig eine tiefe Furche, die etwa doppelt so lang ist wie die Verriegelungsbewegung, sowie an den beiden Enden eine jeweils nur flache Furche. Wahlweise befindet sich einer der Positionsgeber 49, 50 über einer der flachen Furchen und meldet die aktuelle Riegelstellung weiter. Die flachen Furchen haben den besonderen Vorteil, dass theoretisch bündig eingebaute Positionsgeber 49, 50 nicht abgeschert werden, sollten sie tatsächlich doch etwas überstehen. Befindet sich ein Positionsgeber 49, 50 über einer der tiefen Fur- chen, kann er den Riegel 35 nicht mehr erkennen. Die entsprechenden Bohrungen und Ausnehmungen können in vorteilhafter Weise oben und unten symmetrisch angebracht werden, so dass die Positionsgeber 49, 50 an geeigneter Stelle eingeschraubt werden können, wobei die Leerposition z. B. mit einem Deckel 53 verschlossen werden kann (s. Fig. 11 ).
Die Messung des Axialverschiebewegs (s. Fig. 9) wird durch eine außer- oder innerhalb der Axialverschiebemittel 20 angeordnete Einheit ermöglicht. Die Anordnung des Messwertgebers innerhalb des Drucksystems wird wegen Gefährdung bei Wartungsarbeiten möglichst vermieden. Das Wegmesssystem kann als außen- oder als innenliegende Einheit ausgebildet werden. Im Falle einer außenliegenden Einheit ist ein Schutz vor schädlichen Umgebungseinflüssen erforderlich, was durch ein einem Hydraulikzylinder ähnliches, gekapseltes System erreicht werden kann. Eine Art Kolben, der ständerseitig fest angebracht ist, gleitet durch ein Zylinderrohr, das an den beweglichen Teilen der Axialver- Schiebung befestigt ist. Koaxial mit dem Zylinderrohr bewegt sich der Messwertgeber und erzeugt das entsprechende Wegsignal. Mit entsprechenden Dicht- und Abstreifelementen wird ein ausreichender Schutz des Systems erreicht. Im Falle einer innenliegenden Einheit wird der Positionsgeber - von der Stirnfläche der beweglichen Teile aus gesehen - in die Verschiebehülse bzw. das -röhr eingeführt. Die erforderliche Kapselung wird durch das Verschiebesy- stem selbst hergestellt. Ein entsprechend abgedichtetes Gehäuse schützt den Elektronikteil des Positionsgebers.
Eine Anordnung eines Positionsgeberstabes im Inneren des Axialverschiebemittels 20 - aber trotzdem außerhalb des Druckraumes - ist vorteilhaft, weil dieses Element dann ohne zusätzliche Kapselungen gegen Umgebungseinflüsse geschützt ist. Der Positionsgeber kann auf dem Deckel 40 angebracht sein, der Positionsgeberstab kann durch eine Bohrung im Deckel 40 hindurchgeführt werden und in eine Bohrung in einem Innendeckel eintauchen.
Mit der vorgeschlagenen Ausführung lässt sich eine solche Anordnung der Biegemittel und der Axialverschiebemittel erreichen, mit der auftretende Kippmomente im Falle der Axialverschiebung der Arbeitswalzen optimal aufgenommen werden können. Die Konzeption der Walzvorrichtung schließt Kollisionen der verschiedenen Bauteile untereinander aus, auch wenn große Walzenaufgänge gefahren werden. Dennoch wird kein großer Bauraum im Walzgerüst benötigt.
