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Hintergrund
der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft das Gießen von
Metallbändern.
Sie hat eine spezielle Anwendung für das Gießen von Metallbändern durch
kontinuierliches Gießen
in einer Zwillingswalzen-Gießvorrichtung.
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In einer Zwillingswalzen-Gießvorrichtung wird
geschmolzenes Metall zwischen zwei gegenläufig rotierenden horizontalen
Gießwalzen
hineingebracht, die gekühlt
werden, so daß Metallhäute an den
sich bewegenden Walzenoberflächen
erstarren und in einem Spalt zwischen diesen zusammengebracht werden,
um ein erstarrtes Bandprodukt zu erzeugen, das aus dem Spalt zwischen
den Walzen abwärts
abgegeben wird. Der Begriff "Spalt" wird hier verwendet, um den
allgemeinen Bereich zu bezeichnen, an welchem die Walzen am nächsten zusammen
sind. Das geschmolzene Metall kann aus einer Pfanne in einen kleineren
Behälter
oder in eine Reihe von kleineren Behältern gegossen werden, aus
welchem/welchen es durch eine oberhalb des Spalts angeordnete Metallabgabedüse ausfließt, um es
so in den Spalt zwischen den Walzen zu lenken, wobei auf diese Weise
ein Gießbad
aus geschmolzenem Metall gebildet wird, das von den Gießoberflächen der
Walzen unmittelbar oberhalb des Spalts getragen wird und sich entlang
der Spaltlänge
erstreckt. Dieses Gießbad
ist normalerweise zwischen zwei Seitenplatten oder -dämmen eingeschlossen,
die in einem gleitenden Eingriff mit den Stirnflächen der Walzen sind, um so
die zwei Enden des Gießbads
gegen ein Ausfließen
zurückzuhalten,
obwohl alternative Einrichtungen wie beispielsweise elektromagnetische Barrieren
ebenfalls vorgeschlagen worden sind.
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Das Einrichten und Einstellen der
Gießwalzen
in einer Zwillingswalzen-Gießvorrichtung
ist ein wesentliches Problem. Die Walzen müssen präzise eingestellt werden, um
die richtige Spaltweite, im allgemeinen in der Größenordnung
von nur eini gen wenigen Millimetern, genau festzulegen, und es muß auch irgendeine
Einrichtung geben, um eine Auswärtsbewegung
mindestens einer der Walzen gegen eine Vorspannungskraft zu erlauben,
um Schwankungen in der Banddicke, insbesondere während der Anfangsphase, aufzunehmen.
Früher
vorgeschlagene Anordnungen haben Walzenhalterungen und Vorspannungseinrichtungen
verwendet, die eine relative Gleitbewegung zwischen separaten Komponenten an
mehreren Orten erfordern, was mehrere Quellen einer Reibungslast
zur Folge hat, die ein präzises
Positionieren der Walzen und eine präzise Messung der Walzenvorspannungskräfte beeinträchtigt.
Ferner war es mit den früheren
Anordnungen nicht möglich, vorbelastende
Walzenvorspannungskräfte
bereitzustellen, die vor dem Gießen präzise eingestellt werden können, und
um geeignete Walzen-Vorspannungskräfte zu erzeugen, war es notwendig,
darauf zu warten, daß Metall
durch die Walzen hindurch ging, so daß sich Reaktionskräfte entwickelten,
die einem Auseinanderlaufen der Walzen Widerstand entgegen setzten.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neuartiges Walzenvorspannungssystem
bereit, das die Reibungsquellen während des Betriebs minimiert
und das ein Vorbelasten der Walzenvorspannungskräfte vor dem Gießen ermöglicht.
