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Hydraulische Anstellvorrichtung für Walzwerke
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feder an dem freien Ende einer topfartigen Hülse ab, die mit den starren Gerüstteilen fest verbunden ist und somit entsprechend dem Druck der Feder unter Zugspannung steht. Zur Einstellung des Federdruckes ist zwischen der Feder und dem freien Ende der Zughülse eine hydraulische Spannvorrichtung vorgesehen, die aber nach der Federeinstellung entlastet wird, weil sie durch eine auf dem Feder-Widerlager sitzende Stellmutter überbrückt werden kann.
Da der Federdruck hydraulisch eingestellt werden soll, ist die Zughülse zwar auf ihrer freien Länge unter hydraulischen Druck setzbar, jedoch liegt das Druckmittel im Kräftefluss des Walzdruckes, abgesehen davon, dass es beim Walzen an sich überbrückt sein soll und ihm sogar noch eine Feder vorgeordnet ist. Damit ist die vorbekannte Anstellvorrichtung noch weniger steif als rein hydraulische Anstellvorrichtungen bekannter Art und zum Walzen von Metallen unbrauchbar.
Die Erfindung geht von der vorbeschriebenen hydraulischen Anstellvorrichtung für die Walzen eines Walzgerüstes aus, die den Walzdruck mindestens eines Einbaustückes auf starre Ständerteile, z. B. Ständer- säulen oder Zuganker, überträgt, die den Walzdruck letztlich aufnehmen, wobei die Anstellvorrichtung
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welches auf das freie Ende eines sich an denunter hydraulischen Druck setzbar ist, und besteht darin, dass das als starre Druckstelze ausgebildete Druckglied unmittelbar am freien Ende des Zuggliedes angreift und die auf dessen freies Ende einwirkende hydraulische Spannvorrichtung sich unabhängig von der Druckstelze an starren Gerüstteilen abstützt, und dass ferner die Druckstelze durchDehnungsänderungen des Zuggliedes anstellbar ist,
indem die hydraulisch erzeugte Zugvorspannung des Zuggliedes willkürlich und/oder geregelt veranderlich ist.
Durch die Zwischenschaltung eines Zuggliedes zwischen Druckglied und Ständerteile wird der Walzdruck in einem von den Ständerteilen getrennten Teil bereits in Zugspannung verwandelt, so dass in diesem Zugglied für sich und unabhängig von den Ständerteilen durch Vorspannung eine Kraft aufgespeichert wird, die nach Bedarf als zusätzliche Walzkraft freigesetzt werden kann, wenn Walzgut zwischen den Walzen ist, oder die im andern Falle einfach zum Verstellen des Druckgliedes nutzbar zu machen ist. Die Ständersäulen oder Zuganker haben die gleiche Sicherheit wie zuvor. Druckglied und Zugglied bilden in jedem Falle eine bauliche Einheit, die auch nachträglich an einem vorhandenen Gerüst an Stelle einer Druckspindel oder ausser einer mechanischen Anstellvorrichtung zum hydraulischen Anstellen des bisher unbeweglichen Einbaustückes eingesetzt werden kann.
Es ist gleichgültig, ob das Druckglied innerhalb oder ausserhalb des Zuggliedes auf dessen freies Ende einwirkt. Im letzteren Falle wäre es ein das Zugglied umgebendes Rohr, das an seinem dem Einbaustück zugewendeten Ende einseitig offene Längsschlitze haben muss, damit sich das innere Zugglied durch sie hindurch am Querjoch eines Ständers abstützen kann. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch darin, dass das den Walzdruck übertragende Druckglied als massiver Druckbolzen ausgebildet ist, der durch das topfartig ausgeführte Zugglied hindurch auf dessen Boden einwirkt. Dann kann sich das Zugglied über einen geschlossenen Bund oder ein durchgehendes Gewinde am Querjoch abstützen.