Bezugszeichenliste:
1 Walzvorrichtung
2 Arbeitswalze
3 Arbeitswalze
4 Arbeitswalzeneinbaustück
5 Arbeitswalzeneinbaustück 6 Walzgerüst
7 Biegemittel
8 Achse der Arbeitswalze
9 auskragender Arm
10 auskragender Arm 11 Druckkraft erzeugendes Element des Biegemittels (Kolben)
12 Druckübertragungselement
13 Mittenachse des Druckkraft erzeugenden Elements
14 Gleitfläche
15 Gleitfläche 16 Block
17 Führung (Vertikalführung)
18 Führung (Vertikalführung)
19 Haltemittel
20 Axialverschiebemittel 21 Stützwalze
22 Stützwalze
23 Stützwalzeneinbaustück
24 Stützwalzeneinbaustück
25 Druckkraft erzeugendes Element des Biegemittels (Kolben) 26 Schenkel
27 Schenkel Querhaupt
Arbeitswalzenlager
Kolben-Zylinder-System
Kolben-Zylinder-System axiales Ende
Steg
Steg
Riegel
Flansch
Führungsrohr
Verschiebekopf
Verschieberohr
Deckel
Verschiebekolben
Kupplung
Betätigungsmittel
Betätigungsmittel
Klammer
Flanke
Flanke ebene Fläche
Positionsgeber
Positionsgeber
Schutzgehäuse
Nut
Deckel
Linearführung
Richtung zur Arbeitswalze

Claims

Patentansprüche
1. Walzvorrichtung (1 ) mit mindestens zwei Arbeitswalzen (2, 3), die jeweils mittels Arbeitswal- zeneinbaustücken (4, 5) in einem Walzgerüst (6) gelagert sind, wobei mindestens eine der Arbeitswalzen (2, 3) im Walzgerüst (6) zur Einstellung eines gewünschten Walzspalts relativ zu der anderen Arbeitswalze (2, 3), insbesondere in vertikale Richtung, einstellbar ist, wobei mindestens eine Arbeitswalze (2, 3) mit Biegemitteln (7) in Wirkverbindung steht, mit denen diese mit einem Biegemoment beaufschlagt werden kann, und wobei das Arbeitswalzeneinbaustück (4, 5) zur Aufnahme der von den Biegemitteln (7) erzeugten Kraft von der Achse (8) der Arbeitswalze (2, 3) aus gesehen seitlich auskragende Arme (9, 10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Druckkraft erzeugenden Element (1 1 ) der Biegemittel (7), insbesondere einem Kolben, und dem auskragenden Arm (9, 10) des Arbeitswalzeneinbaustücks (4, 5) ein relativ zum Walzgerüst (6), insbesondere in vertikale Richtung, verschiebbares Druckübertragungs- element (12) angeordnet ist.
2. Walzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkraft erzeugende Element (11 ) der Biegemittel (7) und der auskragende Arm (9, 10) des Arbeitswalzeneinbaustücks (4, 5) so positioniert sind, dass die Mittenachse (13) des Druckkraft erzeugenden Ele- ments (11 ) den auskragenden Arm (9, 10) schneidet.
3. Walzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckkraft erzeugenden Element ( 1) der Biegemittel (7) und dem Druckübertragungselement (12) und/oder zwischen dem Druckübertragungselement (12) und dem auskragenden Arm (9, 10) des Arbeitswalzeneinbaustücks (4, 5) eine Gleitfläche (14, 15) angeordnet ist.
4. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegemittel (7) in einem fest am Walzgerüst (6) angeordnetem Block (16) angeordnet sind und das Druckübertragungselement (12) mittels einer Führung (17), insbesondere mittels einer Vertikalführung, am Block (16) gelagert ist.
5. Walzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckübertragungselement (12) in einem Horizontalschnitt U- förmig ausgebildet ist und den Block (16) von drei Seiten zumindest teil- weise umgibt.
6. Walzvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckübertragungselement (12) in einem senkrecht auf der Ach- se (8) der Arbeitswalze (2, 3) stehenden Vertikalschnitt L-förmig ausgebildet ist und den Block (16) an seiner Oberseite zumindest teilweise umgibt.
Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckübertragungselement (12) mittels einer Führung (18), insbesondere mittels einer Vertikalführung, am Walzgerüst (6) gelagert ist.
8. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Block (16) und Druckübertragungselement (12) Haltemittel (19) angeordnet sind, die das Druckübertragungselement (12) unbeweg- lieh in Richtung (R) zur Arbeitswalze (2, 3) am Block (16) halten.
9. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (2, 3) mit Axialverschiebemitteln (20) zum axialen Verschieben versehen sind, mit denen die Arbeitswalzen (2, 3) relativ zum Walzgerüst (6) in eine gewünschte axiale Position gebracht und dort gehalten werden können.
10. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des auskragenden Arms (9, 10) des Arbeitswalzeneinbaustücks (4, 5) in Richtung der Achse (8) der Arbeitswalze (2, 3) groß ist im Verhältnis zur in Richtung der Achse (8) gemessenen Erstrek- kung des Druckübertragungselements (12) an seinem mit dem auskra- genden Arm (9, 10) in Verbindung stehenden Teil, vorzugsweise mindestens doppelt so groß.
1 1 . Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des auskragenden Arms (9, 10) des Arbeitswalzeneinbaustücks (4, 5) in Richtung der Achse (8) der Arbeitswalze (2, 3) klein ist im Verhältnis zur in Richtung der Achse (8) gemessenen Erstrek- kung des Druckübertragungselements (12) an seinem mit dem auskragenden Arm (9, 10) in Verbindung stehenden Teil, vorzugsweise höchstens halb so groß.
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