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In der
JP 05261486A (Japanische Patentzusammenfassungen
Bd. 018, Nr. 023), auf welcher die Präambel der angefügten Ansprüche basiert,
ist eine Zwillingswalzen-Gießvorrichtung
beschrieben, in welcher jede Walze in einem Paar von Hauptlagerkästen eingebaut
ist, die in einem Rahmen gleitbar geführt werden, um unter der Wirkung
der Vorspannungsvorrichtungen, die auf die Hauptlagerkästen wirken,
eine Bewegung der Walzen zueinander zu erlauben, und in welcher
vorbelastende Federn auf weitere Lagerkästen wirken, um die Walzen
auseinander zu zwingen, um die Walzenanfangspositionen einzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung Gemäß der Erfindung
wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallbändern bereitgestellt,
die folgendes aufweist: ein Paar parallele Gießwalzen, die einen Spalt zwischen
sich bilden; Metallabgabeeinrichtungen, um geschmolzenes Metall
in den Spalt zwischen den Walzen abzugeben, um ein Gießbad aus
geschmolzenem Metall zu erzeugen, das von den Gießwalzenoberflächen unmittelbar oberhalb
des Spalts getragen wird; Badeinschließungseinrichtungen, um das
geschmolzene Metall in dem Gießbad
gegen ein Ausfließen
aus den Enden des Spalts einzuschließen; Walzenantriebseinrichtungen,
um die Gießwalzen
in gegenläufigen
Richtungen anzutreiben, um ein erstarrtes Metallband zu erzeugen,
das abwärts
aus dem Spalt abgegeben wird; wobei mindestens eine der Gießwalzen
an einem Paar bewegbarer Walzenträger angebracht ist, die erlauben,
daß sich
eine Walze körperlich
zur anderen Walze hin und von dieser weg bewegt; und zwei Walzenvorspannungseinheiten,
die jeweils auf einen der zwei bewegbaren Walzenträger einwirken, um
diese eine Walze körperlich
zur anderen Walze vorzuspannen,
dadurch gekennzeichnet, daß es eine
einstellbare Anschlageinrichtung gibt, um die körperliche Einwärtsbewegung
der einen Walze zur anderen zu begrenzen, wobei jede Walzenvorspannungseinheit aufweist:
eine Druckübertragungsstruktur,
die mit dem jeweiligen Walzenträger
verbunden ist, eine Druckreaktionsstruktur mit einer Sollposition,
eine Druckeinrichtung, die zwischen der Druckreaktionsstruktur und
der Druckübertragungsstruktur
wirkt, um einen Druck auf die Druckübertragungsstruktur auszuüben, um
den jeweiligen Walzenträger
einwärts gegen
die von der Anschlageinrichtung auferlegte Grenze vorzuspannen.
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Vorzugsweise enthält die Druckübertragungsstruktur
eine Kraftmeßzelle,
um den auf diese Weise übertragenen
Druck ohne irgendeine reibungserzeugende Bewegung innerhalb der
Struktur zu überwachen.
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Die Druckeinrichtung kann eine Feder
aufweisen, die zwischen der Druckreaktionsstruktur und der Druckübertragungsstruktur
wirkt.
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Alternativ oder zusätzlich kann
die Druckeinrichtung einen Druckfluid-Aktuator aufweisen.
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Wenn die Druckeinrichtung einzig
und allein aus einem Druckfluid-Aktuator besteht, kann die Druckreaktionsstruktur
dauerhaft in der Sollposition fixiert sein. Für den Fall jedoch, daß die Druckeinrichtung
eine Feder aufweist, kann die Position der Druckreaktionsstruktur
anpaßbar
sein, um die Sollposition zu ändern,
wodurch sich die von der Feder erzeugte Vorspannungskraft ändert.
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Jede Gießwalze kann an einem Paar bewegbarer
Walzenträger
angebracht sein, um so körperlich
zur anderen Walze hin und von dieser weg bewegbar zu sein, und die
einstellbare Anschlageinrichtung kann dann die körperliche Einwärtsbewegung beider
Walzen begrenzen.
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In diesem Fall kann das Paar Walzenvorspannungseinheiten
eines von zwei solchen Paaren sein, die auf die Paare Walzenträger wirken,
um beide Walzen einwärts
gegen die von der Anschlageinrichtung errichtete Grenze vorzuspannen.
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Die einstellbare Anschlageinrichtung
kann unterhalb des Walzenspalts und zwischen den Walzenträgern angeordnet
sein, um als Distanzanschlag zum Eingriff mit den Walzenträgern zu
dienen, um die minimale Weite des Spalts zwischen den Walzen voreinzustellen,
und verstellbar in der Breite sein, um die minimale Weite des Walzenspalts
zu ändern.