Für die Anordnung des hydraulischen Druckraumes ergeben sich ebenfalls mehrere Möglichkeiten. Bei massivem innerem Druckbolzen kann der hydraulische Druck gemäss der Erfindung einerseits auf eine im Bereich des Bodens des Zuggliedes angeordnete Kolbenringfläche desselben in Richtung des Walzdruckes einwirken und anderseits über die starren Gerüstteile, z. B. das Querjoch, oder die Ständerkappe, und die Abstützung des Zuggliedes in dieses rückgeleitet sein (Fig. l). Der hydraulische Druck kann auch einerseits auf eine im Bereich der Abstützung des Zuggliedes liegende Kolbenfläche des Druckgliedes in Richtung des Walzdruckes einwirken und anderseits sich am Zugglied abstützen.
Hiebei ist das Zugglied an seinem der Abstützung zugeordneten Ende zu einem Zylinderraum ausgebildet (Fig. 2). Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, dass Druck-und Zugglied mit der hydraulischen Spanneinrichtung eine bauliche Einheit bilden.
Die Bauart mit massivem inneren Druckbolzen bietet ferner eine einfache Möglichkeit, eine ÜberlastBruchsicherung für das Walzgerüst vorzusehen. Es wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass der Boden des topfartigen Zuggliedes durch eine ersetzbare Hutmutter gebildet ist, die eine auf Zug beanspruchte Sollbruchstelle hat.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die neue hydraulische Anstellvorrichtung für jedes der Einbaustücke eines Walzgerüstes vorzusehen. Der sich addierende, wenn auch aus Festigkeitsgründen begrenzte Anstellbereich könnte für das Kaltwalzen genügen. Andernfalls wird ein Einbaustück zum Grobeinstellen der Walzen mechanisch und das andere, zweckmässig das untere Einbaustück, gemäss der Erfindung hydraulisch angestellt.
In Weiterentwicklung des Erfindungsgegenstandes wird eine nur auf ein Einbaustück wirkende, kombinierte mechanisch-hydraulische Anstellvorrichtung dadurch geschaffen, dass mindestens das Zug-
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glied nebst Druckglied-nach einer der vorbeschriebenen Ausfiihrul1gsformen auch die hydraulische Spanneinrichtung - als Ganzes in der Art einer Druckspindel im Ständer mechanisch verstellbar sind.
In der Zeichnung ist die Erfindung, die noch weitere Merkmale umfasst, beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 ein Duo-Walzgerüst mit oberer mechanischer und unterer hydraulischer Anstellung gemäss der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine vergrössert dargestellte, kombinierte hydraulisch-mechanische Anstellvorrichtung für Warmwalz-Gerüste und Fig. 3 eine Abwandlung einer Vorrichtung nach Fig. 2 für Kaltwalzgerüste.
Das in Fig. 1 dargestellte Walzgerüst besitzt geschlossene Ständer 1, in denen Einbaustücke 2 und 3 geführt sind. Das obere Einbaustück 2 ist in herkömmlicher Weise mittels einer Druckspindel 4 anstellbar. Das untere Einbaustück 3 steht unter dem Einfluss einer hydraulischen Anstellvorrichtung gemäss der Erfindung, bei der der Walzdruck über einen massiven Druckbolzen 5 durch ein topfartiges Zugglied 6 hindurch auf dessen Boden 6a am freien Ende des Zuggliedes geleitet ist. Da sich das Zugglied beispielsweise über einen geteilten Ring 7 am andern Ende am unteren Querjoch des Walzenständers 1 abstützt, überträgt es den Walzdruck unter Aufnahme einer Zugspannung auf die Saulen des Ständers 1.
Das Zugglied 6 kann für sich hydraulisch unter Zugvorspannung gesetzt werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. l ist das freie Ende des Zuggliedes 6 mit dem Boden 6a kolbenartig ausgeführt und besitzt eine Kolbenringfläche 8. Das kolbenartige Ende ist dichtend in einem Zylindertopf 9 geführt, der die Reaktionskraft des im Druckmittelraum 10 erzeugten hydraulischen Druckes über das untere Querjoch des Standers 1 und den geteilten Klemmring 7 in das Zugglied 6 zurückleitet. Der Zylinder kann selbstver- ständlich auch in dem Querjoch eingearbeitet sein.
