DE3325493C2 - Vierzehnwalzen-Walzwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierzehnwalzen-Walzwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Walzwerk dieser Art kann, in gleicher Weise wie ein aus der DE 29 19 105 A1 bekanntes Achtzehnwalzen-Walzwerk, als Weiterbildung eines Sechswalzen-Walzwerks angesehen werden, bei dem jede Arbeitswalze durch zwei seitliche Stützanord­ nungen abgestützt ist, die jeweils aus einer seitlichen Zwischenwalze und einer seitlichen Stützrollenanordnung bestehen. Gegenüber früheren Walzwerkskonstruktionen, bei denen die Stützrollen unmittelbar an den Arbeitswalzen an­ griffen, verhindert diese Abstützung der Arbeitswalzen über seitliche Zwischenwalzen eine ungleichmäßige Abnutzung der Arbeitswalzen durch die Stützrollen und insbesondere die Bildung von Streifen, die auf das Walzgut übertragen werden können. Die achtzehn Walzen des bekannten Walzwerks ergeben sich daraus, daß jede seitliche Zwischenwalze durch zwei Stützrollenanordnungen abgestützt ist. Diese doppelte Ab­ stützung verhindert ein Durchbiegen der seitlichen Zwischen­ walzen unter den von der Arbeitswalze übertragenen Kräften auch bei Änderungen der Walzendurchmesser. Sie bedeutet je­ doch einen erhöhten Aufwand; außerdem ist der Durchmesser der Stützrollen und damit deren Lastaufnahmekapazität be­ grenzt, wenn in dem verfügbaren Raum zwei nebeneinanderlie­ gende Stützrollenanordnungen untergebracht werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Walzwerks, das unter Beibehaltung der Vorteile des aus der DE 29 19 105 A1 bekannten Walzwerks hinsichtlich der Abstützung der Arbeits­ walzen einfacher und billiger ausgeführt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk für jede Arbeitswalze nur zwei Stützrollenanordnungen vorhanden sind, ergibt sich gegenüber dem aus der DE 29 19 105 A1 bekannten Achtzehnwal­ zen-Walzwerk eine Einsparung von vier Stützrollenanordnungen und demgemäß ein Vierzehnwalzen-Walzwerk. Dadurch, daß auf jeder Seite der Arbeitswalze die geometrischen Achsen der seitlichen Zwischenwalze und der Tragachse der Stützrollen in der gleichen Ebene wie die geometrische Achse der Arbeits­ walze liegen, wird die von der Arbeitswalze auf die seitli­ che Zwischenwalze ausgeübte Kraft praktisch vollständig auf die Stützrollen übertragen, ohne daß Kraftkomponenten ent­ stehen, die von den Lagern der seitlichen Zwischenwalze auf­ genommen werden müssen und ein Durchbiegen der seitlichen Zwischenwalze verursachen könnten. Da ferner in dem verfüg­ baren Raum nur noch eine Stützrollenanordnung untergebracht werden muß, können die Stützrollen mit entsprechend größeren Durchmessern ausgebildet werden, so daß insgesamt die glei­ che Lastaufnahmekapazität erzielt werden kann wie bei der Abstützung jeder Zwischenwalze durch zwei Stützrollenanord­ nungen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar sind:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Walzwerksgeometrie nach der Erfindung,

Fig. 2 ein teilweiser senkrechter Schnitt durch die obere Hälfte eines Walzwerkes nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 ein senkrechter Teilschnitt durch die obere Hälfte einer Ausführungsform des Walzwerkes gemäß der Erfin­ dung,

Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 ein Teilschnitt nach Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 ein senkrechter Teilschnitt durch die obere Hälfte der bevorzugten Ausführungsform des Walzwerkes ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den unte­ ren Teil der Konstruktion nach Fig. 6 und

Fig. 8 ein senkrechter Teilschnitt der oberen Hälfte der bevorzugten Ausführungsform des Walzwerkes, woraus maximale und minimale Walzbedingungen erkennbar sind.

Das Vierzehnwalzen-Walzwerk gemäß der grundsätzlichen Anord­ nung nach Fig. 1 hat zwei Walzengruppen. Jede der Walzen­ gruppen enthält eine Arbeitswalze 30, die in senkrechter Richtung von einer Zwischenwalze 27 und einer Stützwalze 23 abgestützt wird, während eine seitliche Abstützung durch seitliche Zwischenwalzen 28 und 29 erfolgt, die ihrerseits durch seitliche Stützrollen 11 bzw. 17 abgestützt sind.