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Die Walzenträger können für jede Walze ein Paar Walzenendenträgerstrukturen
aufweisen, die allgemein unterhalb der Enden der jeweiligen Walze angeordnet
sind. Jedes Paar Walzenendenträgerstrukturen
kann Achsenlager tragen, die die jeweiligen Walzenenden für eine Drehung
um eine zentrale Walzenachse halten.
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Die einstellbare Anschlageinrichtung
kann ein Paar einstellbarer Anschläge aufweisen, die jeweils zwischen
einem Paar Walzenendenträgerstrukturen
an den zwei Enden der walzenanordnung angeordnet sind.
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Jeder einstellbare Anschlag kann
als ein zentrierender Anschlag dienen, der um eine zentrale vertikale
Ebene durch den Spalt zwischen den Walzen angeordnet ist und so
betätigbar
ist, daß er
durch gleiche Bewegungen zu jeder Seite der zentralen Ebene hin
auseinander- und zusammengezogen werden kann, um so einen gleichen
minimalen Abstand der Walzen zur zentralen Ebene aufrechtzuerhalten.
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Jeder zentrale Anschlag kann aus
einer auseinander- und zusammenziehbaren mechanischen Schraubenspindel
bestehen. Je de Schraubenspindel kann zum Beispiel für eine Einstellung
einen Schrauben- oder Schneckenantrieb haben.
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Die Gießwalzen und die Walzenträger können an
einem Walzenmodul angebracht sein, das als eine Einheit in der Gießvorrichtung
eingebaut ist und aus dieser herausnehmbar ist. In diesem Fall ist
die Druckübertragungsstruktur
jeder Vorspannungseinheit von dem jeweiligen Walzenträger ablösbar, um ein
Herausnehmen des Moduls zu ermöglichen, ohne
die Walzenvorspannungseinheiten abzunehmen oder auseinander zu nehmen.
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In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in welcher beide Gießwalzen
durch jeweilige Paare von Vorspannungseinheiten vorgespannt sind,
können die
Vorspannungseinheiten, die auf die eine Walze wirken, eine Druckeinrichtung
in Form von Federn haben, wohingegen die Vorspannungseinheiten,
die auf die andere Walze wirken, eine Druckeinrichtung in Form von
Druckfluid-Aktuatoren haben können, wodurch
die Vorrichtung in alternativen Modi betrieben werden kann, wobei
eine der Walzen an einer körperlichen
Seitwärtsbewegung
gehindert ist und die andere gegen entweder Federvorspannungskräfte oder
von Druckfluid-Aktuatoren erzeugte Vorspannungskräfte seitwärts bewegbar
ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Damit die Erfindung vollständig erklärt werden
kann, wird eine spezielle Ausführungsform
detailliert mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben;
es zeigen:
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1 einen
vertikalen Querschnitt durch eine gemäß der vorliegenden Erfindung
konstruierte Bandgießvorrichtung;
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2 eine
Vergrößerung eines
Teils von 1, die wichtige
Komponenten der Gießvorrichtung
zeigt;
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3 einen
Längsschnitt
durch wichtige Teile der Gießvorrichtung;
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4 eine
Ansicht auf eine Stirnseite der Gießvorrichtung;
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5, 6 und 7 die Gießvorrichtung in verschiedenen
Zuständen
während
des Gießens
und während
der Abnahme des Walzenmoduls von der Gießvorrichtung;
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8 einen
vertikalen Querschnitt durch eine Walzenvorspannungseinheit mit
einer darin enthaltenen Walzenvorspannungsfeder; und
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9 einen
vertikalen Querschnitt durch eine Walzenvorspannungseinheit mit
einem darin enthaltenen Druckfluid-Aktuator.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Die gezeigte Gießvorrichtung weist einen Maschinenhauptrahmen 11 auf,
der auf dem Fabrikboden (nicht gezeigt) steht und ein Gießwalzenmodul in
Form einer Kassette 13 trägt, die als eine Einheit in eine
Betriebsposition in die Gießvorrichtung
geschoben werden kann, aber ohne weiteres heraus genommen werden
kann, wenn die Walzen zu ersetzen sind. Die Kassette 13 trägt ein Paar
parallele Gießwalzen 16,
welchen während
eines Gießvorgangs geschmolzenes
Metall aus einer Pfanne (nicht gezeigt) über eine Zwischenpfanne 17,
einen Verteiler 18 und eine Abgabedüse 19 zugeführt wird,
um ein Gießbad 30 zu
erzeugen. Die Gießwalzen 16 werden mit
Wasser gekühlt,
so daß Häute an den
sich bewegenden Walzenoberflächen
erstarren und am Spalt zwischen diesen zusammengebracht werden,
um am Walzenauslaß ein
erstarrtes Bandprodukt 20 zu erzeugen. Dieses Produkt kann
einem Standard-Coiler zugeführt
werden.
