EP1179373B1 - Hohlmantelwalze - Google Patents

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EP1179373B1
EP1179373B1 EP01117980A EP01117980A EP1179373B1 EP 1179373 B1 EP1179373 B1 EP 1179373B1 EP 01117980 A EP01117980 A EP 01117980A EP 01117980 A EP01117980 A EP 01117980A EP 1179373 B1 EP1179373 B1 EP 1179373B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core body
lubricant
hollow shell
core
shell roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01117980A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1179373A3 (de
EP1179373A2 (de
Inventor
Thorsten Bode
Helmut Kühn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Demag AG filed Critical SMS Demag AG
Publication of EP1179373A2 publication Critical patent/EP1179373A2/de
Publication of EP1179373A3 publication Critical patent/EP1179373A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1179373B1 publication Critical patent/EP1179373B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/03—Sleeved rolls
    • B21B27/05—Sleeved rolls with deflectable sleeves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/07—Adaptation of roll neck bearings

Definitions

  • the invention relates to a hollow casing roller which rotates about the central axis, hydraulically supported core body receives as a plain bearing.
  • EP 0 937 515 A1 is based on the object, a rigid roller to create a simple and quick adaptation to a Changing the rolling conditions, in particular the bandwidth allows.
  • the known roll consists of a rotating rolling shell with an inside the roller shell arranged sliding bearing in the form of a rotating body for influencing the bending stiffness of the rolling mantle.
  • This rotation body should to the load zone of the rolling shell generated by the rolling stock Counteracting force in such a way that this drag force evenly over distributes the load zone of the rolling stock and thus the contour of the roller or the work roll in the load area is rectilinear or adapted to the rolling stock profile becomes.
  • hollow casing rollers which are an internal, fixed Rotate the carrier.
  • DE 3119387 describes that between the Carrier and the rolling mantle completed by sealing strips, hydrostatic Pressure chamber is located and additionally provided stamp-like support elements are, which are connectable to at least one pressure medium source and in the Symmetrieebene the pressure chamber are located. In such an embodiment can choose the pressures in the pressure chamber and the forces of the support elements the pressures in their cylinder chambers are determined independently of each other, and thus determine the deflection behavior.
  • the invention is based on the object, a generic hollow casing roller to provide with an inner core body as a sliding bearing, in which described Disadvantages are avoided and in which the profile and the flatness the flat rolled rolled material can be influenced.
  • the core body is formed with variable over the circumference and the core ball length bale.
  • the core body has a variable over the circumference and the core ball length crowning, because it can be trained so that from the center of the core body on the Kernballenine a contour is ground, in the extreme case of any, based on experience for normal use crowning n corresponds, the size of which additionally depends on the angle of rotation ⁇ .
  • the crowning n usually corresponds to the expected bending line under rolling force, which can be precalculated; the twist angle ⁇ results from the change in position of the core body when it is rotated out of its original position about its central axis for setting the crowning n between 0 and n.
  • Such a core body can be produced by machine, wherein the angle of rotation ⁇ is additionally detected and employed a grinding wheel in the X and Y directions becomes.
  • the shape of the core body is freely selectable, for example in the form of an ellipsoid or paraboloid. Towards the bearing journal, the core body is cylindrical educated.
  • An embodiment of the invention provides that in the core body a Schmierstoffzu GmbHbohrung is provided, from the at least one channel to a on the circumference of the core body introduced distributor groove leads.
  • the channel or the channels between them Bore and introduced at the periphery of the core body distribution groove can be Lubricant for lubrication in the gap of the load area between Insert hollow casing and core body.
  • the distribution groove on the circumference is arranged so that the entire range from the minimum to the maximum Kernballtechnik is adjustable, the distributor groove in all cases outside the hydrodynamic Tragzonen Kunststoffes remains and thus no impairment of hydrodynamic principle of action occurs.
  • the Core body In one-way operation, d. H. at a certain rotation of the hollow shell, the Core body from its initial position by the angle of rotation ⁇ from 0 ° to 180 ° twisted out until the core body occupies a position with its convex contour, which is adapted to the expected bending line.
  • the core body depends on the different Rotational angles optionally by the angle of rotation ⁇ from 0 ° to -120 ° or ⁇ of 0 ° to + 120 ° is twisted out of its original position out.
  • An embodiment of the invention provides that the core body over the Kernballenin divided into several zones, and in these zones over the circumference divide into several Schmierstoffzuwood Kunststoffe.
  • This up and Subdivision can be optimized in particular the hydrostatic bearing principle and due to the individual zones on the one hand an ideal adaptation of the contour the core body to the existing bending line and on the other hand, a zone by zone Influence of the roll gap and thus the rolling stock profile and the Achieve rolling stock planarity.
