-
Vorrichtung zur Balligkeitssteuerung der, Arbeitswalzen in einem
Duo-Metallwalzwerk Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Balligkeitssteuerung
der Arbeitswalzen in eine. Duo-Metallwalzwerk mittels außer.
-
halb der Ständerfenster an verlängerten Walzenzapfen angreifender
Biegeeinrichtung, deren Kraftorgan ein hydraulisches Kolbentriebwerk bildet.
-
Es ist bekannt, mittels einer mechanisch wirkenden Biegeeinrichtung
die Walzen eines Duo-Walzwerkes an deren verlängerten Enden auseinanderzubiegen.
Entweder stehen hierzu Keile zur Verfügung, die zwischen den Walzenschwänzen in
Richtung der Walzenlängsachsen hin- und herbewegt werden, oder man bedient sich
angetriebener Schraubenspindeln. Das Spreizen der Walzenschwänze kann nur so erfolgen,
daß entweder die obere oder die untere Walze gebogen wird. Sofern sich die Spreizkraft
auf den einen Walzenschwanz stützt, erfolgt zumindest eine ungleiche Biegung von
Ober- und Unterwalze, deren Verhältniz im Rahmen der gegebenen Mittel nicht verändert
werden kann. Die bekannte Lösung dient nicht nur als Walzmaschine, sondern auch
als Biegemaschine und dem speziellen Zweck, Blechschüssen eine Bogenform zu erteilen.
Dementsprechend müssen die Walzen um eine zur Bandrichtung parallele Achse klappbar
sein. 8LoBohg Forderungen hingegen bestehen an Metallband-Walzwerken nicht. Vielmehr
besteht dort das Erfordernis, die Walzen schnell auszubauen, um sie in der Werkstatt
nachzuschleifen. Gewöhnlich baut man den ganzen
Walzensatz, d. h.
die Walzen mit ihren Einbaustücken aus und fährt sie aus dem in der Walzlinie verbleibenden
Gerüst auf Wagen aus. Die leichte Walzenauswechselbarkeit ist demnach an schweren
Walzwerken ein Kriterium der Walzgerüst-Qualität.
-
Zu den Bedingungen bestimmter Toleranzen über gleichmäßige Blechdicke,
Wellenfreiheit, Rißfreiheit oder dergleichen treten die Anforderungen für einen
zweckmäßigen Gerüstaufbau hinzu. Die zweite Forderung ist bei Vorhandensein einer
Walzenbiegeeinrichtung nicht so ganz einfach erfüllbar und kann den Konstrukteur
vor oft unlösbare Aufgaben stellen.
-
Die Schwierigkeit der Aufgabe stellt sich bei Biegung der Arbeitswalzen
von Duowalzwerken nämlich als zusätzliches Problem der Ausbildung des Walzgerüst-Ständers
dar. Das Vorhandensein einer Biegekraft führt unwillkürlich zur Verstärkung des
Walzenständers und damit zu einer unerwünschten Gewichtserhöhung. Obwohl eine Gewichtserhöhung
vom technischen Standpunkt her Vorteile der Steifigkeit mitbringt, ist sie mit wirtschaftlichen
Gesichtspunkten nicht mehr in Einklang zu bringen.
-
Das technische Problem äußert sich in dem Anwachsen der Ständerreaktionskraft,
die mit der Biegekraft linear ansteigt. Für die im Durchmesser großen Arbeitswalzen
von Duo-Walzwerken sind erhebliche Biegekräfte notwendig. Die Biegekräfte lasten
daher auf den Einbaustücken und letzten Endes auf den Anstellspindeln. Zwar ist
es denkbar, die Anstellspindeln zu entlasten und zusätzliche Stützlager an den Ständern
vorzusehen, um die Biegekräfte günstiger in den Ständer zu leiten. Auch kann nach
den Grundsätzen der Statik eines Trägers auf zwei oder mebrerenStützen das durch
die Biegeeinrichtung sich einstellende biegemoment beeinflußt werden, jedoch nur
in Verbindung mit einem nicht immer erwünschten Einfluß auf die Durchbiegungslinie
der Walzenachse selbst.
-
Die Biegelinie der Walzenachse bewegt sich sofort dann in festgelegten
Bereichen, wenn sämtliche Walzprogramme mit einem einzigen Balligkeitsschliff bearbeitet
werden sollen.
-
Ein solches Programm kann beispielsweise innerhalb von zwei Grenzabmessungen
liegen: Es sollen Bleche mit den Endabmessungen 38,1 maximaler Dicke mal 2030 mm
Breite gewalzt werden oder solche mit 12,7 mm minimaler Dicke von 760 nun Breite.
Für solche feststehende Programme ergeben sich nach Berechnungen und Erfahrungen
gewisse Walzen von entsprechender Ballenlänge und von entsprechendem Ballenverlauf.
