DE69519158T2

DE69519158T2 - Verbesserungen an oder bezüglich Profilwalzanlagen

Info

Publication number: DE69519158T2
Application number: DE69519158T
Authority: DE
Inventors: Cosgrove Hayes
Original assignee: HAYES PLANT LEASE Ltd
Current assignee: Hayes International
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2015-11-02
Also published as: NZ270366A; CN1144495A; AU690376B2; CN1068805C; WO1996022167A1; AU690376C; EP0751840B1; ATE197004T1; EP0751840A1; DE69519158D1; USRE42417E1; US5855133A; AU3939395A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Profilwalzanlagen und insbesondere Profilwalzstationen mit automatischer Dickeneinstellung an den genannten Profilwalzstationen.
Profilwalzanlagen sind in verschiedenen Konfigurationen entwickelt worden, um aus Tafeln oder Bunden von verformbarem Walzgut, zum Beispiel Feinblech, Profile herzustellen. Die Profilwalzanlage muß in der Lage sein, Walzgut unterschiedlicher Dicke zu verarbeiten. In der Vergangenheit wurde dies durch die mechanische Verstellung der Profilwalzköpfe erreicht. Diese Verstellung kann von Hand erfolgen, oder es können komplexe Servoeinstellvorrichtungen zur Einstellung des Abstands zwischen den Werkzeugen auf die Dicke des Walzguts installiert sein. Nach einem anderen Ansatz, siehe US-A- 4,109,499, wird eine der Profilierungswalzen linear gegen die Wirkung einer entsprechenden Vorspannungskraft angehoben.
Alle bestehenden Mittel zur Einstellung von Profilwalzanlagen auf unterschiedliche Walzgutdicken sind entweder komplex und kostspielig, zeitaufwendig oder neigen dazu, den vorlaufenden Teil des Walzguts zu beschädigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung sind daher Profilwalzanlagen und insbesondere Profilwalzstationen mit Mitteln zur automatischen Dickeneinstellung an den Profilwalzstationen, die eine Einstellung auf Walzgut unterschiedlicher Dicke ermöglichen und insbesondere während der Einstellung auf eine neue Walzgutdicke die Beschädigung des Walzguts auf ein Minimum beschränken.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung eine Profilwalzstation für eine Profilwalzanlage, die Profilwalzstation umfassend:
einen Werkzeug-Lagerbock umfassend Befestigungsmittel zur Befestigung des Werkzeug-Lagerbocks an der Profilwalzanläge; einen Profilwalzkopf, der im Betrieb an dem genannten Werkzeug-Lagerbock befestigt ist, der genannte Profilwalzkopf umfassend eine erste Werkzeugwalze, die drehbar auf einer ersten Welle befestigt ist, welche von dem genannten Lagerbock getragen wird, und eine zweite Werkzeugwalze, die drehbar auf einer zweiten Welle befestigt ist, welche von dem genannten Lagerbock getragen wird, wobei die zweite Werkzeugwalze exzentrisch im Verhältnis zur zweiten Welle befestigt ist, so daß eine Kraft, die in der Laufrichtung des Walzguts durch die Werkzeugwalzen hindurch ausgeübt wird, eine Vergrößerung eines Werkzeugspalts zwischen der ersten und der zweiten Werkzeugwalze bewirkt; und eine automatische Dickeneinstellvorrichtung mit Reaktionsmitteln, die der Bewegung der zweiten Werkzeugwalze zur Vergrößerung des Werkzeugspalts entgegenwirken, wobei die genannten Reaktionsmittel eine von einer Druckquelle erzeugten Druck ausüben, der ausreicht, um den Profil walzvorgang durchzuführen, während eine Bewegung der zweiten Werkzeugwalze um die exzentrische Befestigung herum möglich ist, so daß sich die zweite Werkzeugwalze innerhalb eines Arbeitsbereichs gegen die Reaktionsmittel in der Laufrichtung des Walzguts bewegt, um die Einstellung auf die Dicke des Walzguts zu bewirken.
Die Erfindung umfaßt weiterhin Profilwalzanlagen mit Profilwalzstationen mit der automatischen Dickeneinstellung wie im vorstehenden Absatz dargelegt.
Ausführungsformen und Modifikationen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist
Fig. 1 ein Grundriß einer erfindungsgemäßen Profilwalzanlage;
Fig. 2 ein Seitenriß der in Fig. 1 abgebildeten Anlage; Fig. 3 eine bildliche Darstellung eines Typs einer erfindungsgemäßen Profilwalzstation;
Fig. 4 eine bildliche Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Profilwalzstation;
Fig. 5 eine bildliche Darstellung eines modifizierten erfindungsgemäßen Profilwalzkopfs, der eine Neuanordnung der Profilierungswalzen auf dem Lagerbock ermöglicht;
Fig. 6 ein Seitenriß von Fig. 5;
Fig. 7 eine Rückansicht von Fig. 5;
Fig. 8 ein Detail der automatischen Dickeneinstellvorrichtung und