  • an embodiment of the invention provides that the core body to each Zone and to each Schmierstoffzu réelle Colour running lubricant supply holes each of which has a channel assigned to one in each zone introduced in each lubricant area on the circumference of the core body Distributor groove leads.
  • This embodiment of the invention can be a targeted effective influencing of the gap of the load area between core body and hollow sheath reach by selectively connectable lubricant pressure, whereby a desired zonal action on the nip and thereby on the rolled section and on the rolling stock planarity is possible.
  • the selectable switchable Lubricant pressure and the required flow rate can be via known higher-level computer systems for profile and flatness control determine. About this computer system valves are controlled, which are in connection lines between a lubricant source and the lubricant supply holes are mounted.
  • the invention proposes that the service side and On the drive side for supporting the support roller simultaneously thrust bearing and spherical Insert bearing.
  • the core body can thereby be rotated under load set, because a tilt-free storage of the core body is achieved.
  • Of the Angle of rotation for setting the crown is via known computer systems determines which a control signal to access units for rotation of the core body to transfer.
  • the proposed hollow sheath roll is advantageously as a support roller, preferably used in quarto and other multi-roll stands.
  • a core body 2 shown in FIG. 1 of a hollow shell roll 1, e.g. as a backup roll in a quartz scaffolding, has a circular in the middle (see section A - A in Fig. 1) Shape, wherein the circle center on the axis of the cylindrical core body ends 3 is located. Starting from the middle is symmetrical towards both ends about the Kernballenpen 4 of the core body 2 a contour 5 ground in the Extreme case of a crowning n corresponds (see section B - B in Fig. 1), their size on the one hand by the expected bending line under rolling force, and on the other hand additionally depends on the angle of rotation ⁇ .
  • the expected bending line under Rolling force is based on experience, and the angle of rotation ⁇ results from the change in position of the core body when this is to adjust the effective crowning between 0 and n out of its original position around his Central axis is rotated.
  • the crown In the intermediate positions, the crown is infinitely between 0 and n.
  • the core body 2 shown in Figure 1 has been mechanically produced, including the angle of rotation ⁇ was additionally detected and the grinding wheel 6 in the x and y directions was hired accordingly.
  • FIG. 2 shows that from the non-rotationally symmetrical core body 2 in one Hollow shell 7 existing hollow casing roller 1 as a support roller of a Quartogerüstes. It supports a work roll 8, which bears against the rolling stock 9. The Rolling arrangement is shown in the unloaded state.
  • FIG. 3 shows the rolling arrangement according to FIG. 2 in the loaded state.
  • the Core body 2 was here to be expected in accordance with this load case, precalculated maximum bending line, by turning around the twist angle ⁇ adjusted so that the core body 2 with its maximum ground Contour 5, i. the crowning n counteracts the maximum bending line.
  • the possible adjustment range 10 of the core body 2 by the angle of rotation ⁇ of 0 ° to 180 ° is in FIG. 4 a for the load case of the so-called one-way operation, as a section through the circular center of the core body 1 (see the section A-A in FIG. 1).
  • the hydrodynamic bearing principle realizes a lubricant supply, the one centrally arranged in the core body 2 Schmierstoffzu GmbHbohrung 11, and from this to the outside branching off to the outside on the circumference of the Core body 2 provided distribution groove 12 leading channels 13 has.
  • the supplied Lubricant can be determined by the rotational direction D of the hollow shell 7 in Lubricant flow direction 14 to the gap of the load area 15 between Conduct core body 2 and hollow jacket 7.
  • FIG. 4b shows the profile of the distributor groove 12 with over the core ball length 4 of the core body 2 distributes a plurality of the lubricant supply bore 11 with the Distributor groove 12 connecting spaced apart from one another the Schmierstoffzu GmbHbohrung 11 branching channels 13 in perspective Longitudinal section of the core body 2.
  • section B-B of Figure 4b is the Lubricant supply system in the cross section of the core body 2 for the so-called One way operation shown.
  • the core body 2 for the one-way operation can be from a also shown in Figure 4a for the local lubricant supply, here underlying neutral position 16 by the twist angle ⁇ to 180 ° accordingly Turn arrow 17 to position 18 infinitely. Simultaneously with it leaves the crowns n are steplessly adjusted between 0 and n.
  • FIG. 5a shows a cross section through a roller arrangement comparable the according to the figures 4a, 4b with the difference that here the load case of so-called reversing operation is shown.
  • the lubricant to the gap of the load area 15 between the core body 2 and hollow jacket 7 promote.
  • Starting from a neutral starting position 19 can be the core body 2 either by the Vercardwinkel Scheme ⁇ from 0 ° to + 120 ° to the position 20 twist or the twist angle range ⁇ of Turn 0 ° to -120 ° to position 21.