Die Wirkungsweise der Anstellvorrichtung gemäss Fig. 1 ist folgende :
Vor dem Walzen wird im Druckraum 10 ein bestimmter hydraulischer Druck eingestellt, durch den das Zugglied 6 unter eine Zugvorspannung gesetzt wird, die so bemessen ibt, dass die Zugspannung noch unterhalb der Streckgrenze bleibt, wenn der Walzdruck hinzukommt. Mittels der Druckspindel 4 wird der Walzspalt eingestellt. Feineinstellungen des Walzspaltes können mittels der hydraulischen Anstellvorrichtung nicht nur in den Walzpausen, sondern insbesondere während des Walzens dadurch vorgenommen werden, dass der hydraulische Druck im Druckraum 10 verändert wird. Hiedurch ändert sich die Länge des Zuggliedes 6 und damit die Lage des Druckgliedes 5 und des Einbaustückes 3 nebst Walze.
Bei Verminderung des hydraulischen Druckes wird ein Teil der im Zugglied 6 aufgespeicherten Zugkraft als Druckkraft des Gliedes 5 in das Walzgut übergeleitet. Der hydraulische Druck kann willkürlich oder nach einem Re- elverfahren geändert werden.
Das in Fig. 2 zur Einwirkung auf ein oberes Einbaustück 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich im Prinzip in zweifacher Hinsicht von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Einmal liegt der Druckmittelraum 10 im Innern der aus Druck- und Zugglied bestehenden Anstellvorrichtung, in dals die Reaktionskraft des hydraulischen Druckes unmittelbar in das Zugglied rückgeleitet ist, zum aniern ist die gesamte Anstellvorrichtung in der Art einer Druckspindel mechanisch verstellbar, so dass me- : hanische Grobeinstellung und hydraulische Feineinstellung in einer baulichen Einheit zusammengefasst : ind. Im einzelnen wird die Vorrichtung nach Fig. 2 wie folgt beschrieben.
Der Walzdruck geht vom oberen Einbaustück 2 über eine Druckmessdose 11 auf den massiven inneren Druckbolzen als Zugkraft in ein topfartiges Zugglied, das gemäss der Erfindung aus einer inneren Hülse 13 md einer äusseren Hülse 14 besteht, wobei die innere, mit einem Boden versehene Hülse 13 sich über einen 3und 13a an der äusseren Hülse 14 abstützt, die als Spindel mit einer oitsfesten Mutter 15 im Gewindeein- ; riff steht und über die Vielnutverzahnung 14a drehfest, aber axial beweglich mit dem Antriebsrad 16 des nechanischen Anstellantriebes verbunden ist. Das Antriebsrad 16 ist als Schneckenrad ausgebildet. dasvon tuner Schnecke l ? gedreht wird.
Wird der mechanische Verstellantrieb eingeschaltet, so dreht sich mit lem Antriebsrad 16 die äussere Hülse 14, wodurch sich über das Stützgewinde 18 die gesamte bister beschriebene Anstellvorrichtung in der Höhe verstellt. Im Hinblick auf das mectianische Grobverstelen kann die innere Hülse 13 mit der äusseren Gewindehülse 14einen einheitlichen Teil bilden. Die Zweieiligkeit des Zuggliedes 13, 14 wurde gemäss der Erfindung vorgesehen, damit ein den Walzdruck übertra- ; ender und vorspannbarer Zugquerschnitt schnell ausgewechselt werden kann, um das Spanmmgs- und Deh - lungsverhalten des Zuggliedes den jeweiligen Anforderungen anpassen zu können.
Die innere Hülse 13 ist las eigentliche Zugglied, in dem eine Zugspannung erzeugt wird, die als zusätzliche äussere Kraft frei- ; setzt werden kann.
