DE1777022A1

DE1777022A1 - Einrichtung zur relativen Anordnung von einstellbaren Arbeitswalzen

Info

Publication number: DE1777022A1
Application number: DE19681777022
Authority: DE
Inventors: Cournoyer George R
Original assignee: Farrel Corp
Current assignee: Farrel Corp
Priority date: 1968-08-23
Filing date: 1968-08-23
Publication date: 1971-07-22
Also published as: DE1777022B2; DE1777022C3

Description

Einrichtung zur relativen Anordnung von einstellbaren Arbeitswalzen Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur relativen Anordnung von einstellbaren Arbeitswalzen, die miteinander einen Durchlass für das bewegte Werkstück bilden.
Beispiele von Maschinen, die solche Walzen verwenden, sind Kunststoff- und Gummikalander, sowie Kalander im allgemeinen, Netallwalzwerke u.dgl. Alle diese Maschinen weisen ein Gerüst mit zwei oder mehr Walzen auf. Eine dieser Walzen ist in ortsfesten Lagern gelagert und die andre Walze ist einstellbar, weil sie in Lagern gelagert ist, die gegen die ortsfesten Lager hin und von denselben weg beweglich sind.
Die Lager dieser einstellbaren Walze müssen in die richtige Stellung gebracht werden, so daß der Abstand zwischen den beiden Walzen (der Walzenspalt oder Durchlass) in der erforderlichen Weise für den Druckwalzvorgang festgelegt werden kann. Das Werkstück kann aus einer Bahn bestehen, wie bei einem Kalander, oder aus einem Blech, wie bei einem Blechwalzwerk. Einige Maschinen verwenden mehr als zwei Walzen, um mehr als zwei Spalte oder Durchlässe zu bilden. Das zwischen den Druckwalzen bewegte Werkstück übt in jedem Fall eine die Walzen trennende Kraft aus, deren Stärke sich häufig verändert und die meißt sehr gross ist, wie bei einem Blechwalzwerk und bei manchen Kalandern. Die die Walzen trennende Hraft muss Jedenfalls von den Einrichtungen aufgenommen werden, welche die Walzenlager einstellbar anordnen, um die richtige Größe des Spaltes oder Durchlasses zu erhalten.
Die bekannten Einrichtungen haben gewöhnlich die Form von grossen und massiven Anstelleinrichtungen, die Schrauben und Muttern aufweisen. Die Muttern sind gewöhnlich am Walzenrahmen oder -gerüst befestigt, in welchem die Walzenlager angeordnet sind. Die Schrauben, die mit den Muttern in Schraubeingriff stehen, werden gegen die einstellbaren Walzenlager gedrückt. Die Drehung dieser Schrauben zur Einstellung der Walzenlager erfordert eine hohe Drehkraft und daher Andrehvorrichtungen mit einer grossen Drehkraftleistung. Die Ausführung einer kritischen oder feinen Walzeneinstellung ist daher schwierig.
Beim Ereatz dieser Einrichtungen durch hydraulische Walzeneinstelleinrichtungen hat sich das Problem ergeben, daß die hohen hydraulischen Drücke von Rohren aufgenommen werden müssen, die aus Metall hergestellt und der elastischen Ausdehnung durch den inneren hydraulischen Druck unterworfen sind. Ein weiteres Problem bilden die hydraulischen Zylinder, die notwendigerweise ebenfalls aus Metall hergestellt und daher der elastischen Ausdehnung durch den hydraulischen Druck unterworfen sind. Außerdem sind in der hydraulischen Druckflüssigkeit manchmal Luft oder andere Gase eingeschlossen.
Alle diese Faktoren haben hydraulische Walzeneinstelleinrichtungen ergeben, die eine unerwünschte Federung aufweisen, welche kritische und genaue Einstellungen des Walzenspaltes oder Durchlasses behindert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die vorstehend angegebenen Probleme in einem größeren Ausmaß zu überwinden als dies bisher möglich war.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur relativen Anordnung von einstellbaren Arbeitswalzen, die miteinander einen Durchlass für das bewegte Werkstück bilden und die wenigstens eine Walze umfassen, die gegen eine benachbarte Walze hin und von derselben weg beweglich ist, wobei die Einrichtung einen hydraulischen Zylinder aufweist, in welchem senkrecht zu der beweglichen Walze ein verschiebbarer Kolben angeordnet ist, der an einem Ende unter Druck auf dieselbe einwirken kann, um dadurch den Walzenspalt aufrecht zu erhalten oder zu regeln. Die Einrichtung ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder einen geschlossenen Endteil aufweist, der das andere Ende des Kolbens umschließt, dass in dem geschlossenen Endteil ein Einlass für die hydraulische Druckflüssigkeit vorgesehen ist, daß eine Einrichtung eine kontinuierliche Strömung der hydraulischen Druckflüssigkeit dem Einlass und dem Zylinder zuführt, daß eine Einrichtung eine kontinuierliche Abflußströmung der Flüssigkeit aus dem geschlossenen Endteil des Zylinders ermöglicht und daß eine Ventileinrichtung die Abflußströmung steuert, um dadurch den hydraulischen Druck im geschlossenen Endteil des Zylinders zu regeln.
Die Erfindung folgt dem Bekannten insofern als sie eine Walzeneinstelleinrichtung betrifft, die einen hydraulischen Zylinder aufweist, welcher am Maschinenrahmen oder -gerüst befestigt ist, sowie einen Kolben, der den hydraulischen Druck auf die einstellbaren Walzenlager überträgt. Eine solche Einrichtung ist für Jedes Lager vorgesehen, in welchem die einstellbare Walze gelagert ist. Außerdem sind Einrichtungen vorgesehen, welche dem Einlaß des Zylinders dieshydrauliæche Druckflüssigkeit zuführen, um den Druck auf die Walzenlager zur Einwirkung zu bringen.