  • the lubricant flow direction 14a or 14b in the gap of the loading area 29 between the core body 2 and Hollow jacket 7 corresponds in each case to the direction of rotation D or D '.
  • FIG 5b is a perspective longitudinal section of the core body 2, the arrangement the Verteilnut 12 with Schmierstoffzu GmbHbohrung 11 and the channels 13 for the Reversing operation shown (see also the section B-B).
  • the core body 2 for the Reversing operation is in accordance with the respective direction of rotation D or D 'from the Initial position 19 by the angle of rotation ⁇ up to + 120 ° in the position 20 or in order the twist angle ⁇ up to -120 ° in the position 21 continuously turned. simultaneously
  • the crowning n can be steplessly between 0 and n to adjust.
  • Figure 6 shows a possible division of the core body 2 in successive Zones 2a to 2g, wherein in each zone a lubricant collecting bag 22a is arranged to 22g, which via return ducts 23a to 23g with a central Lubricant return bore 24, which from all zones the lubricant collects and returns, is connected.
  • a lubricant collecting bag 22a is arranged to 22g, which via return ducts 23a to 23g with a central Lubricant return bore 24, which from all zones the lubricant collects and returns, is connected.
  • a lubricant collecting bag 22a is arranged to 22g, which via return ducts 23a to 23g with a central Lubricant return bore 24, which from all zones the lubricant collects and returns, is connected.
  • In this example were seven zones selected.
  • lubricant supply region I minimum core crowning
  • the lubricant supply can be realized via a lubricant supply bore 11a to 11g introduced separately for each zone 2a to 2g and for each lubricant supply region I to IV.
  • FIG. 8 shows a design of the lubricant disposal deviating from FIG.
  • the circumferentially the Schmierstoffzu semiconductor Scheme I to IV of each zone 2a to 2g limiting lubricant collecting pockets 22a to 22g and the recirculation channels 23a to 23g opening therein is a separate one Associated with lubricant return bore 24a to 24g, over which the Lubricant triggered by the superordinate profile and flatness control can be vacuumed separately.
  • An embodiment of a storage of the hollow casing roller 1 is in longitudinal section represented by the support roller and a chock 26 in Figure 9. These has on the drive side a thrust bearing 27, a spherical bearing 28, sealing devices 29, a lubricant return bore 30 for returning the after Figures 4a, 4b, 5a and 5b supplied lubricant and a device 31 for deriving the collected in the chock 26 lubricant. Corresponding the operating side, not shown, is configured.
  • the back-up roll can be stored fixed on both sides by the thrust bearing 27, at the same time but the core body 2 at its ends 3 due to the spherical bearings 28 rotate and under load.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlmantelwalze, die einen um die Mittelachse drehbaren, hydraulisch abgestützten Kernkörper als Gleitlager aufnimmt.
Derartige Gleitlager sind beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 937 515 A1 bekannt. Der EP 0 937 515 A1 liegt die Aufgabe zugrunde, eine biegesteife Walze zu schaffen, die eine einfache und schnelle Anpassung an eine Veränderung der Walzbedingungen, insbesondere der Bandbreite, ermöglicht.
Die bekannte Walze besteht aus einem rotierenden Walzmantel mit einem innerhalb des Walzenmantels angeordneten Gleitlager in Form eines Rotationskörpers zur Beeinflussung der Biegesteifigkeit des Walzmantels. Dieser Rotationskörper soll zu der durch das Walzgut erzeugten Belastungszone des Walzmantels eine Gegenkraft in der Weise bewirken, daß diese Gegenkraft sich gleichmäßig über die Belastungszone des Walzgutes verteilt und damit die Kontur der Walze bzw. der Arbeitswalze im Belastungsbereich geradlinig ist bzw. dem Walzgutprofil angepaßt wird.
Der Grundgedanke der EP 0 937 515 A1, die Stützbreite des Gleitlagers zwischen Walzenkern und Walzenmantel der vorliegenden Walzaufgabe, das heißt im wesentlichen der Breite des Walzgutes anzupassen, hat sich in der Praxis bewährt.
Da jedoch nicht nur die Walzgutbreiten, sondern auch die Linienlasten variieren können, ergeben sich unterschiedliche Biegelinien des Walzenkernes und damit in einem Teil der Fälle gewisse Einschränkungen.