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Reihe unterschiedlicher Reaktionsmittel, die in der automatischen Dickeneinstellvorrichtung verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft Profilwalzanlagen zur Verformung von Walzgut in Tafeln oder Bunden zu Profilen unterschiedlicher Form. Die Anlage 1 umfaßt ein bearbeitetes Lagerbett 2, das auf geeignete Weise auf einem Rahmen 3 befestigt ist und auf welchem Profilwalzstationen 4 angeordnet sind. Die nebeneinander angeordneten Profilwalzstationen in der Anlage werden von einem Hauptantriebsmotor 5 über geeignete Kraftübettragungsmittel angetrieben. Die Gesamtanordnung der Anlage ehtspricht generell der von bekannten. Profilwalzanlagen mit einer Einzugsstation 6, einer Serie von Lippenstationen 7, einer Korrekturstation 8 und den Profilwalz-Stegstationen 4 durch eine Serie von Stationen, von denen neun in den beigefügten Zeichnungen abgebildet sind. Eine Korrektorstation 10 und eine Auslaufstation 11 vervollständigen die Anlage.
Die in Fig. 3 dargestellte Profilwalzstation 4 ist eine der vorderen Stegstationen in der Profilwalzanlage und umfaßt einen Werkzeug-Lagerbock 12 mit Montageöffnungen 13, in denen Befestigungs-Schraubbolzen eingesetzt werden, mit denen der Lagerbock am Bett 2 der Anlage 1 befestigt wird. Der Profilwalzkopf, der für den Betrieb der Anlage am Werkzeug-Lagerbock 12 befestigt ist, umfaßt eine erste Werkzeugwalze 14, die auf einer Welle 15 befestigt ist, welche vom Lagerbock 12 drehbar getragen wird. Eine zweite Werkzeugwalze 17 ist auf einer Welle 18 befestigt, welche ebenfalls drehbar vom Lagerbock 12 getragen wird. Die Werkzeugwalze 17 ist auf der Welle 18 im Verhältnis zum Mittelpunkt der Werkzeugwalze 17 seitlich befestigt, wodurch sich eine exzentri sche Befestigung der Werkzeugwalze 17 ergibt. Die exzentrische Befestigung ist so angeordnet, daß eine Kraft, die in der Laufrichtung des Walzguts wirkt, welche durch den Pfeil 19 angezeigt ist, eine Vergrößerung des Werkzeugspalts zwischen den Walzen 14 und 17 bewirkt, und zur Steuerung dieser Bewegung wird eine automatische Dickeneinstellvorrichtung eingesetzt. Die Wellen sind auf herkömmliche Weise mit Kraftübertragungs- und Antriebsmitteln 16 verbunden.
Die automatische Dickeneinstellvorrichtung in den in Fig. 3 dargestellten Werkzeugwalzen umfaßt einen Stützrahmen 20, der am Lagerbock 12 befestigt ist, und ein Widerlager 21, das mit der Werkzeugwalze 17 verbunden ist. Das Widerlager ist um den Exzenter herum beweglich und bewegt sich im Verhältnis zum Stützrahmen, und ein Reaktionsmittel, das in Fig. 3 verdeckt ist, wirkt dieser Bewegung entgegen und steuert so die Werkzeugspalt zwischen den Walzen 14 und 17.
Die in Fig. 4 dargestellte Profilwalzstation ist typisch für eine in der Profilwalzanlage später angeordnete Stegstation. Hierbei trägt der Werkzeug-Lagerbock 22 die erste Werkzeugwalze 23 auf einer Welle 24 und die zweite Werkzeugwalze 25 exzentrisch auf der Welle 26 und umfaßt den Stützrahmen 27 und das Widerlager 28, welches mit der Werkzeugwalze 25 beweglich ist. Das in dieser Abbildung sichtbare Reaktionsmittel ist ein Druckblock, der eine im wesentlichen konstante Reaktionskraft ausübt, welche ausreicht, um den Profilwalzvorgang durchzuführen, und die Bewegung des Profilwalzkopfs 25 um seine exzentrische. Befestigung ermöglicht, so daß die Walze 25 innerhalb ihres Arbeitsbereichs beweglich ist, um die Einstellung auf die Dicke des Walzguts zu bewirken.
Ein weiterer Profilwalzkopf 4a ist in Fig. 5-8 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. In diesem Fall ist am Werkzeug-Lagerbock ein drehbarer Träger 31 befestigt, und der Träger 31 trägt drehbar die Wellen 32 und 34, an denen die Werkzeugwalzen 33 und 35 befestigt sind. Die Welle 34 ist in der Werkzeugwalze auf ähnliche Weise wie oben beschrieben exzentrisch angeordnet. Die Dickeneinstellvorrichtung umfaßt den Tragrahmen 36 und das Widerlager 37 mit dem Druckblock 38, der die Widerstandskraft aufbringt. Ein besonderes Merkmal dieses Profilwalzkopfs ist, daß durch die Verwendung des Trägers 31 die Positionen der Profilwalzköpfe an der Station vertauscht werden können, und wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, befindet sich die Werkzeugwalze mit der automatischen Dickeneinstellvorrichtung oben. Jedoch kann die Position einfach vertauscht werden, indem der Antrieb demontiert, der Träger 31 gelöst und gedreht wird, so daß die Oberwalze als Unterwalze angeordnet ist, und der Träger anschließend wieder verriegelt und der Antrieb wieder angeschlossen wird.