Im Gegensatz zum Bekannten sieht die Erfindung die Zuführung einer kontinuierlichen Strömung der hydraulischen Druckflüssigkeit zum Einlass des Zylinders und eine kontinuErliche Abflußströmung dieser hydraulischen Druckflüssigkeit aus dem Zylinder vor. Diese Abflußströmung wird eingeschrknkt oder gedrosselt, um den hydraulischen Druck im Zylinder durch eine Ventileinrichtung zu regeln zusammen mit einer Einrichtung, welche auf die relative Bewegung des Kolbens im Zylinder anspricht, um die Ventileinrichtung zu steuern. Auf diese Weise wird die Drosselwirkung verstärkt, wenn sich der Kolben entgegen dem hydraulischen Druck im Zylinder bewegt, und vermindert, wenn sich der Kolben in entgegengesetzter Richtung bewegt. Wie bereits erwähnt, sind die Veränderungen der Drosselwirkung von gleichzeitigen Zunahmen und Abnahmen des Zylinderdrucks begleitet. Der hydraulische Druck im Zylinder wird stets eine Reaktionskraft erzeugen, die der Wirkungskraft gleich und entgegengesetzt ist, welche infolge der die Walzen trennenden Kraft auf den Kolben übertragen wird. Die Bewegung des Kolbens, die eine Veränderung der Drosselwirkung und des hydraulischen Drucks innerhalb des Zylinders bewirkt, ist um ein Vielfaches kleiner als Jene eines Zylinders von vergleichbarer Größe. Die Federung der bekannten hydraulischen Einrichtungen ist daher im wesentlichen beseitigt.
Die das Ventil steuernde Einrichtung, die auf die riative Bewegung des Kolbens im Zylinder anspricht, ist einstellbar, um in der beschriebenen Weise zu wirken, wenn sich der Kolben an verschiedenen Stellen innerhalb des Zylinders befindet, wodurch die Einstellung des Walzenspaltes oder Durchlasses ermöglicht wird, den die einstellbare Walze mit ihrer Gegenwalze bildet. Die Einrichtung, welche diese einstellbare Anordnung bewirkt, erfordert eine sehr geringe Antriebskraft und ermöglicht daher eine genaue Einstellung des Spaltes oder Durchlasses.
Die Anordnung der Einrichtung, welche auf den hydraulischen Druck im Zylinder zur Steuerung der Ventileinrichtung anspricht, um den hydraulischen Druck im Zylinder auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten, ergibt den wichtigen Vorteil einer konstanten Walzendruck-Walzkraft im Gegensatz zu einer Walzentrennung von konstantem Wert. Bei richtiger mechanischer und hydraulischer Ausbildung ermöglicht die Erfindung eine Kompensation der Wirkung der elastischen Streckung oder Federung einiger der mechanischen Elemente im Walzenrahmen und in der Walzenanordnungsvorrichtung. Sie kann auf diese Weise irgendwelche Veränderungen des Walzenspalts infolge der oben erwähnten elastischen Wirkung eliminieren.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Erfindung beispielsweise in ihrer Anwendung auf einen Kunststoff- oder Gummikalander beschrieben, der ein Gerüst mit drei Walzen aufweist, von denen die mittlere Walze in ortsfesten Lagern gelagert ist, während die beiden anderen Walzen in einstellbaren Lagern gelagert sind. Der Kalander erfordert daher vier Walzeneinstelleinrichtungen.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 eine Endansicht mit Teilen im Längsschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2.
Fig. 4 ist ein) Längsschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.
Fig. 5 zeigt in größerem Maßstab die Walzeneinstelleinrichtung gemäss Fig. 4 allein.
Fig. 6 zeigt schematisch eine abgeänderte Ausführungsform der Einrichtung gemäss Fig. 5.
Der in den Figuren 1 - 3 dargestellte Kalander weist in seitlichem Abstand liegende Rahmen 1 auf, die mit Ausnehmungen 2 versehen sind, in denen die Walzenzapfen 3 der mittleren Walze 4 in ortsfesten Lagern 5 gelagert sind, welche relativ Zu den Rahmen 1 unbeweglich festgemacht sind, Die einem stellbaren Walzen sind die oberen und unteren Walzen 6, deren Walzenzapfen 7 in Lagern 8 gelagert sind, die in den Ausnehmungen 2 derart angeordnet sind, daß sie sich relativ zu den Rahmen 1 in senkrechter Richtung aufwärts und abwärts bewegen können. Hydraulische Gegengewichte 9 ermöglichen das Anheben der beiden oberen Lager 8, während sich die beiden unteren Lager 8 unter Schwerkraftwirkung senken können. Dadurch werden erforderlichenfalls die Spalte oder Durchlässe geöffnet, welche die Walze 4 mit den oberen und unteren Walzen 6 bildet.
Die Walzen sind durch Zahnräder lo miteinander verbunden, welche auf die Walzenzapfen der verschiedenen Walzen aufgekeilt sind. Die mittlere Walze wird angetrieben und über die Zahnräder werden auch die anderen Walzen angetrieben.
Dieser Antrieb erfolgt durch eine Kupplung ii und ein Untersetzungsgetriebe im Getriebegehäuse 12 mittels eines (nicht dargestellten) Riemenantriebs mit Motor. Vom letzteren Antrieb ist nur die Riemenscheibe 13 dargestellt.
Für Jeden der Walzenzapfen 7 ist eine Walzeneinstelleinrichtung erforderlich, die allgemein mit 14 bezeichnet ist.
Diese Einrichtungen müssen die beiden Walzen gegen die die Walzen trennenden Kräfte des durch die Spalte oder Durchlässe bewegten Werkstücks einstellen, welche von den beiden einstellbar angeordneten Walzen mit der ortsfest angeordneten Walze 4 gebildet werden.