Die ordnungsgemäße Funktion des hydrodynamischen bzw. des hydrostatischen Lagerprinzips, wie es bei dieser Art von Gleitlagerungen vorgesehen ist, ist nämlich nur dann sichergestellt, wenn die Abweichung von der Parallelität der Schmierfilmdicke über die Breite der Belastungszone gesehen gewisse zulässige Grenzen nicht überschreitet. Dies ist bei der EP 0 937 515 A1 nur dann der Fall, wenn entweder der Walzenkern im Verhältnis zur Belastung sehr biegesteif ausgeführt ist, was aber in vielen Fällen nicht möglich ist, oder aber die Linienlast des Walzgutes der vorgegebenen unveränderbaren Kernballigkeit angepaßt ist.
Da aber die Linienlasten je nach Produktspektrum des Walzgutes unterschiedlich sind, müßten immer wieder andere Walzkerne mit den jeweils entsprechenden festen Balligkeiten benutzt werden, was aber zu einer für den Walzwerksbetreiber nicht zumutbaren Unflexibilität führt.
Außerdem handelt es sich bei dem bekannten System aufgrund der hydrodynamischen Druckentwicklung, die nicht durch eine externe Druckversorgung beeinflußt werden kann, um ein sogenanntes passives System, das heißt dieses System ist nicht unter Last regelbar.
Es sind auch Hohlmantelwalzen bekannt, die um einen innenliegenden, feststehenden Träger rotieren. Die DE 3119387 beschreibt, dass sich zwischen dem Träger und dem Walzmantel ein durch Dichtleisten abgeschlossener, hydrostatischer Druckraum befindet und zusätzlich stempelartige Stützelemente vorgesehen sind, die an mindestens eine Druckmittelquelle anschließbar sind und sich in der Symmetrieebene des Druckraumes befinden. Bei einer solchen Ausgestaltung können die Drücke im Druckraum und die Kräfte der Stützelemente durch Wahl der Drücke in ihren Zylinderräumen unabhängig voneinander bestimmt werden, und somit das Durchbiegungsverhalten bestimmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hohlmantelwalze mit einem innenliegenden Kernkörper als Gleitlager zu schaffen, bei der die beschriebenen Nachteile vermieden werden und bei der sich das Profil und die Planheit des flach gewalzten Walzgutes beeinflussen lassen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kernkörper mit über den Umfang und der Kernballenlänge veränderlichem Ballen ausgebildet ist. Somit läßt sich die Einstellung einer bestimmten Aussenkontur im Lastbereich und unter Last erreichen. Der Kernkörper besitzt eine über den Umfang und der Kernballenlänge veränderliche Balligkeit, weil er sich nämlich so ausbilden läßt, daß von der Mitte des Kernkörpers über die Kernballenlänge eine Kontur aufgeschliffen ist, die im Extremfall einer beliebigen, auf Erfahrungswerten für den normalen Einsatzfall beruhenden Balligkeit n entspricht, deren Größe zusätzlich von dem Verdrehwinkel ϕ abhängt. Die Balligkeit n entspricht in der Regel der zu erwartenden Biegelinie unter Walzkraft, welche sich vorberechnen läßt; der Verdrehwinkel ϕ ergibt sich aus der Lageveränderung des Kernkörpers, wenn dieser aus seiner Ursprungslage heraus um seine Mittelachse zur Einstellung der Balligkeit n zwischen 0 und n, gedreht wird.
Somit besitzt der Kernkörper in dem einem Extremfall beispielsweise die Balligkeit 0 (ϕ = 0°) und in dem anderen Extremfall die Balligkeit n (ϕ = 180°). In den Zwischenstellungen liegt die Balligkeit zwischen 0 und n.
Ein solcher Kernkörper läßt sich maschinell herstellen, wobei der Verdrehwinkel ϕ zusätzlich erfaßt wird und eine Schleifscheibe in X- und Y-Richtung angestellt wird. Die Form des Kernkörpers ist frei wählbar, zum Beispiel in Form eines Ellipsoides oder Paraboloides. Zu den Lagerzapfen hin ist der Kernkörper zylindrisch ausgebildet.
Die beschriebene Ausbildung des Kernkörpers in Anpassung an die zu erwartende, vorberechnete Biegelinie unter Walzkraft schafft die Voraussetzung für einen möglichst parallelen Ölspalt über die Kernballenlänge.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in dem Kernkörper eine Schmiermittelzuführbohrung vorgesehen ist, von der mindestens ein Kanal zu einer auf dem Umfang des Kernkörpers eingebrachten Verteilernut führt.
Über die Schmiermittelzuführbohrung, den Kanal oder die Kanäle zwischen dieser Bohrung und der am Umfang des Kernkörpers eingebrachten Verteilernut läßt sich Schmiermittel zur Schmierung in den Spalt des Belastungsbereiches zwischen Hohlmantel und Kernkörper einbringen. Die Verteilernut am Umfang ist so angeordnet, daß der gesamte Bereich von der minimalen bis zu der maximalen Kernballigkeit einstellbar ist, wobei die Verteilernut in allen Fällen außerhalb des hydrodynamischen Tragzonenbereiches bleibt und damit keine Beeinträchtigung des hydrodynamischen Wirkprinzips auftritt.