Die automatische Dickeneinstellvorrichtung kann in allen dargestellten Ausführungsformen einen Vorspanner umfassen, der durch Verwendung einer Spannmutter oder eines Spannbolzens oder anderer geeigneter Mittel den Druckblock so vorspannen kann, daß dadurch ein Mindestwerkzeugspalt zwischen den Werkzeugwalzen eingestellt wird. Der Vorspanner ist in Fig. 3 mit der Ziffer 39, in Fig. 4 mit der Ziffer 40 und in Fig. 8 mit der Ziffer 41 bezeichnet. Es ist vorteilhaft, wenn eine Zugstange mit einem Kopf an einem Ende und einem Gewinde an dem anderen Ende durch axial ausgerichtete Öffnungen im Tragrahmen, Widerlager und Druckblock geführt wird, wobei eine Mutter am Gewindeende eine Vorspannung ermöglicht. Andere mechanische Konfigurationen, um den vorgenannten Zweck der automatischen Einstellvorrichtung zu erreichen, können ebenfalls verwendet werden.
Das Reaktionsmittel in den dargestellten Beispielen von Profilwalzstationen ist als Druckblock dargestellt. Dieser Druckblock muß so ausgewählt werden, daß er während des Betriebs für einen ausreichenden Druck sorgt, um das Profilwalzen zu ermöglichen, und innerhalb des Arbeitsbereichs eine Bewegung der exzentrisch befestigten Werkzeugwalze ermöglicht, um den Werkzeugspalt zu vergrößern, wenn ein dickeres Walzgut verarbeitet werden soll.
Ein besonders gut geeignetes Druckblockmaterial für eine derartige automatische Dickeneinstellung ist Lurathan mit einer Shore-Härte von 90, einer Zugfestigkeit von 31 und einer Reißfestigkeit von 63. Die gewünschten Eigenschaften können jedoch auch in einer Reihe anderer Werkstoffe vorhanden sein. Wir haben festgestellt, daß in vielen Anwendungen Lurathan mit einer Shore-Härte von 70 bis 100 akzeptabel ist. Der Druckblock muß über geeignete Eigenschaften verfügen, daß er während der automatischen Dickeneinstellung zusammengedrückt werden kann, aber ebenfalls einen ausreichend hohen Reaktionsdruck ausübt, um ein effektives Profilwalzen zu ermöglichen. Es könnten auch andere Kautschukmaterialien mit einer für die erforderlichen Druckeigenschaften geeigneten Shore-Härte verwendet werden, aber aus praktischen Erwägungen heraus sollte ein Werkstoff mit einer langen Nutzungsdauer ausgewählt werden.
Während das Reaktionsmittel besonders vorteilhaft in Form eines aus einem geeigneten Werkstoff hergestellten Druckblocks ausgeführt wird, ist nicht beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung darauf beschränkt ist. In Fig. 9 ist schematisch eine Reihe von anderen Mitteln dargestellt, mit denen die erforderliche Reaktionskraft ausgeübt werden kann. In den Fig. 9 a-e ist die exzentrisch befestigte Werkzeugwalze mit der Ziffer 42, das Stützmittel, das der Bewegung der exzentrisch befestigten Werkzeugwalze entgegenwirkt, mit der Ziffer 43 und das Mittel zur Vorspannung der Werkzeugwalze mit der Ziffer 44 gekennzeichnet.
In Fig. 9a wird die Reaktionskraft durch einen pneumatischen Zylinder oder ein pneumatisches Aktivierungsmittel 45 erzeugt. In Fig. 9b wird die Reaktionskraft durch einen Hydraulikzylinder 46 erzeugt, in Fig. 9c wird die Reaktionskraft durch eine Muffe aus torsionsbeständigem Material 47 erzeugt, die innerhalb der exzentrischen Befestigung befestigt ist. In Fig. 9d wird die Reaktionskraft durch eine Druckfeder 48 erzeugt, und in Fig. 9e wird die Reaktionskraft durch eine Zugfeder 49 erzeugt. Somit ist ersichtlich, daß verschiedene Mittel in erfindungsgemäßen Profilwalzstationen verwendet werden können, um die erforderliche Reaktionskraft bereitzustellen.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, betrifft die vorliegende Erfindung eine Profilwalzanlage, in der in den Profilwalzstationen Mittel zur automatischen Einstellung innerhalb der zulässigen Toleranzen integriert sind, um die Einstellung auf Walzgut unterschiedlicher Dicke zu bewirken. Der Einstellmechanismus kann vorgespannt sein, und die Anlage kann so eingestellt werden, daß sie während des Betriebs innerhalb der angegebenen Toleranzen nur ein Minimum an Einstellung erfordert. Somit ist keine manuelle Arbeit und keine komplexe Servovorrichtung erforderlich, um die Einstellung auf ein Walzgut anderer Dicke zu bewirken, und die Befestigung der automatischen Verstellung ist glatt, wodurch eine Beschädigung des vorlaufenden Endes bei der Einstellung auf eine neue Walzgutdicke vermieden wird.

