DE2732114C3 - Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr von Metallpulverteilchen zum Walzspalt eines Druckwalzenpaares - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 bzw. angegebenen Gattung. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 19 54211 bekannt. Hiermit können aus Metallpulver durch Pressen zwischen den Walzen Rohbänder erzeugt werden, die anschließend durch ein weiteres Verfahren unter Anwendung von Hitze und Druck zu Stahlbändern verarbeitet werden können. Um ein Stahlband zu erzeugen, welches über die gesamte Breite eine gleichmäßige Dicke und eine gleichmäßige Dichte besitzt, ist es erforderlich, die Pulvermenge über f>5 die Walzspaltlänge genau derart zu dosieren, daß pro Zeiteinheit an jeder Stelle über die Breite die gleiche Metallpulvermenge zugeführt wird.

Um das seitliche Herausfallen von Metallpulver an den Stirnseiten der Druckwalzen zu vermeiden, ist es beispielsweise durch die DE-AS 14 58 286 bekannt, zur stirnseitigen Abdeckung endlose Riemen vcrzusehen, die in Verbindung mit anderen Abschirmvorrichtungen die Ränder des Walzspaltes begrenzen und dabei zwecks Verminderung der Reibung mit einer der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen entsprechenden Geschwindigkeit laufen.

Durch diese Anordnung wird zwar das seitliche Austreten von Metallpulver verhindert, as hat sich jedoch gezeigt, daß eine gleichmäßige Dichte über die Breite des Bandes dennoch nicht erreicht werden kann, und an den Rändern durch Materialanhäufung eine höhere Banddichte erreicht wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Verdichtung an den Seitenrändern des Bandes durch die pulvereinziehende Wirkung der endlosen Riemen verursacht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßige Matcrialdicke bzw. Materialdichte über die Bandbreite dadurch zu erreichen, daß die puJvereinziehende Wirkung der endlosen Riemen an den Stirnflächen des Walzspaltes kompensiert wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 oder alternativ durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 4 angegebenen Merkmale. Durch diese gekennzeichneten Maßnahmen wird eine Verzögerung der Pulverzufuhr an den Rändern erreicht, und zwar in dem Maße, in dem die Abdeckriemen eine erhöhte Zuführung bewirken, so daß im Ergebnis eine über die Breite des Walzspaltes gleichmäßige Materialzufuhr erreicht wird.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,

F i g. 2 eine Seitenansicht einer aus Riemen und Schieberblechen bestehenden Vorrichtung zur Verhinderung des Austretens des Pulvers aus dem Walzspalt,

F i g. 3a bis 3e Vorderansichten der Seitenwände des Aufgabetrichters mit zugeordneten Abschirmplatten,

F i g. 4a und 4b Ansichten der Seitenwände und Abschirmplatten eines abgewandelten Aufgabetrichters,

F i g. 5 eine Vorderansicht abgewandelter Abschirmplatten gemäß der Erfindung,

F i g. 6a und 6b eine Draufsicht bzw. Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform von Abschirmplatten.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der Herstellung eines Metallbandes durch Walzverdichtung eines Metallpulvers, z. B. eines Stahlpulvers, beschrieben, das durch Zerstäuben mit Wasser erzeugt wurde.

Der aus F i g. 1 ersichtliche Walzenstuhl weist zwei im Gegensinn zueinander gedrehte Walzen 1, 2 auf, die zusammen einen Walzspalt 3 definieren und die mit ihren Drehachsen im Abstand zueinander in einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Ebene liegen. Der Walzspalt 3 kann durch Bewegung der einen Walze auf die andere hin oder von dieser weg in bekannter Weise eingestellt werden.