Die Rahmen l des Kalanders sind am oberen Ende geschlossen und weisen Unterteile 1a auf, die auf Füßen lc aufruhen.
Die Ausnehmungen 2 sind am oberen Ende durch Oberteile lb des Rahmens abgeschlossen. Die beiden Rahmen stehen selbstverständlich senkrecht und sind zueinander parallel. Die Rahmen sind an ihren oberen Enden durch Zugstangen 15 und an ihren unteren Enden durch Abstandsstücke 16 miteinander verbunden.
Die hydraulischen Zylinder 17 der beiden oberen Walsenelnstelleinrichtungen 14 sind als Teile der OberteileIb der Rahmen gegossen. Die Zylinder der beiden unteren Einrichtungen sind in entsprechender Weise als Teile der Unterteile 1a der Rahmen gegossen. Alle vier Einrichtungen 14 sind gleich und deshalb wird nachstehend nur eine derselben genauer beschrieben.
In den Fig. 4 und 5 ist eine der oberen Walzeneinstelleinrichtungen dargestellt. Der durch den gegossenen Rahmenoberteil Ib gebildete Zylinder wird im Inneren zylindrisch bearbeitet und mit einer zylindrischen ihinkleidung 18 versehen, die durch einen Zylinderkopf 19 in Stellung gehalten wird. Dieser ist am Gußstück durch Kopfschrauben 2o befestigt und steht mit dem oberen Ende der Auskleidung 18 in Eingriff. Eine Verschlußplatte 21 ist am Boden des Gußstücks durch Kopfschrauben 22 befestigt und steht mit dem unteren Ende der Auskleidung in Eingriff. Innerhalb der Auskleidung 18 ist ein Kolben 23 hin und her beweglich angeordnet und durch Kopfschrauben 24 mit einem Block 25 verbunden, der den Druck auf eines der Walzenzapfenlager 8 überträgt, das zu der betreffenden Einrichtung gehört. Die Übertragung des Drucks erfolgt mittels einer Lagereinheit, die aus einer Kipp-Platte 26 und einem linearen Rollenlager 27 besteht. Diese Lagereinheit hat den Zweck, die Obertragung des Drucks vom Block 25 auf das Lager 8 ohne unerwünschte seitliche Bindewirkung zu ermöglichen, die infolge einer möglichen schlechten Ausrichtung der Teile auftreten könnte.
Der Zylinderkopf 19 bildet zusammen mit der Zylinderauskleidung 18 und den anderen Teilen einen geschlossenen Endteil für den Zylinder, der nachstehend als Zylinder 18 bezeichnet wird. Dieser Zylinder ist mit einem Einlass 28 für die hydraulische Druckflüssigkeit versehen, welcher in das Innere des Zylinders mündet. Wenn sich in dem Teil des Zylinders 18 oberhalb des Kolbens 23 hydraulischer Druck entwickelt, wird der Kolben nach unten gedrückt. Mittels des Blocks 25 und der Lagereinheit einschliesslich der Kipp-Platte 26 wird Druck auf das Lager 8 zur Einwirkung gebracht, um der die Walzen trennenden Kraft entgegenzuwirken, die von dem zwischen der oberen Walze 6 und der Walze 4 hindurchgehenden Werkstück ausgeübt wird.
Die bisher beschriebene Vorrichtung ist die alte Kombination, welche aus zwei im Abstand liegenden einstellbaren Arbeitswalzen besteht, nämlich der Walze 4 und der oberen Walze 6, die zusammen einen Druckwalzdurchlass für das zwischen denselben hindurchgehende Werkstück bilden. Ein Zylinder wirkt mit einem Kolben zusammen, die entgegengesetzt zu diesem Druckwalzdurchlass senkrecht oder im rechten Winkel zu und auf einer Seite einer Walze liegen, welche die obere der Walzen 6 ist. Der Block 25 und die zugehörige Lagereinheit wirken als ein Druckteil. der das obere Ende dieses Kolbens mit der oberen Walze verbindet. Der Zylinder 18 weist den geschlossenen Endteil auf, der mittels des Zylinderkopfes 19 das andere Ende des Kolbens umschließt. Schliesslich wirkt der Rahmen 1 als ein Spannungsteil, welcher den Zylinder 18 (d.h. die im Rahmenoberteil 1b angeordnete Verkleidurig, welche die für Arbeiten unter hohem Druck erforderliche Wandstärke des Zylinders bildet) mit der Walze 4 verbindet (weil deren Lager 5 im Rahmen l angeordnet sind), so daß hydraulischer Druck im geschlossenen Endteil des Zylinders oberhalb des Kolbens 23 eine Reaktion auf die die Walzen trennende Kraft des Werkstücks ergibt.
Wie bereits erwähnt, haben bekannte Kombinationen dieser ARt eine unerwünschte Federung beim Walzeneinstellvorgang ergeben. Um diese Wirkung zu vermeideRl, werden gewöhnlich mechanische Anstelleinrichturgen verwendet, bei welchen Jedoch die oben erwähnten Probleme auftreten.
Bei der neuen Einrichtung ist daher der Kolben 23 mit einer Bohrung 29 versehen, die sich vom Boden nach oben erstreckt und mit einer Gegenbohrung 3o in Verbindung steht, welche sich vom oberen Ende des Kolbens nach unten erstreckt, wobei der Boden der Gegenbohrung einen ebenen Sitz 1 bildet.
Der Block 25 ist mit einer Blindbohrung 32 versehen und durchbohrt, um einen Abflußdurchlass 33 zu bilden.