Abhängig von den Walzbedingungen und eingeordnet in bekannte übergeordnete Rechnersysteme zur Profil- und Planheitsregelung läßt sich die Kernballigkeit auch unter Last einstellen. Somit liegt im Hinblick auf symmetrische Planheitsfehler ein aktives Stellglied vor.
Damit ergibt sich eine optimale Anpassung des Kernkörpers an die jeweilige Betriebsweise wie Einwegbetrieb oder Reversierbetrieb dergestalt, daß sich der Kernkörper für den Einwegbetrieb in einem Verdrehwinkelbereich ϕ von 0° bis 180° und für den Reversierbetrieb, je nach vorliegenden Drehsinn des Hohlmantels, in einem Verdrehwinkelbereich ϕ von 0° bis 120° oder in einem Verdrehwinkelbereich ϕ von 0° bis -120° einstellen läßt.
Im Einwegbetrieb, d. h. bei einem bestimmten Drehsinn des Hohlmantels, wird der Kernkörper aus seiner Ausgangslage um den Verdrehwinkel ϕ von 0° bis zu 180° heraus verdreht, bis der Kernkörper mit seiner balligen Kontur eine Lage einnimmt, die der zu erwartenden Biegelinie angepaßt ist. Nichts anderes geschieht beim Reversierbetrieb, außer daß der Kernkörper abhängig von den verschiedenen Drehsinnen wahlweise um den Verdrehwinkel ϕ von 0° bis -120° oder ϕ von 0° bis +120° aus seiner Ursprungslage heraus verdreht wird.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, daß der Kernkörper über die Kernballenlänge in mehrere Zonen aufgeteilt ist, und sich in diesen Zonen über den Umfang in mehrere Schmiermittelzuführbereiche unterteilen läßt. Mit dieser Auf- und Unterteilung läßt sich insbesondere das hydrostatische Lagerprinzip optimieren und aufgrund der einzelnen Zonen einerseits eine ideale Anpassung der Kontur des Kernkörpers an die vorhandene Biegelinie und andererseits auch eine zonenweise Beeinflussung des Walzspaltes und damit des Walzgutprofiles und der Walzgutplanheit erreichen.
Weiter sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Kernkörper zu jeder Zone und zu jedem Schmiermittelzuführbereich verlaufende Schmiermittelzuführbohrungen aufweist, denen je ein Kanal zugeordnet ist der zu einer in jeder Zone in jedem Schmiermittelbereich auf den Umfang des Kernkörpers eingebrachten Verteilernut führt. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung läßt sich eine gezielt wirksame Beeinflussung des Spaltes des Belastungsbereiches zwischen Kernkörper und Hohlmantel durch selektiert aufschaltbaren Schmiermitteldruck erreichen, wodurch eine gewünschte zonenweise Einwirkung auf den Walzspalt und dadurch auf das Walzprofil und auf die Walzgutplanheit möglich ist. Der selektiert aufschaltbare Schmiermitteldruck und die erforderliche Durchflußmenge läßt sich über bekannte übergeordnete Rechnersysteme zur Profil- und Planheitsregelung ermitteln. Über dieses Rechnersystem werden Ventile angesteuert, die in Verbindungsleitungen zwischen einer Schmiermittelquelle und den Schmiermittelzuführbohrungen montiert sind.
Es liegt somit ein aktives Stellglied vor mit dem sich symmetrische und unsymmetrische Planheitsfehler des Walzgutes korrigieren lassen.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in jeder Zone der Schmiermittelzuführbereiche Rückführkanäle vorgesehen sind, die einerseits in Schmiermittelzuführbereich begrenzenden Schmiermittelsammeltaschen münden und andererseits an mindestens eine im Kernkörper angeordnete Schmiermittelrückführbohrung angeschlossen sind, wobei sich das Schmiermittel über die Rückführkanäle und die Schmiermittelrückführbohrung absaugen läßt.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich bedienungsseitig und antriebsseitig zur Lagerung der Stützwalze gleichzeitig Axiallager und sphärische Lager einsetzen lassen. Der Kernkörper läßt sich hierdurch unter Last drehbar einstellen, weil eine verkantungsfreie Lagerung des Kernkörpers erreicht wird. Der Verdrehwinkel zur Einstellung der Balligkeit wird über bekannte Rechnersysteme ermittelt, die ein Steuersignal an Zugriffseinheiten zur Verdrehung des Kernkörpers übermitteln.