Ein Aufgabetrichter 4 ist über den Walzen 1, 2

Montiert, um das Metallpulver P in den Walzspalt 3 einzubringen. Der Aufgabetrichter 4 weist Stirnwände 5

auf, zwischen denen zwei nach innen geneigte Seitenwände 6 verlaufen, die flexible Verlängerungen 7 tragen, die teilweise in den Walzspalt 3 eintreten. Hinter jeder Seitenwand 6 des Aufgabetrichters befindet sich eine Äbschirmpiatte 8. Diese Abschirmplatien 8 und die fiexiblen Verlängerungen 7 der Seitenwände 6 des Aufgabetrichters sind vorzugsweise aus Federmetall hergestellt und sind an den unteren Enden so gekrümmt, daß sie an den Walzenoberflächen der Walzen 1, 2 in der Nähe des Walzspaltes 3 angreifen. Die Abschirmplatten 8 lind die fiexiblen Verlängerungen 7 der Seitenwände definieren zusammen die sich in Längsrichtung erstreckenden Grenzen eines Schlitzes 9, durch den das Pulver P aus dem Aufgabetrichter 4 in den Walzspalt 3 überführt wird. Der Schlitz 9 erstreckt sich über die Gesamtlänge des Walzspaltes 3.

Der Aufgabetrichter 4 ist an seinen oberen Enden mit Flanschen 11 ausgerüstet, die nach außen über die Walzenfundamente 12 vorstehen. Zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der Flansche Jl und den Fundamenten 12 sind hydraulische JColbenanlriebe 13 angeordnet, durch die der Aufgabetrichter 4 nach dem Walzspalt 3 hin und von diesem weg bewegt werden kann.

Jede Abschirmplatte 8 ist gleitbar am oberen Ende in einer Führung 14 gelagert, die an einer Seitenfläche eines der Walzfundamente 12 befestigt ist. Die Abschirmplatten 8 können mittels eines nicht dargestellten Motors in den Walzspalt 3 oder aus diesem heraus bewegt werden. Die Breite des Schlitzes 9 und das Ausmaß der Walzenoberfläche, die dem Pulper ausgesetzt wird, kann auf diese Weise geändert werden, um die Pulverzuführung in den Walzspalt einzustellen.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind die stirnseitigen Enden des Walzspaltes 3 durch endlose Riemen 18 J5 abgeschlossen, die um Rollen 19 geführt sind und reibungsschlüssig an den gegenüberliegenden Stirnflächen der Walzen 1, 2 in der Nähe des Walzspaltes angreifen. Die Riemen können angetrieben werden, um die Reibung zu verringern und um zu gewährleisten, daß die Geschwindigkeit der Riemen der Geschwindigkeit der Walzen angepaßt wird. Jeder Riemen 18 wird durch die untere Rolle 19a in Berührung mit zwei Stirnflächen der Walzen 1, 2 zwischen Stellen über und kurz unter dem Walzspalt 3 gebracht, so daß die Enden des Walzspaltes abgedichtet werden. Um eine dichte Berührung zwischen jedem Riemen 18 und der jeweilig gegenüberliegenden Stirnfläche der Walze aufrechtzuerhalten, ist die Gleitschiene 20 vorgesehen. Innerhalb von Kanälen, die zwischen den Stirnwänden 5 und daran befestigten Platten 23 gebildet sind, laufen Schieberbleche 22, die in vertikaler Richtung beweglich sind, um die Oberfläche des Riemens 18 einzustellen, die mit dem Pulver innerhalb des Aufgabetrichters 4 in Berührung steht Die Bewegung der Bleche wird durch Zapfen 24 bewirkt, die in geeignet geformten Schlitzen der Platten 23 laufen.

Fig.3a und 3b veranschaulichen die Form der unteren Ränder jeder Abschirmplatte 8 und jeder flexiblen Verlängerung 7 der Seitenwände 6 des Aufgabetrichters und die Fig.3c bis 3e veranschaulichen die Stellungen, die von jeder Abschirmplatte 8 gegenüber der zugeordneten Verlängerung 7 bei Anlauf, langsamer Drehzahl und normaler Drehzahl der Walzen eingenommen wird.