Abgesehen von der Ausbildung der seitlichen Stützrollenan­ ordnungen entsprechen die allgemeinen Konstruktionsmerkmale des Walzwerkes dem Stand der Technik nach der DE 29 19 105 A1.

Fig. 2 zeigt die Ausbildung der oberen Hälfte der aus dieser Druckschrift bekannten Walzwerksausführung. In Fig. 3 ist die entsprechende Anordnung einer Walzwerksausführung nach der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. Der Unterschied zwischen der Erfindung und dem Stand der Technik ist durch Vergleich der Fig. 3 mit der Fig. 2 leicht erkennbar.

Wie Fig. 3 zeigt, ist jede Arbeitswalze 30 nicht in Lagern oder Lagerschlitten angeordnet, sondern sie kann sich wie bei Gruppenwalzwerken in der Gruppe frei verlagern. Gegen seitliche Bewegungen ist die Arbeitswalze durch seitliche Zwischenwalzen 28 und 29 gesichert, die ihrerseits in Abständen über ihre Länge durch Stützrollen 11 bzw. 17 abgestützt sind. Die Stützrollen 11 und 17 sind in seitlichen Tragbal­ ken 40 gelagert, an welchen Träger 48 angreifen, die an den Stützwalzenlagern 24 mit Hilfe von Schwenkachsen 59 und La­ gerbuchsen 39 schwenkbar aufgehängt sind.

Die Ausbildung des seitlichen Tragbalkens 40 für die Stütz­ rollen 17 und die seitliche Zwischenwalze 29 ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Die Stützrollen 17 sind mit Hilfe von Nadellagern 47 drehbar auf einer Tragachse 46 gelagert. Sie sind in Ausnehmungen des seitlichen Tragbalkens 40 un­ tergebracht. Abstandsstücke 45 dienen dazu, die seitlichen Stützrollen 17 in den Ausnehmungen des Tragbalkens 40 zu zentrieren. Die Tragachse 46 ist axial in dem Tragbalken 40 mit Hilfe von Endplatten 13 festgelegt, die durch Schrauben 14 an dem Tragbalken 40 befestigt sind. Die Endplatten 13 enthalten eine Gleitbahn und eine Führung für den Lager­ schlitten 18 der seitlichen Zwischenwalze 29.

Die seitliche Zwischenwalze 29 ist in dem Lagerschlitten 18 durch Lagerbuchsen 12 gelagert. Jeder der Lagerschlitten 18 gleitet in einem in der Endplatte 13 vorgesehenen Schlitz 16. In der Endplatte 13 ist ein zweiter Schlitz 16a ausge­ bildet und mit dem Schlitz 16 durch eine Bohrung 16b verbun­ den. In dem Schlitz 16a befindet sich eine Schraube 15 und eine Feder 15a. Der Schraubenschaft erstreckt sich durch die Bohrung 16b und ist in den Lagerschlitten 18 eingeschraubt. Die Feder 15a stützt sich auf dem Ende des Schlitzes 16a und dem Kopf der Schraube 15 ab. Diese einstellbare Schrauben- und Federanordnung an beiden Seiten des Tragbalkens 40 er­ möglicht es, daß beide Lagerschlitten 18 in eine Richtung gedrückt werden, um die seitliche Zwischenwalze 29 mit den Stützrollen 17 stets in festem Kontakt zu halten. Es ver­ steht sich, daß der Tragbalken 40 für die seitliche Zwi­ schenwalze 29 und die Stützrollen 11 im wesentlichen der beschriebenen Ausbildung entspricht.