Die Zugvorspannung des Zuggliedes 1 : 3 wird über den Druckbolzen 12 erzeugt, der im Bereich des itùtzgewindes 18, also an dem dem Einbaustück 2 zugewendeten Ende des Zuggliedes, einen Kolben 19 ragt, dessen dem Druckraum 10 zugewendete Kolbenringfläche 19a vom Druckmittel in Richtung des
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Walzdruckes beaufschlagbar ist. Der Kolben 19 ist dichtend in dem zylinderartig ausgebildeten unteren Ende der äusseren Hülse 14 geführt, wobei die Reaktionskraft des hydraulischen Druckes über einen Verschlussdeckel 20 in die Hülse 14 und somit in die Hülse 13 rückgeleitet ist.
Aus Fig. 2 ist ferner noch eine einfache Überlast-Bruchsicherung für die Hülse 13 dargestellt, die aus einer auf das freie Ende der Hülse 13 aufschraubbaren Hutmutter 21, die den Boden des Zuggliedes 13 bildet und mit einer Sollbruchstelle 22 versehen ist, besteht. Die Sollbruchstelle 22 ist also in vorteilhafter Weise nur auf Zug beansprucht und daher sicher und genau berechenbar.
Es ist bekannt, dass die elastischen Formänderungen in den Gewinden von Anstellvorrichtungen einen ausschlaggebenden Einfluss auf den Walzensprung haben. Man ist daher bestrebt, die anfänglich bei auftretendem Walzdruck besonders starken Formänderungen durch ein Verspannen des Anstellgewindes auszuschalten. Üblicherweise dient hiezu bei normalen Ständergerüsten die Vorrichtung zum Gewichtsausgleich für die Oberwalze, wenn es sich um ein Anstellgewinde für eine obere Anstellvorrichtung handelt. Das Anstellgewinde kann auch durch eine Art Kontermutter während des Walzens verspannt werden.
Die Erfindung sieht im Zusammenhang mit der beschriebenen kombinierten mechanisch-hydraulischen Anstellvorrichtung gemäss Fig. 2 eine besonders einfache Einrichtung vor, um durch hydraulischen Druck eine Kraft
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niedrigen Antriebsleistungen der mechanischen Anstellvorrichtung auskommen zu kannen. Bei einer hydrau- lischen Anstellvorrichtung gemäss der Erfindung kann es vorkommen, dass die hydraulische Anstellmög- lichkeit durch Abbau der Zugvorspannung im Zugglied 13 verbraucht ist, so dass zwecks Wiederaufbau einer neuen Zugvorspannung die gesamte Anstellvorrichtung mechanisch insbesondere beim Kaltwalzen gegen den Walzdruck angestellt werden müsste.
Um nicht für diesen Fall schwere Anstellmotoren vorse- hen zu müssen, wie sie sonst bei Kaltwalzgerüsten üblich sind, die aber wegen der vorhandenen hydrauli- schen Anstellbarkeit nicht nötig waren, liegt die allgemein gültige Lösung der Aufgabe, eine einfache Vorrichtung zum Verspannen und Entspannen von Spindel- und Muttergewinde zu schaffen, im Rahmen der Erfindung.-
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Spindel 14 und die Mutter 15 neben ihrem Gewindeeingriff ausserdem unter Einschluss eines ringförmigen Druckraumes 23 dichtend ineinandergreifen, dessen eine beaufschlagte Ringfläche der Spindel 14 und dessen andere Ringfläche der Mutter 15 zugeordnet ist.
Im AusführungsbeispielnachFig. 2istzur Schaffung des Druckringraumes 23 aus Montagegründen die Mutter 15 um den Teil 15a verlängert, welcher mit der Mutter 15 fest verbunden ist. Wenn - wie in Fig. 2- der hydraulische Druck in dem Druckraum 23 auf die Ringfläche der Spindel 14 in Richtung des Walzdruckes wirkt, so ist das Gewinde 18 verspannt. Wenn beim Walzen zusätzlich der Walzdruck über das Gewinde geleitet wird, sind die anfänglich grossen Federungen in dem Gewinde schon überbrückt. Lässt man den Druck im Druckraum 23 ab, so ist das Gewinde wieder gängig, und die mechanische Anstellvorrichtung kann betätigt werden.