In Fig. 4 ist eine Pumpe P mit kontinubrlicher Förderung dargestellt, welche die hydraulische Druckflüssigkeit durch eine Leitung 28a dem Einlass 28 zuführt. Bei der bisher beschriebenen Einrichtung kann sich Jedoch im Zylinder 18 kein hydraulischer Druck entwickeln, weil die Bohrungen 29 und 30, die Bohrung 32 und der Abflußdurchlass 33 einen kontinuierlichen Abfluß der Flüssigkeit durch eine Leitung 33a in einen Behälter T ermöglichen, aus dem die Pumpe P die Flüssigkeit ansaugt.
Ein solcher Verlust der hydraulischen Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 18 wird durch einen Ventilkopf 34 verhindert, der auf einer Stange 35 angebracht ist, welche sich durch eine abgedichtete oeffnung 36 im Zylinderkopf 19 nach oben erstreckt. Diese öffnung ist in einem Zylinderkopfeinsatz 37 mit kleiner Kolbenfläche ausgebildet, welche eine zylindrische Bohrung 38 einschließt, die sich im Zylinderkopf 19 nach oben erstreckt. Der Zylinderkopf ist daher ringförmig und weist eine große Metallmasse auf, wo dies erforderlich ist, weil die Innenseite des Zylinderkopfes dem hydraulischen Druck im Zylinder eine grosse Kolbenfläche darbietet. Die Bohrung 38 setzt sich nach oben fort und schließt an eine Gegenbohrung 39 an, die in einem nach oben gerichteten Fortsatz 40 des Zylinderkopfes 19 ausgebildet ist. An die Gegenbohrung 39 schließt sich eine zweite und größere Gegenbohrung 41 an, die mit der Gegenbohrung 39 eine Schulter 42 bildet. Ein Schrägrollenlager 43 sitzt mit dem unteren Ende auf der Schulter 42 auf und ist von derselben in der Bohrung 41 nach oben verschiebbar. Im Lager 43 ist eine drehbare Mutter 44 gelagert, die mit dem oberen Ende der Stange 35 in Schraubeingriff steht. Das Gewinde der Stange und das Gewinde der Mutter 44 stehen über bewegliche Kugeln 45 miteinander in Eingriff, um die Drehkraft zu verringern, die zum Drehen der Mutter 44 erforderlich ist. Die Drehung dieser Mutter stellt die Lage des Ventilkopfes 34 relativ zum Zylinder 18 ein.
Der Abfluß der hydraulischen Druckflüssigkeit auS dem Zylinder 18 muss daher durch den Raum zwischen dem Ventilkopf 34 und der Bohrung 30 des Kolbens, sowie durch den Raum zwei schen der Unterseite des Ventilkopfes und dem Sitz 31 erfolgen, wobei der Ventilkopf ein zylindrischer Bund 1st, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 30.
Zwischen der Unterseite des Ventilkopfes und dem Sitz 31 im Kolben 23 wird daher ein Strömungssteuerspalt gebildet.
Wenn daher hydraulische Druckflüssigkeit durch den Einlass 28 kontinuierlich in den geschlossenen Endteil des Zylinders eingeführt wird, bildet sich im Zylinder 18 hydraulischer Druck aus, um die erforderliche Reaktion auf die die Walzen trennende Kraft zu erzeugen, die durch das Walzenlager 8, die Lagereinheit und den Block 25 auf den Kolben 23 übertragen wird. Wenn der Druck oberhalb dee Kolbens 23 größer wird, bewegt sich der Kolben nach unten, aber der Raum zwischen dem Ventilkopf 34 und dem Sitz 31 öffnet sich etwas, so daß der Steuerspalt größer wird mit dem Ergebnis, daß der hydraulische Druck im Zylinder abnimmt. Wenn der Druck stärker abnimmt als erforderlich ist, um die richtige Reaktion zu erzeugen, steigt der Kolben 23 an und der Steuerspalt wird kleiner, so da4 der Druck oberhalb des Kolbens zunimmt. In Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkopfes 34, der durch die Mutter 44 eingestellt wird, ist die Stellung des Kolbens 23 und demgemäss Jene der oberen Walze wirksam festgelegt. Die oben erwähnte Federwirkung ist im wesentlichen beseitigt, weil die notwendige Bewegung des Kolbens 23, die erforderlich ist, um eine Veränderung des hydraulischen Drucks zu bewirken, um ein Vielfaches kleiner ist als die entsprechende Bewegung eines üblichen Kolbens und Zylinders von vergleichbarer Größe. Die Pumpe P muss selbstverständlich einen Mindestdruck zuführen, der erforderlich ist, um der zu erwartenden maximalen Walzentrennkraft entgegenzuwirken, und vorzugsweise soll die Pumpe fähig sein, einen wesentlich größeren Druck zuzuführen. Es ist nämlich erwünscht, in der beschriebenen Weise eine kontinuierliche Strömung durch den Einlass 28 in den Zylinder 18 und eine kontinuierliche Abflußströmung aufrecht zu erhalten. Die Pumpe soll auch eine angemessene Förderkapazität aufweisen. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird der Steuerspalt, durch den die hydraulische Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 18 abfließt, niemals vollständig geschlossen und die Einrichtung wirkt in der beabsichtigten Weise.
Die dargestellte Einrichtung sieht auch die vollständige Trennung der Walzen vor, die bei Beginn des Druckwalzvorganges erforderlich ist, sowie das Auswechseln der Walzen u.dgl. Die Bohrung 38 im Zylinderkopf 19 ist daher als ein hydraulischer Zylinder bearbeitet und an der Stange 35 ist oberhalb des Zylinderkopfeinsatzes 37 ein Kolben 46 befestigt. Der Kolben 46 befindet sich in der Nähe des Einsatzes 37, wenn das Lager 43 auf der Schulter 112 aufsitzt, dem weil die Oberseite des Ventilkopfes 34 im hydraulischen Druck ausgesetzt ist, was auf der Oberseite eine hydraulische Kraft ergibt, die größer ist als db hydraulische Kraft auf der Unterseite des Ventilkopfss, so daß die Stange 35 bei normalen Betriebsbedingungen unter Spannung @ steht. Der Zylinderkopf 19 ist durchbohrt, um einen Durchlass 47 zu bilden, der in den Teil der Bohrung 38 unter halb des Kolbens 46 mündet.