Bekanntlich unterliegen alle Walzwerkswalzen einer Abnut­ zung, so daß sie von Zeit zu Zeit überschliffen werden müs­ sen, um Oberflächenbeschädigungen und Abnutzungsnarben, die beim Walzen unvermeidlich auftreten, zu entfernen. Bei der Ausbildung des Walzwerks gemäß Fig. 1 und 3 ändert sich bei einer Abnutzung der Stützwalzen 23, der Zwischenwalzen 27 und der Arbeitswalzen 30 die Richtung der zwischen jeder Arbeitswalze 30 und jeder ihrer benachbarten seitlichen Zwi­ schenwalzen 28, 29 auftretenden Kraft, d. h. die Richtung der die geometrischen Achsen dieser Walzen verbindenden Ebene. Deshalb werden die seitlichen Stützanordnungen so ausge­ bildet, daß die geometrischen Achsen jeder seitlichen Zwi­ schenwalze 28 bzw. 29 und der zugehörigen Stützrollen 11 bzw. 17 in einer Ebene mit der geometrischen Achse der zuge­ ordneten Arbeitswalze 30 liegen, d. h. "fluchten", wenn die Durchmesser der Arbeitswalzen 30, der Zwischenwalzen 27 und der Stützwalzen 23 ihren jeweiligen Durchschnittswert haben, d. h. einen mittleren Wert zwischen den betreffenden Werten bei neuer und bei abgenutzter Walze. Wenn das Walzwerk mit durchschnittlich bemessenen Walzen arbeitet, tritt an den seitlichen Zwischenwalzen 28 und 29 praktisch keine Bie­ gungskraft auf, da diese Walzen jeweils durch die Arbeits­ walze 30 längs einer Erzeugenden belastet sind, die sich diametral gegenüber der Erzeugenden befindet, entlang der die Belastung durch die seitlichen Stützrollen 11 bzw. 17 aufgenommen wird. Diese Bedingung ist in Fig. 3 gezeigt.

Bei vom Durchschnitt abweichenden Walzengrößen ist es nicht möglich, die ideale Fluchtungsbedingung aufrechtzuerhalten. In diesen Fällen gibt es eine resultierende Kraft an jeder der seitlichen Zwischenwalzen 28 und 29 (Fig. 3), welche im wesentlichen im rechten Winkel zu der Richtung der durch die Arbeitswalze 30 übertragenen Belastung wirkt. Diese Kraft wirkt bei Walzengrößen, die kleiner als die durchschnittli­ chen sind (so daß sich die geometrische Achse der Arbeits­ walze oberhalb jeder Ebene befindet, die die geometrische Achse einer seitlichen Zwischenwalze mit der geometrischen Achse der zugeordneten Stützrollen verbindet), nach unten und bei Walzengrößen, die größer als die durchschnittlichen sind (so daß sich die geometrische Achse der Arbeitswalze unterhalb der zuvor definierten Ebenen befindet), nach oben. Um jede seitliche Zwischenwalze 28 bzw. 29 im Gleichgewicht zu halten, muß die resultierende Kraft irgendwie ausgegli­ chen werden. Die Reaktionskraft wird durch die Lager 12 der seitlichen Zwischenwalzen und die Lagerschlitten 18 gelie­ fert. Die durch die resultierende Kraft verursachte Abbie­ gung der seitlichen Zwischenwalzen 28, 29 erfolgt in der Richtung dieser resultierenden Kraft, nämlich im wesentli­ chen in rechtem Winkel zu der durch die Arbeitswalze 30 aus­ geübten Belastungskraft. Zur Vermeidung dieser Abbiegung enthält das Vierzehnwalzen-Walzwerk die nachfolgend be­ schriebenen Einstellvorrichtungen, durch die die geometri­ schen Achsen jeder seitlichen Zwischenwalze 28 bzw. 29 und der zugeordneten Stützrollen 11 bzw. 17 in eine Ebene mit der geometrischen Achse der zugehörigen Arbeitswalze 30 gebracht werden können.