Die vorgeschlagene Hohlmantelwalze wird vorteilhafterweise als Stützwalze, vorzugsweise in Quarto- und anderen Mehrwalzengerüsten, eingesetzt.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden wie folgt beschrieben. Es zeigen:
Figur 1
in perspektivischer Längsansicht einen Kernkörper einer Hohlmantelwalze, mit seitlich nebenan schematisch angedeuteter Schleifscheibe zur Herstellung des Kernkörpers sowie zwei Querschnitten des Kernkörpers;
Figur 2
als Einzelheit eines weiter nicht dargestellten Quartogerüstes eine mit einem Kernkörper nach Fig. 1 ausgebildete Stützwalze mit zugeordneter Arbeitswalze, im unbelasteten Zustand;
Figur 3
eine Walzenanordnung nach Fig. 2, im belasteten Zustand;
Figur 4a
einen Querschnitt durch eine Hohlmantel - Stützwalze die kreisförmige Mitte des Kernkörpers mit einer ersten Ausführung einer Schmiermittelzuführung;
Figur 4b
in perspektivischer Längsansicht eine Ausführung eines Kernkörpers für den sogenannten Einwegbetrieb dargestellt mit zwei unterhalb gezeigten Querschnitten;
Figur 5a
einen Querschnitt durch eine Hohlmantel-Stützwalze mit einer zweiten Ausführung einer Schmiermittelzuführung;
Figur 5b
in perspektivischer Längsansicht als Einzelheit der Figur 5a deren Kernkörper;
Figur 6
in der Längsansicht einen Kernkörper mit Zonenaufteilung;
Figur 7
im Querschnitt eine Zone nach Figur 6;
Figur 8
als Querschnitt eine Zone nach Figur 6 eine andere Schmiermittelentsorgung ;und
Figur 9
von einem Ende des Kernkörpers mit Hohlmantelwalze im Längsschnitt die Lagerung.
Ein in Figur 1 gezeigter Kernkörper 2 einer Hohlmantelwalze 1, z.B. als Stützwalze in einem Quartogerüst, weist in der Mitte (vgl. Schnitt A - A in Fig. 1) eine kreisförmige Form auf, wobei die Kreismitte auf der Achse der zylindrischen Kernkörperenden 3 liegt. Von der Mitte ausgehend ist symmetrisch zu beiden Enden hin über die Kernballenlänge 4 des Kernkörpers 2 eine Kontur 5 aufgeschliffen die im Extremfall einer Balligkeit n entspricht (vgl. Schnitt B - B in Fig. 1), deren Größe einerseits von der zu erwartenden Biegelinie unter Walzkraft, und andererseits zusätzlich von dem Verdrehwinkel ϕ abhängt. Die zu erwartende Biegelinie unter Walzkraft beruht hierbei auf Erfahrungswerten, und der Verdrehwinkel ϕ ergibt sich aus der Lageveränderung des Kernkörpers wenn dieser zur Einstellung der wirksamen Balligkeit zwischen 0 und n aus seiner Ursprungslage heraus um seine Mittelachse gedreht wird. Somit bietet der Kernkörper 2 in dem einen Extremfall keine bzw. die Balligkeit 0 (ϕ = 0°) und in dem anderen Extremfall die Balligkeit n (ϕ = 180°). In den Zwischenstellungen liegt die Balligkeit stufenlos zwischen 0 und n.
Der in Figur 1 dargestellte Kernkörper 2 ist mechanisch hergestellt worden, wozu der Verdrehwinkel ϕ zusätzlich erfaßt wurde und die Schleifscheibe 6 in x- und y-Richtung entsprechend angestellt wurde.
Die Figur 2 zeigt die aus dem nicht rotationssymmetrischen Kernkörper 2 in einem Hohlmantel 7 bestehende Hohlmantelwalze 1 als Stützwalze eines Quartogerüstes. Sie stützt eine Arbeitswalze 8 ab, die an dem Walzgut 9 anliegt. Die Walzanordnung ist im unbelasteten Zustand dargestellt.
Die Figur 3 zeigt die Walzanordnung nach Figur 2 im belasteten Zustand. Der Kernkörper 2 wurde hier an eine diesem Belastungsfall entsprechend zu erwartende, vorberechnete maximale Biegelinie, durch Verdrehen um den Verdrehwinkel ϕ so eingestellt, daß der Kernkörper 2 mit seiner maximalen aufgeschliffenen Kontur 5, d.h. der Balligkeit n der maximalen Biegelinie entgegenwirkt.