Wenn die Pumpe P gemäss Fig. 4 die Druckflflssigkeit kontinuierlich über ein Verteilerventil V zuführt, kann dasselbe vestellt werden, um die Leitung 28a über eine Leitung 28b mit dem Behälter T zu verbinden. Die Pumpe P fordert dann die hydraulische Druckflüssigkeit Uber eine Leitung 47a zu diesem Durchlass 47, während das Ventil V die Leitung 28a mit einer Leitung 28b verbindet, welche in den Behälter T mündet, aus dem die Pumpe P die Fl':3sigkeit ansaugt. Der hydraulische Druck wirkt dann auf den Boden des Kolbens 46 und drückt die Stange 35 nach oben, bis das Lager 43 die obere Grenze seiner Bewegung erreicht. Diese obere Grenze wird durch den Unterteil 48 einer Motorantriebseinheit gebildet, welche am oberen Ende des Fortsatzes 40 durch Kopfschrauben 48 befestigt ist und einen Motor 49 ilt einem Untersetzungsgetriebe 50 trägt, welche über eine Gleitantriebsverbindung 51 die Mutter 44 in Drehung versetzen.
Die Stange 35 ist mit dem Kolben 23 in der nachstehend beschriebenen Weise verbunden, so daß die Stange den Kolben und demgemäss die Walze nach oben ziehen kann. Bei diesem Vorgang können auch die hydraulischen Gegengewichte 9 dazu dienen, das Lager 8 anzuheben, das zu der betreffenden Einrichtung gehört. Die obere Walze wird daher angehoben.
Im Falle der unteren einstellbaren Walze senkt sich das Lager lediglich unter Schwerkraftwirkung, wenn die zugehörige Walzeneinstelleinrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise entsprechend betätigt wird.
Der Kolben 23 muss relativ zum Ventilkopf 34 etwas schweben, um die vorstehend beschriebene Walzeneinstel3w s zu bewirken.
Um daher der Stange 35 zu ermöglichen, den Kolben 23 nach oben zu ziehen, ist eine Totgangverbindung zwischen der Stange 35 und dem Kolben 23 vorgesehen. Unter nTotgang ist zu verstehen, daß der Kolben 23 eine begrenzte Bewegung relativ zur Stange 35 ausführen kann, während der Ventilkopf 34 an der Stange 35 starr befestigt ist. Dieser Totgang wird er -möglicht, indem der Ventilkopf 34 mit einer nach unten gerichteten Hülse 52 versehen ist. Der Ventilkopf weist eine Bohrung auf und die Stange 35 ein Ende mit verringertem Durchmesser, das durch den Ventilkopf und die Hülse 52 hindurchgeht. Das untere Ende der Stange 35 ist mit Gewinde versehen, auf welches eine Mutter 53 aufgeschraubt ist, die über einen dazwischengelegten Ring 54 den Ventilkopf und seine Hülse gegen das untere Ende des oberen Teils der Stange 35 festklemmt. Der Ring 54 ist mit zwei oder mehr Nuten 55 versehen, die einen Teil des Durchlasses bilden, durch den die hydraulische Druckflüssigkeit uaus dem Zylinder 18 abfließt. Der Ring nimmt auch wenigstens einen Keil 56 auf, der in eine entsprechende Nut im Block 25 passt. Dadurch wird die Drehung der Stange 35 während der Drehung der Mutter 44 verhindert. Die im Block ausgebildete Bohrung 32 ist in der erforderlichen Weise erweitert, um das untere Ende der Stange 35, die Mutter 53, und den Ring 54 aufzunehmen. Der Außendurchmesser der Hülse 52 ist kleiner als der Inendurchmesser der Bohrung 29, was für den Durchgang der abfließenden hydraulischen Druckflüssigkeit erforderlich ist. Auch der Raum zwischen dem Ring 54 und der Unterseite des Kolbens soll eine freie Strömung der abfließenden Flüssigkeit zulassen, um die Wirkung des Steuerspaltes zwischen dem Ventilkopf 34 und seinem Sitz nicht zu beeinträchtigen.
Bei bloßer Beschränkung auf das Konzept der Walzeneinstellung wirkt die Mutter 44, die mit dem mit Gewinde versehenen oberen Ende der Stange 35 in Eingriff steht, wie eine Anstelleinrichtung mit der wichtigen Ausnahme, daß die einzige Beanspruchung nur in der auf die Mutter ausgeübten Spannung besteht, die sich aus der verhältnismässig kleinen Kolbenfläche auf der Ober- und Unterseite des Ventilkopfes 34 ergibt, welche dem wirksamen hydraulischen Druck im Zylinder 1,8 ausgesetzt ist. Für die Zwecke der Walzeneinstellung können daher der Motor 49 und das Getriebe im GetwiebegehEuse 50, durch welche die Mutter in Drehung versetzt wird, verhältnismässig klein und sehr rasch wirkend sein, weil die wirksame Drehkraft der Mutter 44 und die Massen der mechanischen Elemente im Vergleich zu einer üblichen Anstelleinrichtung sehr klein sind.
Es ist zu bemerken, daß die Stange 35 nicht unter Druck wirksam ist wie bei der üblichen Anstelleinrichtung. Die Stange 35 steht vielmehr unter Spannung. Dies ist ein wichtiger Unterschied, wie nachstehend erklärt wird.
Wie bereits erwähnt, werden die Rahmen 1 wie in Jedem Kalander, Walzwerk o. dgl. notwendigerweise unter Spannung gesetzt. Daraus ergibt sichadas bekannte Federungsproblem des Rahmens oder Gerüstes, das darauf zurückzuführen ist, daß bei hohen Walzendrücken die Rahmen oder Gerüste, die notwendigerweise elastisch sind, sich strecken, so daß die genaue Walzeneinstellung durch irgendeine bisher bekannte Walzeneinstelleinrichtung wesentlich behindert wird.