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Die Gießwalzen 16 werden
durch Antriebswellen 41 von einem elektrischen Motor und
Getriebe, die am Maschinenhauptrahmen angebracht sind, gegenläufig gedreht.
Die Antriebswelle kann vom Getriebe abgekoppelt werden, wenn die
Kassette herausgenommen werden soll. Die Walzen 16 haben am
Umfang Wände
aus Kupfer, die mit einer Reihe von längs verlaufenden und entlang
des Umfangs beabstandeten Wasserkühlkanälen gebildet sind, die über die
Walzenenden mit Kühlwasser
aus Wasserzuführungsrohren
in den Walzenantriebswellen 41 versorgt werden, die über rotierende
Stopfbüchsen 43 mit
Wasserzuführungsschläuchen 42 verbunden sind.
Die Walze kann typisch einen Durchmesser von ungefähr 500 mm
haben und kann bis 2000 mm lang sein, um ein Bandprodukt zu erzeugen,
das ungefähr die
Breite der Walzen hat.
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Die Pfanne hat eine völlig herkömmliche Konstruktion
und wird auf einem Revolverkopf getragen, von wo aus sie in eine Position
oberhalb der Zwischenpfanne 17 gebracht werden kann, um
die Zwischenpfanne zu füllen.
Die Zwischenpfanne kann mit einem von einem Hilfszylinder betätigbaren Schiebetorventil 47 ausgestattet
sein, um zu erlauben, daß geschmolzenes
Metall von der Zwischenpfanne 17 durch das Ventil 47 und
ein feuerfestes Abdeckblech 48 in den Verteiler 18 fließt.
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Der Verteiler 18 ist ebenfalls
herkömmlich konstruiert.
Er ist als eine weite Schale gebildet, die aus einem feuerfesten
Material, wie beispielsweise Magnesiumoxid (MgO) hergestellt ist.
Eine Seite des Verteilers 18 empfängt geschmolzenes Metall aus der
Zwischenpfanne 17 und die andere Seite des Verteilers 18 ist
mit einer Reihe von in Längsrichtung beabstandeten
Metallauslaßöffnungen 52 versehen. Der
untere Teil des Verteilers 18 trägt Befestigungsklammern 53 zum
Anbringen des Verteilers am Hauptrahmen 11 der Gießvorrichtung,
wenn die Kassette in ihrer Betriebsposition eingesetzt ist.
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Die Abgabedüse 19 ist als länglicher
Körper gebildet,
der aus einem feuerfesten Material, wie beispielsweise Aluminiumgraphit,
hergestellt ist. Ihr unterer Teil verjüngt sich, um so einwärts und
abwärts zusammen
zu laufen, so daß sie
in den Spalt zwischen den Gießwalzen 16 hinein
ragen kann. Ihr oberer Teil ist mit auswärts ragenden Seitenflanschen 55 gebildet,
die an einer Befestigungsklammer 60 angeordnet sind, die
Teil des Hauptrahmens 11 ist.