Claims

1. Profilwalzstation (4) für eine Profilwalzanlage, die Profilwalzstation umfassend

einen Werkzeug-Lagerbock (12) umfassend Befestigungsmittel zur Befestigung des Werkzeug-Lagerbocks an der Profilwalzanlage; einen Profilwalzkopf, der im Betrieb an dem genannten Werkzeug-Lagerbock befestigt ist, der genannte Profilwalzkopf umfassend eine erste Werkzeugwalze (14), die drehbar auf einer ersten Welle befestigt ist, welche von dem genannten Lagerbock getragen wird, und eine zweite Werkzeugwalze (17), die drehbar auf einer zweiten Welle (15) befestigt ist, welche von dem genannten Lagerbock (12) getragen wird, wobei die zweite Werkzeugwalze (17) exzentrisch im Verhältnis zur zweiten Welle (18) befestigt ist, so daß eine Kraft, die in der Laufrichtung (19) des Walzguts durch die Werkzeugwalzen hindurch ausgeübt wird, eine Vergrößerung eines Werkzeugspalts zwischen der ersten (14) und der zweiten Werkzeugwalze (17) bewirkt; und eine automatische Dickeneinstellvorrichtung mit Reaktionsmitteln (29), die der Bewegung der zweiten Werkzeugwalze (17) zur Vergrößerung des Werkzeugspalts entgegenwirken, wobei die genannten Reaktionsmittel einen von einer Druckquelle erzeug ten Druck ausüben, der ausreicht, um den Profilwalzvorgang durchzuführen, während eine Bewegung der zweiten Werkzeugwalze (17) um die exzentrische Befestigung herum möglich ist, so daß sich die zweite Werkzeugwalze (17) innerhalb eines Arbeitsbereichs gegen die Reaktionsmittel (29) in der Laufrichtung (19) des Walzguts bewegt, um die Einstellung auf die Dicke des Walzguts zu bewirken.

2. Profilwalzstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Dickeneinstellvorrichtung Stützmittel (36), die im Verhältnis zum Lagerbock (12) fest sind, und Reaktionsmittel, die gegen die relative Bewegung zwischen der zweiten Werkzeugwalze (17) und dem Stützmittel wirken, umfaßt.

3. Profilwalzstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Dickeneinstellvorrichtung einen an einem Werkzeug-Lagerbock befestigten Stützrahmen (36) und ein Widerlager (37) umfaßt, welches an der genannten zweiten Werkzeugwalze (17) befestigt ist und um die exzentrische Befestigung im Verhältnis zum Stützrahmen beweglich ist, wobei das Reaktionsmittel der Bewegung zwischen dem Widerlager (37) und dem Stützrahmen (36) entgegenwirkt.

4. Profilwalzstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Dickeneinstellvorrichtung einen Vorspanner umfaßt, der das genannte Reaktionsmittel (29) vorspannt, um den Mindestwerkzeugspalt zwischen den Werkzeugwalzen einzustellen.

5. Profilwalzstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel (29) einen Druckblock (38) umfaßt.

6. Profilwalzstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckblock (38) aus Lurathan mit einer Shore-Härte zwischen 70 und 100 geformt ist.

7. Profilwalzstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lurathan Druckblock (38) eine Shore-Härte von im wesentlichen 90 hat.

8. Profilwalzstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel eine Feder (48, 49) umfaßt.

9. Profilwalzstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel Widerstandsdruck durch fluidische Druckmedien (45, 46) erzeugt.

10. Profilwalzstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus einem torsionsbeständigen Material (47) besteht, das zwischen der zweiten Werkzeugwalze (17) und der zweiten Welle (18) befestigt ist.

11. Profilwalzstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (14) und die zweite (17) Werkzeugwalze zusammenwirken können, um Profile zu formen, indem sie das genannte Walzgut in Querrichtung verbiegen und zu einer Form mit einem nicht planaren Querschnitt verformen.

12. Profilwalzstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, die weiter einen Träger umfaßt, der drehbar auf dem Werkzeug-Lagerbock befestigt ist, um den Profilwalzkopf zu tragen.

13. Profilwalzstation nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel eine im wesentlichen konstante Kraft ausübt.

14. Profilwalzanlage zum Verformen von verformbarem Walzgut zu Profilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage Profilwalzstationen nach einem der vorstehenden Ansprüche umfaßt.

15. Verfahren zur automatischen Einstellung einer Profilwalzstation in einer Profilwalzanlage auf unterschiedliche Dicken von verformbarem Walzgut, das durch die genannte Profilwalzstation hindurchgeführt wird, das genannte Verfahren umfassend die Schritte: Befestigung von einer von zwei Profilierungswalzen in jeder Profilwalzstation auf einem Exzenter, so daß eine Kraft, die in Laufrichtung durch die Profilwalzstation hindurch ausgeübt wird, eine Vergrößerung eines Werkzeugspalts zwischen den beiden Werkzeugwalzen bewirkt; und Ausüben eines von einer Druckquelle erzeugten Drucks gegen die Drehung der exzentrisch befestigten Profilierungswalze um die exzentrische Befestigung herum, um einer Vergrößerung des Werkzeugspalts zwischen den beiden Walzen entgegenzuwirken und die erforderliche Kraft aufrechtzuerhalten, um den Profilwalzvorgang durchzuführen, so daß die exzentrisch befestigte Walze im Gebrauch um die exzentrische Befestigung herum in Laufrichtung des Walzguts und ge gen die Druckquelle beweglich ist, um die Einstellung auf die Dicke des Walzguts innerhalb eines Arbeitsbereichs zu bewirken.