Im Falle der vorliegenden Erfindung wird die Lage des Walzenlagers oder dessen Stellung durch die Stange 35 festgelegt, welche die Stellung des Ventilkopfes 34 einstellt, dessen Ober- und Unterseite dem hydraulischen Druck im Zylinder 18 ausgesetzt ist, in welchem der Druck herrscht, der die Reaktion auf die auftretende Walzentrennkraft bewirkt. Da die Stange 35 unter Spannung steht und aus Metall hergestellt und daher elastisch ist, streckt sie sich ebenfalls proportional zu dem der Walzentrennkraft entsprechenden Reaktionsdruck der hydraulischen Flüssigkeit und daher proportional zur Streckung des Rahmens oder Gerüstes, das durch die Walzentrennkraft unter Spannung gesetzt wird.
Wenn sich die Stange 35 streckt, bewegt sich der Ventilkopf 34 in eine tiefere Stellung und stellt den Arbeitsbereich des Kolbens 23 in eher Richtung ein, die Jener entgegengesetzt ist, in welcher sich das durch die Einrichtung eingestellte Walzenzapfenlager infolge der Streckung des Rahmens oder Gerüstes bewegt.
Daraus ergibt sich, daß durch richtige Ausbildung die Streckung der den Ventilkopf einstellenden Stange 35 sowie der anderen Elemente so bemessen werden kann, daß sich bei Streckung des Rahmens oder Gerüstes der Yentilkopf 34 entgegengesetzt oder nach unten bewegt mit dem Ergebnis, daß der Walzenspalt oder Durchlass, der durch die Einrichtung zusammen mit der zugehörigen Einrichtung am anderen Walzenende gesteuert wird, im wesentXichen auf einem festgesetzten Walzentrennungsabstand gehalten werden kann.
Mit anderen Worten, die Waizeneinstelleinrichtung gemäss der Erfindung kann einem Kalander, Walzwerk oder dergl. eine sehr hohe Steifheit verleihen, indem der Satz der Walzen so wirkt, als ob dieselben wirksam zusammengehalten würden und keinerlei Neigung zeigen, auseindnder zu federn infolge von Ablenkungen oder einer streckung des Walzenrahmens unter dem Einfluss des Walzdrucks.
Ein anderer Vorteil der neuen Einrichtung besteht darin, daß es möglich ist, einen Walzvorgang auszuRühren, der einen konstanten Walzdruck auf das Werkstück ausgibt, so daß beispielsweise bei Veränderung der Dicke des zu walzenden Werkstücks die sich ergebende Trennkraft die gleiche bleibt.
Dies ist auf die sehr geringe Drehkraft zuruckzuführen, die erforderlich ist, um die Mutter 44 zu drehen.
Eine Art und Weise, wie dieser konstante Walzdruck erzielt werden kann, ist in Fig. 4 dargestellt. Eine Leitung 57 verbindet den in der Leitung 28a herrschenden Druck, welcher dem Druck im Zylinder 18 gleich ist, mit einer druckemprindlichen Umkehrmotorsteuerung 58, welche über die Leiter 59 den Motor 49 steuert. Diese Steuerung besteht im wesentlichen aus einer druckempfindlichen Einheit, die mit einem elektrischen Umkehrschalter verbunden ist, welcher so angeordnet ist, daß bei Abnahme des Drucks in der Leitung 57 der Motor 49 in einer Richtung mit betätigt wird, welche die Mutter 44 veranlasst, die Stange 35 nach unten zu schrauben. Wenn hingegen der Druck in der Leitung 57 zunimmt, wird der Motor 49 in der entgegengesetzten Richtung betätigt, so daß die Stange 35 nach oben geschraubt wird. Diese druckempfindliche Motorsteuerung kann in üblicher Weise ausgebildet werden und soll einstellbar sein, um im Zylinder 18 veränderliche Drücke aufrecht zu erhalten. Sobald die Steuerung eingestellt ist, wird Jede Veränderung dieses Drucks, die durch eine Änderung des Steuerspalts gewirkt wird, sofort durch eine Bewegung der Stange korrigiert, welche selbstverständlich die Stellung des Ventilkopfes 34 und demgemäss den Steuerspalt einstellt, der zwischen der Unterseite des Ventilkopfes und dem Sitz 31 vorhanden ist.
Bei Aufrechterhaltung des konstanten Drucks verändert sich selbstverständlich die Größe des Spalts oder Durchlasses, Je nach der Art des zu walzenden Werkstücks, aber der auf das Werkstück ausgeübte tatsächliche Walzdruck wird in seinem Wert konstant gehalten.
Es ist auch wünschenswert, daß eine Walzeneinstellvorrichtung mit einigen Einrichtungen versehen wird, welche eine rasche Trennung der Druckwalzen ermöglichen, falls der maximale Walzdruck aus irgendeinem Grund überschritten wird.
Eine übliche Anstelleinrichtung weist dieses wünschenswerte Merkmal nicht auf. Gemäß der Erfindung kann dies leicht erreicht werden, indem ein Druckminderventil durch eine Leitung 28b mit der Leitung 28a verbunden wird. Das Ventil gibt den Druck sofort frei in dem Augenblick, in dem der maximale Betriebsdruck innerhalb des Zylinders 18 aber schritten wird.
Bei der in Fig. 6 dchematisch dargestellten abgeänderten Ausführungsform wird ein Walzenlager 8a durch eine Stange 35a eingestellt, deren oberes Ende in eine gegen eine Schulter 42a anliegende Mutter 44a eingeschraubt iat und mit derselben in Eingriff steht. Die Mutter wird durch in den Rahmen lb eingesetzte Bolzen an einer Drehung gehindert.