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Die Düse 19 kann eine Reihe
von horizontal beabstandeten, im allgemeinen sich vertikal erstreckenden
Fließkanälen haben,
um ein geeignet langsames Abfließen des Metalls über die
ganze Breite der Walzen zu erzeugen und um das geschmolzene Metall
in den Spalt zwischen den Walzen abzugeben, ohne daß es direkt
auf die Walzenoberflächen
aufprallt, an welchen die anfängliche
Erstarrung erfolgt. Alternativ kann die Düse einen einzigen durchgehenden
Schlitzauslaß haben,
um einen langsam fließenden
Vorhang aus geschmolzenem Metall direkt in den Spalt zwischen den
Walzen abzugeben, und/oder sie kann in das Metallschmelzbad eingetaucht
sein.
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Das Bad ist an den Enden der Walzen
durch ein Paar von seitlichen Verschlußplatten 56 eingeschlossen,
die gegen gestufte Enden 57 der Walzen gehalten werden,
wenn die Walzen kassette in ihrer Betriebsposition ist. Die seitlichen
Verschlußplatten 56 sind
aus einem sehr feuerfesten Material, zum Beispiel Bornitrid, hergestellt
und haben bogenförmige
Seitenkanten entsprechend der Krümmung
der gestuften Enden der Walzen. Die Seitenplatten können in
Plattenhaltern 82 angebracht sein, die durch Betätigung eines
Paars von Hydraulikzylindereinheiten 83 bewegbar sind,
um die Seitenplatten in Eingriff mit den gestuften Enden der Gießwalzen
zu bringen, um Stirnseiten-Verschlüsse für das Metallschmelzbad zu bilden,
das während
eines Gießvorgangs
an den Gießwalzen
gebildet wird.
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Während
eines Gießvorgangs
wird das Schiebetorventil 47 betätigt, um ein Abfließen des
geschmolzenen Metalls aus der Zwischenpfanne 17 in den
Verteiler 18 und durch die Metallabgabedüse 19 zu
erlauben, von wo aus es auf die Gießwalzen fließt. Das
Kopfende der Bandprodukts 20 wird durch Betätigung eines
Schürzentisches 96 zu
einer Absenkrolle und von dort aus zu einer Coiling-Station (nicht
gezeigt) geführt.
Der Schürzentisch 96 hängt von
Drehbefestigungen 97 am Hauptrahmen herunter und kann durch
Betätigung
einer Hydraulikzylindereinheit (nicht gezeigt) zur Absenkrolle geschwenkt
werden, nachdem das saubere Kopfende erzeugt worden ist.
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Die abnehmbare Walzenkassette 13 ist
so konstruiert, daß die
Gießwalzen 16 eingerichtet
werden können
und der Spalt zwischen ihnen eingestellt werden kann, bevor die
Kassette in ihre Position in der Gießvorrichtung eingesetzt wird.
Wenn die Kassette eingesetzt ist, können ferner zwei Paare von Walzenvorspannungseinheiten 110, 111,
die am Maschinenhauptrahmen angebracht sind, schnell mit den Walzenhaltern
an der Kassette verbunden werden, um die Vorspannungskräfte bereitzustellen,
die einem Auseinanderbewegen der Walzen Widerstand entgegen setzen.
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Die Walzenkassette 13 weist
einen großen Rahmen 102 auf,
der die Walzen 16 und einen oberen Teil 103 des
feuerfesten Schilds trägt,
der das gegossene Band unterhalb des Spalts umgibt. Die Walzen 16 sind
an Walzenhaltern 104 angebracht, die Walzenendenlager (nicht
gezeigt) tragen, mittels welchen die Walzen für eine Drehung um ihre Längsachsen
zueinander parallel angebracht sind. Die zwei Paare von Walzenhaltern 104 sind
mit linearen Lagern 106 am Walzenkassettenrahmen 102 angebracht,
wodurch sie seitlich des Kassettenrahmens gleiten können, um
eine körperliche
Bewegung der Walzen aufeinander zu und voneinander weg bereitzustellen,
was eine Auseinander- und
Annäherungsbewegung
zwischen den zwei parallelen Walzen erlaubt.