Der mögliche Einstellbereich 10 des Kernkörpers 2 um den Verdrehwinkel ϕ von 0° bis 180° ist in Figur 4a für den Belastungsfall des sogenannten Einwegbetriebes, als Schnitt durch die kreisförmige Mitte des Kernkörpers 1 (vgl. den Schnitt A-A in Figur 1) dargestellt. Bei der Ausführung nach Figur 4a wird bei Anwendung des hydrodynamischen Lagerprinzips eine Schmiermittelversorgung verwirklicht, die eine zentrisch in dem Kernkörper 2 angeordnete Schmiermittelzuführbohrung 11, und von dieser nach aussen abzweigend zu eine aussen am Umfang des Kernkörpers 2 vorgesehene Verteilernut 12 führende Kanäle 13 aufweist. Das zugeführte Schmiermittel läßt sich bestimmt vom Drehsinn D des Hohlmantels 7 in Schmiermittelflußrichtung 14 zum Spalt des Belastungsbereiches 15 zwischen Kernkörper 2 und Hohlmantel 7 leiten.
Die Figur 4b zeigt den Verlauf der Verteilernut 12 mit über die Kernballenlänge 4 des Kernkörpers 2 verteilt mehreren, die Schmiermittelzuführbohrung 11 mit der Verteilernut 12 verbindenden im Abstand voneinander angeordneten einseitig von der Schmiermittelzuführbohrung 11 abzweigenden Kanälen 13 im perspektivischen Längsschnitt des Kernkörpers 2. Im Schnitt B-B der Figur 4b ist das Schmiermittelzuführsystem im Querschnitt des Kernkörpers 2 für den sogenannten Einwegbetrieb dargestellt. Der Kernkörper 2 für den Einwegbetrieb läßt sich aus einer auch in Figur 4a für die dortige Schmiermittelversorgung gezeigten , hier zugrundeliegenden neutralen Stellung 16 um den Verdrehwinkel ϕ bis 180° entsprechend Pfeil 17 in die Stellung 18 stufenlos verdrehen. Gleichzeitig damit läßt sich die Balligkeit n stufenlos zwischen 0 und n einstellen.
Die Figur 5a zeigt einen Querschnitt durch eine Walzenanordnung vergleichbar der nach den Figuren 4a, 4b mit dem Unterschied, daß hier der Belastungsfall des sogenannten Reversierbetriebes dargestellt ist. Je nach Drehsinn D oder D' läßt sich das Schmiermittel zum Spalt des Belastungsbereiches 15 zwischen Kernkörper 2 und Hohlmantel 7 fördern. Ausgehend von einer neutralen Ausgangslage 19 läßt sich der Kernkörper 2 entweder um den Verdrehwinkelbereich ϕ von 0° bis +120° bis in die Stellung 20 verdrehen oder um den Verdrehwinkelbereich ϕ von 0° bis -120° bis in die Stellung 21 verdrehen. Die Schmiermittelflußrichtung 14a bzw. 14b in den Spalt des Belastungsbereiches 29 zwischen Kernkörper 2 und Hohlmantel 7 entspricht dabei jeweils dem Drehsinn D bzw. D'.
In Figur 5b ist im perspektivischen Längsschnitt des Kernkörpers 2 die Anordnung der Verteilnut 12 mit Schmiermittelzuführbohrung 11 und den Kanälen 13 für den Reversierbetrieb dargestellt (vgl. auch den Schnitt B-B). Der Kernkörper 2 für den Reversierbetrieb wird entsprechend dem jeweiligen Drehsinn D oder D' aus der Ausgangslage 19 um den Verdrehwinkel ϕ bis zu +120° in die Stellung 20 oder um den Verdrehwinkel ϕ bis zu -120° in die Stellung 21 stufenlos verdreht. Gleichzeitig damit läßt sich auch hier wiederum die Balligkeit n stufenlos zwischen 0 und n einstellen.
Die Figur 6 zeigt eine mögliche Aufteilung des Kernkörpers 2 in aufeinanderfolgende Zonen 2a bis 2g, wobei in jeder Zone eine Schmiermittelsammeltasche 22a bis 22g angeordnet ist, die über Rückführkanäle 23a bis 23g mit einer zentralen Schmiermittelückführbohrung 24, welche aus allen Zonen das Schmiermittel sammelt und zurückführt, verbunden ist. In diesem Beispiel wurden sieben Zonen gewählt.
Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Zone der Stützwalze bzw. Hohlmantelwalze 1 die im Ausführungsbeispiel in vier Schmiermittelzuführbereiche I bis IV mit ansteigender Balligkeit des Kernkörpers 2 (Schmiermittelzuführbereich I = minimale Kernballigkeit; Schmiermittelzuführbereich IV = maximale Kernballigkeit) unterteilt ist. Ausgehend von der zentralen Schmiermittelrückführbohrung 24 sind den Schmiermittelzuführbereich begrenzende Schmiermittelsammeltaschen 22a bis 22g vorgesehen, die über Rückführkanäle 23a bis 23g mit einer Schmiermittelrückführbohrung 24 verbunden sind. Die Schmiermittelversorgung läßt sich über eine zu jeder Zone 2a bis 2g und zu jedem Schmiermittelzuführbereich I bis IV separat eingebrachten Schmiermittelzuführbohrung 11a bis 11g realisieren. Durch somit selektiert aufschaltbaren Schmiermitteldruck läßt sich z.B. im Schmiermittelzuführbereich I eine als I1 bezeichnete minimale Kernballigkeit einstellen. Wird nun der Schmiermittelzuführbereich I durch die Schmiermittelzuführbohrungen 11a bis 11g mit zusätzlichem Schmiermittel, ausgelöst von der übergeordneten Profil- und Planheitsregelung, beaufschlagt, so nimmt die Kernballigkeit gezielt in diesem Bereich zu. In dieser und entsprechend jeder anderen Zone ist über die individuelle Beeinflussung der dort jeweils ausgebildeten Schmiermittelzuführbereiche I bis IV eine direkte Beeinflussung des Walzspaltes 25 und damit eine direkte Einwirkung auf das Walzgutprofil und die Walzgutplanheit möglich.
Die Figur 8 zeigt eine gegenüber Figur 7 abweichende Ausbildung der Schmiermittelentsorgung. Den in Umfangsrichtung die Schmiermittelzuführbereiche I bis IV einer jeden Zone 2a bis 2g begrenzenden Schmiermittelsammeltaschen 22a bis 22g und den hierin mündenden Rückführkanälen 23a bis 23g ist eine separate Schmiermittelrückführbohrung 24a bis 24g zugeordnet, über welche sich das Schmiermittel ausgelöst von der übergeordneten Profil- und Planheitsregelung separat absaugen läßt.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Lagerung der Hohlmantelwalze 1 ist im Längsschnitt durch die Stützwalze und ein Einbaustück 26 in Figur 9 dargestellt. Diese weist antriebsseitig ein Axiallager 27, ein sphärisches Lager 28, Abdichtungsvorrichtungen 29, eine Schmiermittelrückführbohrung 30 zur Rückführung des nach den Figuren 4a, 4b, 5a und 5b zugeführten Schmiermittels sowie eine Vorrichtung 31 zum Ableiten des im Einbaustück 26 gesammelten Schmiermittels auf. Entsprechend ist die nicht dargestellte Bedienungsseite ausgestaltet. Die Stützwalze läßt sich beidseitig durch die Axiallager 27 fest eingespannt lagern, gleichzeitig aber der Kernkörper 2 an seinen Enden 3 aufgrund der sphärischen Lager 28 drehen und unter Last einstellen.

Claims (6)

  1. Hohlmantelwalze, die einen um die Mittelachse drehbaren, hydraulisch abgestützten Kernkörper als Gleitlager aufnimmt,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper (2) mit über den Umfang und der Kernballenlänge (4) veränderlichem Ballen ausgebildet ist.
  2. Hohlmantelwalze nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kernkörper (2) eine Schmiermittelzuführbohrung (11) vorgesehen ist, von der mindestens ein Kanal (13) zu einer auf dem Umfang des Kernkörpers (2) eingebrachten Verteilernut (12) führt.
  3. Hohlmantelwalze nach den Ansprüchen 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (2) über seine Kernballenlänge (4) in mehrere Zonen (2a bis 2g) aufgeteilt ist und in diesen Zonen über den Umfang in mehrere Schmiermittelzuführbereiche (I bis IV) unterteilt ist.
  4. Hohlmantelwalze nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (2) zu jeder Zone (2a bis 2g) und zu jedem Schmiermittelzuführbereich (I bis IV) verlaufende Schmiermittelzuführbohrungen (11a bis 11g) aufweist, denen je ein Kanal (13a bis 13g) zugeordnet ist, der zu einer in jeder Zone (2a bis 2g) und jedem Schmiermittelbereich (I bis IV) auf dem Umfang des Kernkörpers (2) eingebrachten Verteilnut (12a bis 12g) führt.
  5. Hohlmantelwalze nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zone (2a bis 2g) der Schmiermittelzuführbereiche (I bis IV) Rückführkanäle (23a bis 23g) vorgesehen sind, die einerseits in Schmiermittelsammeltaschen (22a bis 22g) münden und andererseits an mindestens eine im Kernkörper (2) angeordnete Schmiermittelrückführbohrung (24) angeschlossen sind, wobei sich das Schmiermittel über die Rückführkanäle (23a bis 23g ) und die Schmiermittelrückführbohrung (24) absaugen läßt.
  6. Hohlmantelwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (2) in Axiallagern (27) und sphärischen Lagern (28) gelagert ist.
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