Hierzu gehört bereits die Berücksichtigung der möglichen oder auch notwendigen Biegekräfte,
wie sie durch die Walzenbiegeeinrichtung erzeugt werden können.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Balligkeitssteuerung vorzuschlagen, die sowohl eine gute Wechselmöglichkeit
der Arbeitswalzen verbürgt, als auch einen dem Erfordernis des Metallbandwalzens
gerecht werdenden Biegelinien-Bereich zu erreichen gestattet, wobei der Bemessung
des Walzenständers eine den zutreffenden Umständen angemessene Rolle zukommt.
-
Die Erfindung löst die aufgezeigten Schwierigkeiten folgendermaßen:
An den Walzenzapfen sind doppelt beaufschlagbare Kolbentriebwerke vorgesehen, wobei
diese jeweils zwischen zwei Walzenzapfen einer Ständerseite über auf den Walzenzapfen
befestigten, beidseitig symmetrisch zur Fenstermittelachse angeordneten enkhebeln
in einem senkrechten Abstand zur Fenstermittelachse derart verlaufen, daß beide
Kolbentriebwerksgehäuse in ihrer Erstreckung kleiner als die lichte Breite des Ständerfensters
sind.
-
Die Erfindungsmaßnahme verzichtet auf Jegliche besonders Anlenkung
der Triebwerke oder deren Abstützung an den Ständern oder an der Gerüstsohle. Einerseits
erleichtert das den Walzenwechsel in einn m optimalen Auuiafl. Andererseits liegen
eindeutig
bestimmbare Biegeverhältnisse vor, wobei keinerlei NebeneinflUsse
auftauchen, die die erwünschte Biegelinie verfälschen können. Einer der wesentlichen
Vorzüge liegt in der günstigen Steuermöglichkeit des Biegelinien-Verlaufes von Ober-
und Unterwalze in gegenseitiger Abhängigkeit.
-
Außerdem tritt entgegen aller frtlheren Überlegungen eine geringere
Beanspruchung des Stinders ein, so daß zumindest eine Verstärkung bisheriger Ständerabmessungen
unterbleiben kann. Diesbezügliche Überlegungen werden dadurch einen besonders klein
zu wählenden Abstand der WalzenballenberUhrung bis zur Anstellspindelmitte gestUtzt
und finden ihre Grundlage zusätzlich in den Vorgängen positiver und negativer Biegung
der Walzen, die mittels der doppelt beaufschlagbaren Kolbentrietwerke besonders
wirkungsvoll und gleichmäßig gesteuert anwendbar ist. Bei positiver Walzenbiegung
nimmt der Walzspalt leicht bikonvex Querschnittsform an, dagegen bei negativer Walzenbiegung
leicht bikonkave Form. Die positive Walzenbiegung bedeutet demgemäß ein Annähern
der Walzenzapfenenden. Hierbei treten in relativ geringem Maße Biegekräfte in den
Ständer ein, was für eine große Ballenlänge und eine entsprechend lange Ballenberührung
gilt.
-
Bei negativer Walzenbiegung hingegen sind diese Kräfte größer, lassen
sich jedoch durch Gegenhaltung des hydraulischen Drukkes innerhalb der doppeltbeaufschlagbaren
Kolbentriebwerke erträglich gestalten.
-
Eino nicht zu unterschätzende, weil erst im zweiten Teil der Erfindungsmaßnahmen
genannte Verbesserung ergibt sich durch ein auf jeden Walzenzapfen aufschiebbares
Gelenkgehäuse mit paarweise in diesem vorgesehenen Kugelgelenklagern, deren sphärisch
geformte Kugelhulse auf parallel zur Walzenzapfenachse verlaufenden Achsen gesteckt
sind, die die Verbindung mit der Kolbenstange bzw. dem Zylindergehäuse des Jeweiligen
Kolbentriebwerkes bilden. Eine solche spezielle Lagerung erleichtere
die
Bewegung der Kolbenstange und des Zylindergehuses, wenn die Walzenzapfen gebogen
werden. Die Lager eignen sich insbesondere zur Aufnahme großer Kräfte. Einfache
Zapfenlager beschränken die Bewegungsmöglichkeiten.
-
Überdies können die auf den Walzenzapfen angeordneten Gelenkhebel
jeweils gabelförmig vom Ende der Kolbenstange bzw.
-
Hydraulikkolbentriebwerksgehäuse umfaßt sein. Für handels-Ubliche
Lager besteht ein technisch und wirtschaftlich gleichmäßig günstiger Anwendungsfall,
was sich beim Wechsel der Walzen bzw. bei deren Aus- und Einbau selbst in der Werkstatt
günstig auswirkt.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt und im folgenden näher erläutert.
-
Fig. 1 stellt eine Vorderansicht eines mit der Erfindung ausgerüsteten
Duo-Walzwerkes dar.