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Der Walzenkassettenrahmen 102 trägt auch zwei
einstellbare Anschlageinrichtungen 107, die unterhalb der
Walzen um eine zentrale vertikale Ebene zwischen den Walzen herum
und zwischen den zwei Paaren von Walzenhaltern 104 angeordnet
sind, um so als Anschläge
zu dienen, die die Einwärtsbewegung
der zwei Walzenträger
begrenzen, um dadurch die minimale Weite des Spalts zwischen den
Walzen festzulegen. Wie nachstehend erklärt, sind die Walzenvorspannungseinheiten 110, 111 betätigbar,
um die Walzenträger
gegen diese zentralen Anschläge einwärts zu bewegen,
aber eine federnde Auswärtsbewegung
einer der Walzen gegen voreingestellte Vorspannungskräfte zu erlauben.
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Jede zentrierende Abstandshalter 107 ist
in der Form einer mit Schnecken- oder Schraubenantrieb versehenen
Schraubenspindel, die einen Körper 108,
der bezüglich
der zentralen vertikalen Ebene der Gießvorrichtung fixiert ist, und
zwei Enden 109 hat, die bei Betätigung der Schraubenspindel
gleichmäßig in entgegengesetzte
Richtungen bewegt werden können,
um ein Verlängern
und Verkürzen
der Schraubenspindel zu erlauben, um die Weite des Spalts einzustellen,
während
gleichzeitig ein für
beide Walzen gleicher Abstand zur zentralen vertikalen Ebene der
Gießvorrichtung
aufrechterhalten wird.
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Die Gießvorrichtung ist mit zwei Paaren
von Walzenvorspannungseinheiten 110, 111 versehen, wobei
jeweils ein Paar mit den Trägern 104 jeweils
einer Walze 16 verbunden ist. Die Walzenvorspannungseinheiten 110 an
einer Seite der Maschine sind mit Vorspannungsspiralfedern 112 ausgestattet,
um an den jeweiligen Walzenträgern 104 Vorspannungskräfte bereitzustellen,
während
die Vorspannungseinheiten 111 an der anderen Seite der
Maschinenhydraulische Aktuatoren 113 aufweisen.
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Die detaillierte Konstruktion der
Vorspannungseinheiten 110, 111 ist in den 8 und 9 gezeigt. Die Anordnung ist so, um zwei
getrennte Betriebsmodi bereitzustellen. Im ersten Modus sind die Vorspannungseinheiten 111 arretiert,
um die jeweiligen Walzenträger 104 der
einen Walze fest gegen die zentralen Anschläge zu halten, und die andere Walze
ist frei, um sich gegen die Wirkung der Vorspannungsfedern 112 der
Einheiten 110 seitwärts
zu bewegen. In dem alternativen Betriebsmodus sind die Vorspannungseinheiten 110 arretiert,
um die entsprechenden Träger 104 der
anderen Walze fest gegen die zentralen Anschläge zu halten, und die hydraulischen
Aktuatoren 113 der Vorspannungseinheiten 111 werden
betrieben, um eine servogesteuerte hydraulische Vorspannung der
entsprechenden Walze bereitzustellen. Für ein normales Gießen ist
es möglich,
eine einfache Federvorspannung zu verwenden, aber für ein hochproduktives
Gießen
(60 Meter pro Minute und mehr) ist es sehr wünschenswert,
servogesteuerte Vorspannungskräfte
zu haben.
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Die detaillierte Konstruktion der
Vorspannungseinheiten 110 ist in 8 gezeigt. Wie in dieser Figur gezeigt,
weist die Vorspannungseinheit ein Federtrommelgehäuse 114 auf,
das innerhalb eines äußern Gehäuses 115 angeordnet
ist, das mittels Befestigungsschrauben 117 am Hauptrahmen 116 der Gießvorrichtung
befestigt ist.
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Das Federgehäuse 114 besteht aus
einem Kolben 118, der innerhalb des äußeren Gehäuses 115 läuft. Das
Federgehäuse 114 kann
durch Ein- und Ausfließen
von Hydraulikfluid in den und aus dem Zylinder 118 alternativ
in einer ausgezogenen Position, so wie in 8 gezeigt, und in einer zurückgezogenen
Position angeordnet sein. Das äußere Ende
des Federgehäuses 114 trägt eine
Schraubenspindel 119, die von einem Getriebemotor 120 angetrieben
wird, um die Position eines Federreaktionskolbens 121 einzustellen,
der über
eine Stange 130 mit der Schraubenspindel verbunden ist.