Wie aus Fig. 3a ersichtlich, ist der Unterrand der Abschirmplatte 8 an den Enden so gestaltet, daß nach unten vorstehende Fortsätze 25 gebildet werden, während der mittlere Teil 20 des Randes im wesentlichen geradlinig verläuft. Der Rand verläuft symmetrisch bezüglich einer Mittellinie. Aus Fig. 3b ist ersichtlich, daß der untere Rand der Verlängerung 7 einer geraden Linie folgt, die normal zu ihren Seitenrändern liegt- Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann der Unterrand der Abschirmplatte 8 einer konkaven Kurve über die gesamte Länge folgen.

Beim Anlauf der Walzen wird jede Abschirmplatte 8 hinter der zugeordneten Seitenwand 6 angebracht, so daß die in Längsrichtung verlaufenden Grenzen des Zuführungsschlitzes 9 des Aufgabetrichters allein durch die unteren Ränder der flexiblen Verlängerungen 7 der Seitenwände des Aufgabetrichters, gebildet werden. Wenn die Walzen beschleunigt werden, dann wird de Aulgabetrichter 4 angehoben, um die Strömung d Pulvers nach dem Walzspalt zu vergrößern. Gleichzeiti werden die beiden Abschirmplatten 8 relativ zun Aufgabetiichter abgesenkt, so daß die Vorsprünge 2i teilweise den unteren Rand der zugeordneten Verlängerung 7 überlappen. Die Fortsätze 25 schirmen das Pulver ab, welches sich den Endbereichen des Walzspaltes der Walzen 1,2 nähert, so daß der Tendenz entgegengewirkt wird, gemäß welcher die Riemen 18 das Pulver in diese Endbereiche einleiten, so daß die Geschwindigkeit vergleichmäßigt wird, mit der das Pulver über die Large des Walzspaltes eintritt. Bei Betrieb mit normaler Arbeitsgeschwindigkeit stehen die Fortsätze 25 der Abschirmplatten 8 vollständig über die unteren Ränder der flexiblen Verlängerungen 7 vor, so daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Grenzen des Zuführungsschlitzes 9 nunmehr durch die unteren Ränder der Abschirmplatten definiert werden. Wiederum begrenzen die voll vorstehenden Fortsätze 25 die Strömung des Pulvers nach den Endbereichen des Walzspaltes, um die Tendenz des Pulvers, in diese Endbereiche durch die Riemen 18 abgezogen zu werden, auszugleichen. So begrenzen bei allen Geschwindigkeiten zwischen Anlauf und normalem Arbeitslauf die Fortsätze 25 die Pulverströmung in die Endbereiche des Walzspaltes, damit eine normale Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden kann, ohne daß Bandabschnitte mit hoher Pulververdichtung an den Rändern auftreten.

Wenn, wie bei herkömmlichen Walzenstühlen, die in Längsrichtung verlaufenden Grenzen des Zuführungsschlitzes 9 des Aufgabetrichters bei allen Arbeitsgeschwindigkeiten durch Abschirmplatten oder Trichterseitenwände mit geraden unteren Enden entsprechend dem Seitenwandrand gemäß Fig. 3a definiert wurden, dann würde sich die Zuführungsgeschwindigkeit des Pulvers nach den Endbereichen des Walzspaltes 3 graduell mit sich vergrößernder Walzgeschwindigkeit infolge der Wirkung der Riemen 18 erhöhen. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel reduzieren die Fortsätze 25 der Abschirmplatten 8 die Walzoberfläche, die dem Pulver ausgesetzt ist, welches aus den Endbereichen des Schlitzes 9 austritt, wodurch die Geschwindigkeit vermindert wird, mit der das Pulver durch die Walzen in die Endzonen des Walzspaltes überführt wird. Durch diese Begrenzung der Pulverströmung wird der Zuführungseffekt ausgeglichen, den die Riemen verursachen, die auf das Pulver, benachbart zu diesen Endbereichen, einwirken.