Der Achsialdruck der Walzentrennkraft wird auf den Walzenrahmen durch das Lager 8a, den Ventilsitz 31a, die Stange 35a und die Schulter 42a übertragen. Das untere Ende 34a der Stange,35a wirkt als ein Ventilkopf, der gegen den Ventilsitz 31a anliegt, über den der Achsialdruck auf das Lager 8a einwirkt. Die Drehung der Stange 35a über einen Gleitantrieb 51a durch eine motorisierte Einheit 49a verschiebt die Stange 35a nach oben oder unten.
In diesem Falle arbeitet die Stange 35a unter Druck wie eine übliche Anstelleinrichtung und alle beschriebenen Teile müssen massiv genug sein, um die Reaktion der ganzen Walzentrennkraft aufzunehmen. Die Schulter 42a trägt den Achsialdruck. Die zum Drehen der Stange 35a erforderliche Drehkraft würde sehr hoch sein, und zwar aus dem folgenden Grund: Das Rahmenoberteil lb, das mit den im ersten Beispiel erwähnten Bohrungen versehen ist, bildet einen Zylinder 18a, der einen Einlass 28a für die hydraulische Druckflüssigkeit aufweist und einen geschlossenen Endteil bildet, mit dem der Einlass 28a verbunden ist und in welchem ein Kolben 23a verschiebbar ist. Die Stange 35a ist in der Längsrichtung durchbohrt, um einen Abflußdurchlass 33a zu bilden, der über Durchlässe 33b, die zwischen'der Mutter 44a und der Stange 35a ausgebildet sind, mit einem Abflußauslaß 33c verbunden ist. Der Kolben 23a ist mit einer erweiterten Bohrung 30a versehen, so daß der Druck im Zylinder 18a zum Ventilsitz 31a freien Zugang hat.
Bei dieser abgeänderten Ausführungsftrm kann der Druck, der auf die Stange 35 ausgeübt wird, die wie eine übliche Anstelleinrichtung unter Achsialdruck wirken kann, freigegeben werden, wenn ihre Einstellung erforderlich ist, indem hydraulische Druckflüssigkeit durch den Einlass 28a eingeführt wird. Dadurch wird der Achsialdruck von der Stange 35a auf den Kolben 23a übertragen, worauf die Mutter 44a mit einer sehr kleinen Drehkraft gedreht werden kann.
Durch die Einführung einer kontinuierlichen Strömung der hydraulischen Druckflüssigkeit durch den Einlass 28a könnte der Kolben 23a aber auch in der oben beschriebenen Weise zur Wirkung gebracht werden, indem zwischen dem Ende 34a der Stange und dem Ventilsitz 31a ein Steuerspalt gebildet wird für den kontinuierlichen Abfluss der Flüssigkeit durch die Durchlässe 33a, 33b und 33c, so daß mit dem Kolben 23a die früher beschriebene Wirkung erzielt wird, welche die durch die Lage der Stange 35a vorher gewählte Stellung des Walzenlagers 8a aufrecht erhält.
Durch die Anordnung entpprechender Durchlässe kann daher die kontinuierliche Abflußströmung der hydraulischen Druck flüssigkeit des ersten Beispiels durch die Stange 35a nach oben gelenkt werden.
Bei beiden Ausführungsformen arbeitet der für die Walzeneinstellung erforderliche Motor unter einer sehr geringen Drehmomentbelastung, so daß eine sehr rasche Walzeneinstellung möglich ist. Bei beiden Ausfh'ungsformen ist daher die Aufrechterhaltung eines konstanten Walzdrucks durch automatische Einrichtungen ausführbar. Die bevorzugte erste Ausführungsform weist den zusätzlichen Vorteil auf, daß die Größe des Walzenspalts oder Durchlasses ohne Rücksicht auf die Streckung des Rahmens oder Gerüstes aufrecht erhalten wird. Beide Ausführungsfcrmen sind von der Federung befreit, welche die bekannten hydraulischen Einrichtungen aufweisen. Bei der ersten Ausführungsform ist eine rasche Trennung der Walzen möglich, entweder absichtlich oder wenn der Walzendruck ein sicheres Maximum überschreitet.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur relativen Anordnung von binstellbaren Arbeitswalzen, die miteinander einen Durchlass für das bewegte Werkstück bilden und die wenigstens eine Walze umfassen, die gegen eine benachbarte Walze hin und von derselben weg beweglich ist, wobei die Einrichtung einen hydraulischen Zylinder aufweist, in welchem senkrecht zu der beweglichen Walze ein verschiebbarer Kolben angeordnet ist, der an einem Ende unter Druck auf dieselbe einwirken kann, um dadurch den Walzenspalt aufrecht zu erhalten oder zu regeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (18) einen geschlossenen Endteil (19) aufweist, der das andere Ende des Kolbens (23) umschließt, daß in dem geschlossenen Endteil ein Einlass (28) für die hydraulische Druckflässigkeit vorgesehen ist, daß eine Einrichtung (P) eine kontinuierliche Strömung der hydraulischen Druckflüssigkeit dem Einlass (28) und dem Zylinder (18) zuführt, daß eine Einrichtung eine kontinuierliche Abflußströmung der Flüssigkeit aus dem geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) ermöglicht und daß eine Ventileinrichtung die Abflußströmung steuert, um dadnrch den hydraulischen Druck im geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) zu regeln.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung einen Ventilkopf (34) aufweist, der von einer Stange (35) getragen i,4rd, die in der Längsrichtung durch den Kolben (23) und den geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) hin und her bewegt wird, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Stange (35) in verschiedene Stellungen einstellt, wodurch der Ventilkopf (34) in entsprechenden Stellungen relativ zum Zylinder (18) angeordnet wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) mit einer Bohrung (29) versehen ist, die sich vom Boden nach oben erstreckt und mit einer Gegenbohrung (30) in Verbindung steht, welche sich von der Oberseite des Kolbens (23) nach unten erstreckt, wobei der Boden der Gegenbohrung (30) einen ebenen'Sitz (31) bildet, daß der Ventilkopf (34) auf der Stange (35) fest angeordnet und innerhalb der Gegenbohrung (30) des Kolbens ) 5) einstellbar ist, daß der Ventilkopf (34) und die Gegenbohrung (30) zwischen sich einen Durchlass begrenzen, um die kontinuierliche Abflußströmung der hydraulischen Druckflüssigkeit aus dem Zylinder (18) zu ermöglichen, und dadurch miteinander die Ventileinrichtung bilden.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) mit einem Block (25) verbunden ist, der'Druck auf das Walzenzapfenlager (8) der beweglichen Walze (6) mittels einer Lagereinheit überträgt, die aus einer Kipp-Platte (26) und einem linearen Rollenlager (27) besteht.