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Das innere Ende der Feder 112 wirkt
auf eine Druckstangenstruktur 122, die über eine Kraftmeßdose 125 mit
dem jeweiligen Walzenträger 104 verbunden
ist. Die Druckstruktur wird anfangs mittels eines Verbindungsglieds 124 in
festem Ein griff mit dem Walzenträger
gezogen, wobei das Verbindungsglied 124 durch Betätigung eines
Hydraulikzylinders 123 ausgefahren werden kann, wenn die
Vorspannungseinheit abgekoppelt werden soll.
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Wenn die Vorspannungseinheit 110 mit
ihrem jeweiligen Walzenträger 104 verbunden
ist, wobei das Federgehäuse 114 in
seinem ausgezogenen Zustand eingestellt ist, wie in 8 gezeigt ist, ist die Position des Federgehäuses und
der Schraubenspindel bezüglich
des Maschinenrahmens fixiert und die Position des Federreaktionskolbens 121 kann eingestellt
werden, um die Kompression der Feder 112 einzustellen und
als festes Widerlager zu dienen, gegen welches die Feder zurück wirken
kann, um eine Druckkraft auf die Druckstruktur 122 und
direkt auf den entsprechenden Walzenträger 104 auszuüben. Mit
dieser Anordnung ist die einzige relative Bewegung während des
Gießvorgangs
die Bewegung des Walzenhalters 104 und der Druckvorrichtungsstruktur 122 als
eine Einheit gegen die Vorspannungsfeder. Dementsprechend sind die
Feder und die Kraftmeßdose
nur einer Reibungslastquelle ausgesetzt und die tatsächlich am
Walzenträger
anliegende Last kann von der Kraftmeßdose präzise gemessen werden. Da ferner
die Vorspannungseinheit dabei wirkt, den Walzenträger 104 einwärts gegen den
Anschlag vorzuspannen, kann sie eingestellt werden, um den Walzenträger mit
einer erforderlichen Federvorspannungskraft vorzubelasten, bevor das
Metall tatsächlich
zwischen den Gießwalzen
hindurchfließt,
und diese Vorspannungskraft wird während des darauffolgenden Gießvorgangs
aufrechterhalten.
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Die detaillierte Konstruktion der
Vorspannungseinheit 111 ist in 9 gezeigt. Wie in dieser 9 gezeigt, besteht der hydraulische Aktuator 113 aus
einer Außengehäusestruktur 131,
die mittels Befestigungsschrauben 132 am Maschinenrahmen
befestigt ist, und aus einer inneren Kolbenstruktur 133, die
einen Teil einer Druckvorrichtungsstruktur 134 bildet,
die über
eine Kraftmeßdose 137 auf
den jeweiligen Walzenträger 104 wirkt.
Die Druckvorrichtungsstruktur wird anfangs durch ein Verbindungsglied 135 in
festem Eingriff mit dem Walzenträger
gebracht, das durch Betätigung
einer hydraulischen Kolben- und Zylindereinheit 136 ausgefahren
werden kann, wenn die Druckstruktur vom Walzenträger abgekoppelt werden soll.
Der hydraulische Aktuator 113 kann betätigt werden, um die Druckvorrichtungsstruktur 134 zwischen
einem auseinandergezogenen und zusammengezogenen Zustand zu bewegen
und wenn diese im auseinandergezogenen Zustand ist, einen Druck
anzulegen, der über
die Kraftmeßdose 137 direkt
auf das Walzenträgerlager 104 übertragen
wird. Wie im Falle der Federvorspannungseinheiten 110 ist die
einzige Bewegung, die während
des Gießens
auftritt, die Bewegung des Walzenträgers und der Druckvorrichtungsstruktur
als eine Einheit relativ zum Rest der Vorspannungseinheit. Dementsprechend müssen der
hydraulische Aktuator und die Kraftmeßdose nur gegen eine Reibungslastquelle
wirken und die von der Einheit ausgeübte Vorspannungskraft kann
sehr präzise
gesteuert und gemessen werden. Wie im Fall der federbelasteten Vorspannungseinheiten
ermöglicht
die direkte Vorspannung der Walzenträger einwärts gegen den fixierten Anschlag
ein Vorbelasten der Walzenträger
mit präzise
gemessenen Vorspannungskräften,
bevor das Gießen
beginnt.