Bei der in den Fig. 6 bis 8 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die seitlichen Stützrollen 11 und 17 in Tragbalken 61 gelagert, die mit Hilfe von Schwenkachsen 62 und Exzenterbuchsen 68 auf Ansätzen 65, welche Teile der Zwischenwalzenlager 60 bilden, schwenkbar gelagert sind. Zapfen 64 halten die Schwenkachsen 62 in den Ansätzen 65. Ortsfeste seitliche Stützbalken 31 erstrecken sich zwischen den Gehäusen 35, mit denen sie durch Schrauben 79 verbunden sind. Zwischen jedem Tragbalken 61 und dem zugeordneten Stützbalken 31 sind Abstandshalter 69 angeordnet. Die seit­ liche Drehmoment-Reaktionskraft wird so über die seitliche Zwischenwalze 28 bzw. 29, die seitlichen Stützrollen 11 bzw. 17, den Tragbalken 61, die Abstandshalter 69 und den Stütz­ balken 31 auf das Gehäuse 35 übertragen. Die Abstandshalter 69 sind in den Tragbalken 61 durch schwalbenschwanzförmige Schlitze gehaltert und können leicht ausgewechselt werden. Es sind verschiedene Sätze von Abstandshaltern vorgesehen und die Auswahl erfolgt nach dem jeweiligen Arbeitswalzen­ durchmesser, um die Spalte zwischen den seitlichen Zwischen­ walzen 28 bzw. 29 und den Arbeitswalzen 30 klein zu halten. Diese Konstruktion bietet im Vergleich zu der Konstruktion der Fig. 3 den zusätzlichen Vorteil, daß die Stellungen der seitlichen Stützanordnungen relativ zur Arbeitswalze 30 durch den Durchmesser der Stützwalze 23 unbeeinflußt sind. Ferner liegt die Schwenkachse für jede seitliche Stützanord­ nung viel dichter bei den geometrischen Achsen der zugehöri­ gen seitlichen Zwischenwalze 28 bzw. 29 und der zugehörigen Stützrollen 11 bzw. 17. Schwingt somit der Tragbalken 61 entsprechend der betreffenden Arbeitswalzengröße aus, wird die geometrische Achse jeder seitlichen Zwischenwalze 28 bzw. 29 dichter an die Ebene gebracht, welche die geometri­ sche Achse der Arbeitswalze 30 und die geometrische Achse der Stützrollen 11 bzw. 17 verbindet, d. h. also dichter an den fluchtenden Zustand, und zwar unabhängig von der Größe der Arbeitswalze 30 und der Zwischenwalze 27. Dies vermin­ dert die resultierende Kraft, die bestrebt ist, die seitli­ chen Zwischenwalzen 28, 29 zu verbiegen, so daß eine gerin­ gere Ausbiegung der seitlichen Zwischenwalzen 28, 29 stattfindet. Durch Drehung der Exzenterbuchsen 68 ist es möglich, die Position des Tragbalkens 31 so einzustellen, daß die geome­ trischen Achsen der seitlichen Zwischenwalzen 28 bzw. 29 und der Stützrollen 11 bzw. 17 stets mit der geometrischen Achse der Arbeitswalze 30 fluchten, und zwar unabhängig von den jeweiligen Größen der Arbeitswalze 30 und der Zwischenwalze 27. In Fig. 8 ist links der Fall einer maximalen Walzengröße und rechts der Fall einer minimalen Walzengröße dargestellt. In beiden Fällen wird, wie klar ersichtlich ist, der fluch­ tende Zustand erreicht.

Bei der maximalen Walzengröße ist ersichtlich, daß die Ex­ zenterbuchse 68 so gedreht ist, daß ihre dicke Seite, die in den Fig. 6 und 8 eine Marke trägt, nach unten gerichtet ist. Bei der kleinsten Walzengröße ist die dicke Seite dage­ gen nach oben gerichtet. Es ist vorgesehen, daß die Exzen­ terbuchsen 68 nach einer von dem Walzwerkshersteller gelie­ ferten Tabelle eingestellt werden, wenn die Zwischenwalzen 27 ausgewechselt werden. Feststellmittel wie z. B. Klemmschrau­ ben oder dergleichen sind den Exzenterbuchsen 68 zugeordnet, um zu vermeiden, daß sich die Exzenterbuchse nach ihrer Ein­ stellung verdreht. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind sol­ che Feststellmittel in der Zeichnung fortgelassen. Wie man aus Fig. 8 ersieht, finden für eine maximale Walzengröße, die links dargestellt ist, verhältnismäßig dünne Abstands­ halter 69 Verwendung. Für die kleinste Walzengröße, die rechts dargestellt ist, benutzt man verhältnismäßig dicke Abstandshalter 69.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Walzwerks gegenüber dem Walzwerk nach der DE 29 19 105 A1 ist die Möglichkeit einer höheren Belastungskapazität. Im Falle der Fig. 1 sind beispielsweise die Stützrollen 21 üblicherweise einer Kraft­ komponente von etwa 78% der Drehmoment-Reaktionskraft unter­ worfen, die von der Zwischenwalze 27 auf die Arbeitswalze 30 übertragen wird, während die Stützrollen 22 einer Komponente von etwa 35% der Drehmoment-Reaktionskraft ausgesetzt sind. Im Falle der Fig. 3 haben die seitlichen Stützrollen 11 und 17 im wesentlichen 100% der Drehmoment-Reaktionskraft aufzu­ nehmen. Da jedoch die Stützrollen 11 und 17 (bei gleicher Arbeitswalzen- und Zwischenwalzengröße) etwa 40% größer als die Stützrollen 21 und 22 sind, ist ihre Belastungskapazität auch etwa 40% größer. Somit ist gegenüber den Stützrollen 21 das Verhältnis ihrer Kapazität zu der Belastung etwa 9% hö­ her. Weiterhin kann man durch Vergleich der Fig. 2 und 3 ersehen, daß für eine Vergrößerung des Durchmessers der Stützrollen 11 und 17 viel mehr Raum vorhanden ist als für eine Durchmesservergrößerung der Stützrollen 21 und 22. So­ mit ergibt die Erfindung die Möglichkeit einer größeren Be­ lastungskapazität der seitlichen Stützanordnungen.