-
Fig. 2 ist die zugehörige Seitenansicht, und zwar von der antriebslosen
Walzgerüstseite, Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Kolbentriebwerksanlenkung.
-
Der Einfachheit halber sind vom Walzgerüst nur die beiden Ständerseiten
1 und 2 gezeigt. In diesen befinden sich (Fig. 2) jeweils die Ständerfenster 3.
Die Walzen 4 und 5 lagern mit ihren Walzenzapfen 4a und 5a in den übereinander angeordneten
Einbaustücken 6 und 7, die in weiter nicht gezeigten Führungen des Ständerfensters
3 höhenverstellbar sind.
-
An der rechten Seite greiien an die Walzenzapfen 4a und 5a di. Kupplungen
8 und 9 der Antriebe für die Walzen 4 und 9 an, di. außerhalb der Zeichenfläche
zu liegen kommen und deshalb flieht sichtbar sind, aber auch für die Erläuterung
der
Biegeeinrichtung keine Bedeutung besitzen. Sie fuhren die Höhenverstellungen
der Einbaustücke über übliche Gelenkspinden mit aus. In Jeder Ständerseite 1 und
2 gen außerdem die Anstelispindeln 10 und 11 und an den EinbaustUcken Kraftmeßdosen
12. Es bedeutet fUr den Fachmann eine besonders interessante Möglichkeit, daß im
vorliegenden Fall die Walzspalteinstellung mit Hilfe der Biegeeinrichtung erfolgen
kann. Insofern arbeiten die Anstellspindeln 10 mit den Kraftorganen der Biegeeinrichtung
zusammen.
-
Anstelle der Anstellspindeln 10 und 11 innerhalb der einzelnen Ständer
seiten 1 und 2 lassen sich entsprechnnd dem gezeichneten Ausführungsbeispiel die
unteren Kraftmeßdosen 12 durch Hydraulik-- Anstell zylinder 46 ersetzen. In einem
solchen Fall werden die Anstellspindeln 10 und 11 entbehrlich, die obere Walze wird
starr, d. h. mit ihrem Einbaustück in der Fensterführung unbeweglich gelagert und
die Anstell-Hydraulik-Zylinder 46 arbeiten völlig unabhängig von den Kraftorganen
der Biegeeinrichtung.
-
Die Kraftorgane der Biegeeinrichtung bestehen aus paarweise vorhandenen
Kolbentriebwerken 13 und 14. In Figur 2 ist die linke Ständerseite 1 mit einem solchen
Paar 13 der Kolbentriebwerke sichtbar. Auf den Walzenzapfen 4a und 5a sind Oelenkhebel
15 und 16 aufgesteckt. An den Gelenken 17 treffen sich Jeweils entweder der Kopf
18 einer Kolbenstange 19 oder der Kopf 20 des Kolbentriebwerksgehäuses 21. Im Zylinder
22 der Kolbentriebwerke 13 bzw. 14 gleitet der doppeltbeaufschlagbare Kolben 23,
der folglich nach beiden Richtungen mit Dichtmanschetten 24 und 25 versehen ist.
Der Deckel 26 verschließt den Zylinder 22 und dichtet mittels der weiteren Manschette
27 den Schaft der Kolbenstange 19 ab.
-
Di. Gelenke 17 sind Jeweils wie in Figur 3 dargestellt, a@sgeführt.
Der Kopf 18 bildet Gabelteile 28 und 29. Mit diesen sind Jeweils die Enden der Gelenkhebel
15 bzw. 16
umfaßt, welche zu den eigentlichen Gelenkgehäusen 30
gehören, die auf die Walzenzapfen 4a, 5a aufgesteckt sind. Die Achsen 31 stellen
die kraftschlüssige Verbindung zwischen den Köpfen 18 bzw. 20 und den Gabelteilen
28 und 29 her. Gegen axialen Verschieben sichert eine Nase 32, welche mittels einer
Schraube 33 im Gabelteil 29 befestigt ist und in eine Nut 34 der Achse 31 greift.
Die Achse 31 trägt das eigentliche Kugelgelenklager 35, das eine Kugelhülse 36 aufweist,
die drehfest auf der Achse 31 selbst lagert. Die ideelle Achse 37 der Drehachse
31 verläuft parallel zur Walzenachse 38 (Fig. i). Im Gelenkhebel 15 befindet sich
ein Lagersitz 39 für eine ebenso sphärisch geformte Lagerschale 40, in Richtung
der Achse 37 jeweils mit Spannringen 41 gesichert. Die Gelenkbewegung ist innerhalb
des Bereiches möglich, der durch Beilegscheiben 42 zwischen der Kugelhülse 36 und
den Gabelteilen 28 und 29 bestimmt wird. Sowohl eine Schmierung der Kugelflächen
43 als tuch der Axialanlage 44 erfolgt durch die Ölkanäle 45.
-
In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 617.717