5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 2 und Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Ventilkopfes (34) dem hydraulischen Druck im Zylinder (18) ausgesetzt ist, um die Stange (35) zwischen dem Ventilkopf (34) und der Einrichtung zum Einstellen der Stange (35) unter Spannung zu setzen, daß der Zylinder (18) an dem die Arbeitswalzen (4, 6) abstUtzenden Rahmen (1) befestigt ist und vorzugsweise mit demselben aus einem Stück besteht, daß der Rahmen (1) unter dem Einfluss der Walzentrennkraft und der hydraulischen Druckreaktion auf dieselbe unter Spannung steht, daß die unter Spannung stehende Stange (35) sich elastisch strecken kann in einer Richtung, die zur Streckung des Rahmens (1) entgegengesetzt ist, und daß die Stange (35) so bemessen ist, daß sie sich in einem Ausmaß streckt, durch welches der Ventilkopf (34) relativ zum Kolben (23) wieder so eingestellt wird, daß die elastische Streckung des Rahmens (1) im wesentlichen kompensiert wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die auf den hydraulischen Druck im geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) ansprechen, um die Einrichtung einzustellen, welche die Stange (35) in der Längsrichtung in verschiedenen Stellungen hält, damit der Druck im geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird und demgemäss auch der Walzdruck der Walzen (4, 6).
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-abhängige Einrichtung aus einer druckabhängigen Einheit besteht, die mit einem elektrischen Umkehr-Schalter verbunden ist, welche so angeordnet ist, daß eine Abnahme des Drucks innerhalb des geschlossenen Endteils (19) des Zylinders (18) eine Längsbewegung der Stange (35) und eine entsprechende Bewegung des Ventilkopfes (34) gegen den Kolben (23) hin bewirkt, um die Abflußströmung der hydraulischen Druckflüssigkeit zu beschränken, während eine Zunahme des Drucks innerhalb des geschlossenen Endteils (19) des Zylinders (18) eine Längsbewegung der Stange (35) in der entgegengesetzten Richtung und eine entsprechende Bewegung des Ventilkopfes (34) vom Kolben (23) weg bewirkt, um die Abflußströniung.der hydraulischen Druckflüssigkeit zu verstärken.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Halteeinrichtung aus einem Mutter-und Schraubenantrieb besteht, daß eines der Mutter- und Sohraubenelemente des Antriebs Mittel aufweist, die dasselbe gegen eine Längsbewegung zum Kolben (23) hin drehbar festhalten, aber eine entgegengesetzte Längsbewegung ermöglichen, daß das andere Element des Antriebs äuf der Stange (35) nicht drehbar befestigt ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das drehbar festgehaltene Element verdreht, um die Stange (35) in der Längsrichtung einzustellen, daß die Oberseite des Ventilkopfes (34) dem hydraulischen Druck im geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) ausgesetzt ist, um die Stange (35) unter Spannung zu setzen, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die kontinuierliche Strömung der hydraulischen Druckflüssigkeit zum Einlaß (28) beendet, um den hydraulischen Druck freizugeben, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die entgegengesetzte Längibewegung des drehbaren Elements des Antriebs bewirkt, wenn der hydraulische Druck freigegeben ist, wodurch die Trennung der Arbeitswalzen (4, 6) ermöglicht wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Totgangverbindung den Kolben (23) und die Stange (35) derart verbindet, daß sich der Kolben (23) in der Längsrichtung um eine begrenzte Strecke relativ zum Ventilkopf (34) bewegen kann, und daß die Stange (35) mit dem Kolben (23) in Eingriff kommen kann, um sich gegen den geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) zu bewegen, wenn die Stange (35) durch die Einrichtung bewegt wird, welche die entgegengesetzte Längsbewegung des drehbaren Elements des Antriebs bewirkt, lo.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (34a) der Stange (35a) als Ventilkopf dient und daß die Stange (35a) mit einem in der Eängsrichtung hindurchgehenden Abflußdurchlass (33a) versehen ist, der mit dem unterhalb des Kolbens (23a) liegenden Teil des Zylinders (18a) verbunden ist, um dadurch die kontinuierliche Abflußströmung der hydraulischen Druckflüssigkeit zu ermöglichen.
11. Einrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbarelälteeinrichtung der Stange (35) aus einem Mutter- und Schraubenantrieb besteht, der genügend stark ist, um den ganzen Achsialdruck der Walzentrennkraft auf den Stützrahmen (1) der Arbeitswalzen (4, 6) zu übertragen, wenn sich im geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) im wesentlichen kein hydraulischer Druck befindet, wobei die Einführung des hydraulischen Drucks in den geschlossenen Endteil (19) des Zylinders (18) dazu dient, den Mutter- und Schraubenantrieb von dem ganzen Achsialdruck oder einem Teil desselben zu entlasten.