Claims (3)

1. Vierzehnwalzen-Walzwerk mit einer oberen und einer unte­ ren Walzengruppe, die in gleicher senkrechter Ebene je eine Arbeitswalze (30), eine Zwischenwalze (27) und eine Stütz­ walze (23) und ferner zwei seitliche Zwischenwalzen (28, 29) aufweist, von denen jede eine Seite der Arbeitswalze (30) berührt, wobei jede seitliche Zwischenwalze (28, 29) mit einer einzigen seitlichen Stützrollenanordnung in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stützrollenanord­ nung je eine Tragachse (46) mit Stützrollen (11, 17) auf­ weist, wobei die geometrische Achse der Tragachse (46) sich im wesentlichen in der Ebene befindet, welche auch die geo­ metrische Achse der Arbeitswalze (30) und die geometrische Achse der zugeordneten seitlichen Zwischenwalze (28 oder 29) enthält, so daß an der seitlichen Zwischenwalze (28 oder 29) nur verminderte Biegekräfte auftreten.

2. Vierzehnwalzen-Walzwerk nach Anspruch 1, bei welchem in jeder Walzengruppe die Zwischenwalze (27) und die Stützwalze (23) in Lagerschlitten angeordnet sind, die Arbeitswalze (30) in der Gruppe frei beweglich ist, die seitlichen Zwi­ schenwalzen (28, 29) in Lagerschlitten (18) gelagert sind, und die Tragachse (46) jeder Stützrollenanordnung in Abstän­ den über ihre Länge durch einen ortsfesten, jedoch einstell­ baren starren Tragbalken (40; 61) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ortsfesten starren Tragbalken (40; 61) der Stützrollenanordnung zur Einstellung des Spal­ tes zwischen der Arbeitswalze (30), den seitlichen Zwischen­ walzen (28, 29) und den seitlichen Stützrollen (11, 17) ho­ rizontal und zur Ausrichtung der geometrischen Achsen jeder seitlichen Zwischenwalze (28, 29) und ihrer benachbarten seitlichen Stützrollen (11, 17), bis diese geometrischen Achsen und die geometrische Achse der Arbeitswalze (30) alle im wesentlichen in einer Ebene liegen, vertikal einstellbar ist.

3. Vierzehnwalzen-Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der einstellbaren starren Tragbalken (61) an dem Lager der benachbarten Zwischenwalze (28 bzw. 29) über Exzenterbuchsen (68) schwenkbar aufgehängt ist und das Lager (12) der entsprechenden seitlichen Zwischenwalze (28 bzw. 29) und die Tragachse (46) der entsprechenden seit­ lichen Stützrollen (11 bzw. 17) trägt, wobei die Exzenter­ buchsen (68) drehbar einstellbar sind, um die Lage des Trag­ balkens (61) vertikal einzustellen und die geometrische Ach­ se jeder seitlichen Zwischenwalze (28 oder 29) und der zuge­ ordneten seitlichen Stützrollen (11 oder 17) in Ausrichtung mit der geometrischen Achse der Arbeitswalze (30) zu brin­ gen, und daß jeder Tragbalken (61) zur Einstellung seiner horizontalen Stellung einen Abstandhalter (69) hat, der an einem zugeordneten ortsfesten seitlichen Stützbalken (31) anliegt.