Mit kleinen Anstell-Leistungen ist dies nur möglich, wenn kein Walzgut zwischen den Walzen ist, weswegen das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 für mechanisch nur in Walzpausen anstellbare Walzgerüste, vorzugsweise Warmwalzgerüste abgestellt ist.
In Fig. 3 ist in teilweiser Darstellung eine Abwandlung der zuletzt beschriebenen hydraulischen Einrichtung zum Spannen und Entspannen von Anstellgewinden veranschaulicht. Dieses Ausführungsbeispiel ist für mechanisch gegen den Walzdruck anstellbare Walzgerüste, vorzugsweise Kaltwalzgerüste, geeignet.
Auch hier greifen die Spindel 14 und eine Verlängerung 15b der Mutter 15 unter Einschluss eines ringförmigen Druckraumes 24 dichtend ineinander, jedoch wirkt der hydraulische Druck auf die Ringfläche der Spindel 14 entgegen der Richtung des Walzdruckes. Das Gewinde ist bei zwischen den Walzen befindlichem Walzgut sowieso verspannt ; der Walzensprung aus der Federung der Anstellgewinde spielt beim Kaltwalzen keine so grosse Rolle. Wird hingegen im Druckraum 24 ein hoher Druck erzeugt, so kann die Spindel 14 so stark gegen den Walzdruck belastet werden, dass der Walzdruck über das hydraulische Druckkissen geht und das Gewinde ISvöllig entlastetist.
Mit der Einrichtung nach Fig. 3 kann ein konventionelles Kaltwalzgerüst mitrein mechanischer Anstellung der Walzen bedeutend schwächere Antriebsmotoren für die Anstellvorrichtung erhalten als bisher. Die erforderliche Anstell-Leistung ist minimal, wenn während des mechanischen Anstellen gegen das Walzgut durch Erhöhen des Druckes im Druckraum 24 der entlastete Zustand des Gewindes 18 auch bei erhöhtem Walzdruck aufrecht erhalten wird.
Soll ein Walzgerüst mit einer hydraulischen Anstellvorrichtung gemäss der Erfindung zum Konstanthalten des Walzspaltes geregelt werden, indem ein Sollwert konstant gehalten wird, der die Summe der Messwerte von Walzdruck und hydraulisch erzeugter, veränderlicher Spannkraft von den Walzdruck aufnehmenden Zuggliedern in bekannter Weise umfasst, so muss zum Betrieb einer hydraulischen Anstellvor-
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richtung gemäss der Erfindung beim Regelverfahren berücksichtigt werden, dass der Walzdruck letztlich immer von Ständerteilen oder Zugankern aufgenommen wird, die sich unter dem wechselnden Walzdruck mehr oder weniger stark dehnen. Dieser Umstand ist bei den bisher bekannten Regelverfahren auf konstanten Walzspalt nicht zu berücksichtigen gewesen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Anstellvorrichtung für die Walzen von Walzgerüste, die den Walzdruck mindestens eines Einbaustückes auf starre Ständerteile, z. B. Ständersäulen oder Zuganker, überträgt, die den Walzdruck letztlich aufnehmen, wobei die Anstellvorrichtung ein Druckglied umfasst, welches auf das freie Ende eines sich an den starren Ständerteilen abstützenden Zuggliedes einwirkt und das auf Zug beanspruchte Zugglied zwischen seinem freien Ende und seiner Abstützung unter hydraulischen Druck setzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das als starre Druckstelze ausgebildete Druckglied (5 bzw. 12) unmittelbar am freien Ende des Zuggliedes (6 bzw.
13) angreift und die auf dessen freies Ende einwirkende hydraulische Spannvorrichtung sich unabhängig von der Druckstelze an starren Gerüstteilen abstützt, und dass ferner die Druckstelze durch Dehnungsänderungen des Zuggliedes (6 bzw. 13) anstellbar ist, indem die hydraulisch erzeugte Zugvorspannung des Zuggliedes willkürlich und/oder geregelt veränderlich ist.