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Für
normales Gießen
können
die Vorspannungseinheiten 111 einfach durch Zuführen eines
unter hohem Druck stehenden Fluids zu den Aktuatoren 113 arretiert
werden, um die entsprechenden Walzenträger fest gegen die zentralen
Anschläge
zu halten, und die Federn 112 der Vorspannungseinheiten 110 können die
notwendigen Vorspannungskräfte
auf eine der Walzen bereitstellen. Wenn alternativ die Vorspannungseinheiten 111 verwendet
werden sollen, um servogesteuerte Vorspannungskräfte bereitzustellen, werden
die Einheiten 110 dadurch blokkiert, daß die Positionen der Federreaktionskolben 121 eingestellt
werden, um die Federkräfte
auf einen Wert zu erhöhen,
der weit oberhalb der für
normales Gießen
erforderlichen Walzenvorspannungskräfte liegt. Die Federn halten
dann während
des normalen Gießens
die entsprechenden Walzenträger
fest gegen die zentralen Anschläge,
sehen jedoch ein Loslasse der Walze in einem Notfall vor, wenn zu
hohe Walzenseparationskräfte
auftreten.
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Der Walzenkassettenrahmen 102 liegt
auf vier Rädern 141 auf,
wodurch er bewegt werden kann, um ihn innerhalb der Gießvorrichtung
in eine und aus einer Betriebsposition zu bringen. Bei Erreichen
der Betriebsposition wird der gesamte Rahmen durch Betätigung einer
Hebevorrichtung 143, die Hydraulikzylindereinheiten 144 aufweist,
hochgehoben und dann durch Betätigung
von horizontalen Hydraulikzylindereinheiten 145 eingespannt,
wodurch er fest in seiner Betriebsposition verklemmt ist. Wenn der Kassettenrahmen
durch Betätigung
der Hebevorrichtung 143 hochgehoben wird, stellt ein zentraler
Zentrierstift eine präzise
Anordnung des Kassettenrahmens in Längsrichtung bereit. Die Betätigung der
horizontalen Zylindereinheiten 145 klemmt den Kassettenrahmen
gegen die ortsfesten Anschläge 146 am Maschinenhauptrahmen,
wodurch er präzise
seitlich der Walzen angeordnet wird, so daß die zentrierenden Schraubenspindeln
oder Abstandshalter 107 richtig in der zentralen vertikalen
Ebene der Gießvorrichtung
angeordnet sind. Dies stellt sicher, daß die Walzen präzise in
gleichem Abstand zur zentralen Ebene angeordnet sind und daß die Abgabedüse 19 ebenfalls
präzise
unterhalb des Verteilers 18 am Maschinenhauptrahmen 11 angeordnet
ist.
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Die dargestellte Gießvorrichtung
ist nur anhand eines Beispiels beschrieben worden und sie könnte beträchtlich
modifiziert werden. Beispielsweise wäre es möglich, Walzenvorspannungseinheiten bereitzustellen,
die sowohl Federn als auch hydraulische Aktuatoren enthalten. Jedoch
ist die Trennung der zwei Betätigungsarten
wegen der Einfachheit der Konstruktion und Flexibilität des Betriebs
bevorzugt. Es ist für
die vorliegende Erfindung auch nicht wesentlich, daß die Walzen
und die zentralen Anschläge
auf einem abnehmbaren Modul oder einer abnehmbaren Kassette angebracht
sind, und sie könnten
direkt am Maschinenhauptrahmen angebracht sein. Es ist somit selbstverständlich,
daß die
Erfindung keineswegs auf die konstruktiven Details der dargestellten
Gießvorrichtung
beschränkt
ist und daß viele
Modifikationen und Variationen im Bereich der angefügten Ansprüche liegen
werden.