Gemäß einer gegenüber Fig. I bis 3 abgewandelten Ausführungsform bleiben die Abschirmplatten 8 während des Betriebs des Walzenstuhles stationär und der

Aufgabetrichter 4 wird relativ zu den Abschirmplatten angehoben und abgesenkt, um die Ausbildung der in Längsrichtung verlaufenden Grenzen des Zuführungsschlitzes 9 in der oben beschriebenen Weise zu bewirken. In jedem Fall kann die aus Fig. 3a ersichtliche Formgebung des unteren Randes der Abschirmplatte uch auf die untere Kante der flexiblen Verlängerung 7 der Seitenwände 6 des Aufgabetrichters angewandt werden.

Gemäß einer weiteren Abwandlung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, können die Fortsätze 25 mit einem Material hohen Reibungswiderstandes überzogen oder aufgerauht werden, wodurch die Pulverströmung nach den Endbereichen des Walzspaltes gehemmt wird. Bei dieser Ausführungsform brauchen die Fortsätze 25 nicht im gleichen Ausmaß vorzuspringen, wie es dann der Fall wäre, wenn sie nicht überzogen oder behandelt sind.

Bei der in Fig.4a und 4b dargestellten Ausführungsform besteht jede Abschirmplatte aus zwei Seitenbändern 27, die während des Betriebes des Walzenstuhles unter den Unterrand der flexiblen Verlängerungen 7 der Trichterseitenwände vorstehen. Das Ende der Bän-ier 27 und die Enden der unteren Ränder der Seitenwandverlängerungen 7 sind so gestaltet, daß ein glatter Übergang in die Arbeitsstellung mit niedriger Drehzahl gemäß Fig.4a und in die Arbeitsstellung gemäß F i g. 4b bei Normalbctrieb gewährleistet wird.

Bei der aus F i g. 5 ersichtlichen Anordnung ist jede flexible Verlängerung 7 oder statt dessen jede Abschirmplatte an ihrem Unterrand mit Reibungsmaterial 28, z. B. Schmirgelleinwand, versehen. Das Reibungsmaterial begrenzt die Pulverströmung zu den Endbereichen des Walzspaltes hin. Statt dessen könnten die unteren äußeren Ränder der Seitenwände der Abschirmplatten durch spanabhebende Bearbeitung, durch Sandstrahlgebläse oder ähnliche Behandlung aufgerauht sein.

Im folgenden wird auf die Fig.6a und 6b Bezug genommen. Danach ist jedes Schieberblech 22 auf der dem Walzspalt 3 zugekehrten Seite mit einem gekrümmten Blechfortsatz 29 ausgestattet, der sich in den Einlaßbereich des Walzspaltes über den Endbereichen des Walzspaltes erstreckt, um den Pulverfluß nach diesen Endbereichen zu behindern. Eine Bewegung der Bleche 22 nach dem Walzspalt 3 hin und von diesem weg erhöht bzw. vermindert die Strömungsbehinderung, welche die Bleche auf die Strömungsrate in den Endbereichen des Walzspaltes ausüben. Diese Bleche können in Verbindung mit den besonders geformten Abschirmplatten bzw. Seitenwänden des Aufgabetrichiers benutzt werden, wie dies oben beschrieben wurde. Aus F i g. 6a ist ersichtlich, daß die Basis des Blechs so gestaltet ist, daß sie knapp an die Abschirmplatten und die Walzen heranreicht, wenn die Bleche in ihrer am weitesten abgesenkten Stellung sind und wenn die Rollen berührt werden.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen wird die relative Einstellung von Aufgabetrichter, Abschirmplatten und Randabdeckungen während der Änderung der

κι Walzdrehzahl geändert, und zwar derart, daß die Strömung des teilchenförmigen Materials nach dem Walzspalt so geändert wird, daß die Geschwindigkeit. mit der das teilchenförmige Material in den Walzspalt eintritt, über dessen gesamte Länge im wesentlichen gleich ist. Wenn ein Band einer gegebenen Dicke und Dichte erzeugt wird, dann ist die Gesamtmasse des teilchenförmigen Materials, die dem Walzspalt pro Zeiteinheil zugeführt wird, vergrößert, wenn die Walzgeschwindigkeit ansteigt.

Die Abschirmplatten können auch hinter den jeweiligen Trichterwänden angeordnet werden, statt sie vor diesen Wänden anzubringen, wie es oben beschrieben wurde. Stan dessen können die Abschirmplatten von hinten durch Schlitze vorstehen, die in den Wänden des Aufgabetrich ters angeordnet sind, so daß ihr unterer Teil vor den unteren Abschnitten der Aufgabetrichterwände liegt.

Die relativen Lagen von Aufgabetrichter, Abschirmplatte und Riemenabdeckung können beispielsweise

in gesteuert werden, wenn die Walzen beschleunigt oder verzögert werden, und zwar gemäß dem augenblicklichen Wert der Walzendrehzahl, wobei die Steuerung auf empirische Erkenntnisse des einzelnen Walzenstuhls zurückgeführt wird.

Statt dessen können die relativen Lagen dadurch gesteuert werden, daß Steuersignale von Sensoren geliefert werden, die die Dicke und Dichte des durch die Walzen verdichteten Bandes messen, wenn dieses aus dem Walzspalt austritt In der Praxis wird eine Reihe dieser Sensoren benutzt oder es sind ein oder mehrere Abtastsensoren vorgesehen, um eine Information über die Dicke und die Dichte über die gesamte Breite des Bandes zu liefern.

Diese zwei Möglichkeiten können in Kombination benutzt werden, indem z. B. der Aufgabetrichter, die Abschirmplatten oder die Randabschlüsse gemäß einer vorbestimmten Beziehung zur Walzdrehzahl eingestellt werden, während eine Feineinstellung durch Signale vorgenommen wird, die von den Dicken- und Dichten-Sensoren erhalten werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr von Metallpulverteilchen zum Walzspalt zweier in ο horizontaler Ebene liegender Druckwalzen für die kontinuierliche pulvermetallurgische Herstellung von Bändern mit in den Walzspalt hineinragenden verstellbaren Abdeckvorrichtungen zur Versteilung des Greifwinkels des Walzenpaares, dadurch to gekennzeichnet, daß neben an sich bekannten endlosen Riemen (18) an den Stirnflächen des Walzspaltes (3) zur Gegensteuerung der verstärkten Pulverzuführung durch die pulvereinziehende Wirkung der endlosen Riemen (18) im Bereich der ü Stirnflächen des Walzspaltes (3) vor oder hinter jeder der beiden flexiblen Verlängerungen (7) der Seitenwände (6) des Aufgabetrichters jeweils (eine) höhenverstellbare Abschirmplatte(n) (8) mit im Bereich der Stirnflächen des Walzspaltes nach unten herausragenden Fortsätzen (2S) vorgesehen ist (sind).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte höhenverstellbare Schieberbleche (22) zwischen den endlosen Riemen (18) und den Stirnflächen der Druckwalzen (1, 2) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stirnflächen des Walzspaltes (3) die Innenflächen der flexiblen Verlängerungen (7) und/oder der Abschirmplatten (8) aufgerauht oder mit reibungserhöhendem Material versehen sind.

4. Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr von Metallpulverteilchen zum Walzspalt zweier in horizontaler Ebene liegender Druckwalzen für die kontinuierliche pulvermetallurgische Herstellung von Bändern mit in den Walzspalt hineinragenden verstellbaren Abdeckvorrichtungen zur Verstellung des Greifwinkels des Walzenpaares, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gegensteuerung der verstärkten Pulverzuführung durch die pulvereinziehende Wirkung der endlosen Riemen an den Stirnflächen des Walzspaltes jedes höhenverstellbare Schieberblech (22) auf der dem Walzspalt zugekehrten Seite « aufgerauht oder mit reibungserhöhendem Material versehen ist und/oder ein in den Walzspalt mit gekrümmten Seitenkanten hineinragendes Blech (29) trägt, das beim Absenken des Schieberbleches bis an die Walzenmantelflächen heranreicht