[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Axialführung der Walzen von Walzgerüsten
zur Herstellung von Profilstahl. Für das Walzen von Profilen, insbesondere nicht symmetrischen
Profilen in Kaliberwalzen ist es erforderlich, die Einhaltung einer bestimmten relativen
Axiallage der sich gegenüberliegenden Walzen sicherzustellen und gegebenenfalls durch
Veränderung der Axiallage der Walzen zueinander eine Korrektur vorzunehmen. Besonders
bei nicht symmetrischen Profilen entstehen Axialkräfte im Walzkaliber, die die Genauigkeit
der Walzung und den Geradeauslauf des Walzgutes negativ beeinflussen. Gleiches gilt
für die Horizontalwalzen eines Universalwalzgerüstes, da durch Axialverschiebung der
Horizontalwalzen aufgrund unsymmetrischer Walzkräfte die Toleranz der Flanschabmessungen
von Parallelflanschträgern nachteilig beeinflußt werden kann.
[0002] Es ist bereits versucht worden, die Axialverschiebung der Walzen aufgrund hoher auftretender
Axialkräfte dadurch zu unterbinden, daß an den Walzen Anlaufbunde vorgesehen wurden,
die ein Axialverschieben der Walzen verhindern. Das führt an den Anlaufbunden zu hohem
Verschleiß und damit zu beträchtlichen Walzenkosten.
[0003] Zur Vermeidung dessen ist bereits vorgeschlagen worden (DE 36 28 733 A1) auf Anlaufbunde
zu verzichten und die Axialführung der Walzen hydraulisch vorzunehmen. Diese Führung
muß extrem steif ausgeführt sein und es ist erforderlich, eine hydraulische Positionsregelung
vorzusehen, die mit einer genauen Istwerterfassung für die Walzenverschiebung unmittelbar
an den Walzen versehen sein muß, wenn die Verformung der Innenteile der Einbaustücke
einschließlich der Lagerverformungen mitberücksichtigt werden soll. Dies erscheint
bei der bekannter Lösung aufgrund der Umgebungsbedingungen nur unzureichend lösbar
zu sein, so daß nach einem anderen Weg zur Lösung des Problemes gesucht wurde.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Verwendung des bewährten steifen
konventionellen Systems eine Axialführung der Walzen vorzunehmen, bei der eine kompensation
der in den Walzkalibern auftretenden Axialkräfte unmittelbar an den Walzen vorgenommen
werden kann.
[0005] Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß die Kombination der im Patentanspruch
1 aufgeführten Merkmale vorgeschlagen.
[0006] Im Gegensatz zum beschriebenen Stand der Technik wird bei der Erfindung eine direkte
Axialkraftkompensation dort vorgenommen, wo sie entsteht, nämlich an der Walze selbst,
ohne dabei das steife konventionelle System aufgeben zu müssen. Dazu ist es lediglich
erforderlich, auf jeder Walze mindestens zwei Axialkräfte aufnehmende Lager vorzusehen,
von denen das eine in Kombination mit einem Radiallager nur relativ kleine Axialkräfte
zu übertragen hat. Eine wirtschaftliche Lösung kann dabei beispielsweise ein vier-reihiges
kegelrollenlager darstellen, das mit einem starken Axiallager gepaart ist.
[0007] In herkömmlicher Weise sind die Walzen in verschiebbaren Einbaustücken gelagert,
wobei die eine Verschiebung bewirkenden Axialkräfte an den Einbaustücken oder in deren
Nähe gemessen wird. An dem auf dem Zapfen der Walzen vorgesehenen kräftigen Axiallager
greift dann eine Hydraulikeinheit an, mit der der wirkenden Axialkraft eine gleichgroße
entgegengesetzt gerichtete Kompensationskraft entgegengesetzt wird.
[0008] Nach einem weiteren Merkmale der Erfindung ist zur Anwendung an einem Duo-Walzgerüst
vorgesehen, daß die Axiallager auf den Walzenzapfen einer Walzgerüstseite mit einer
sich quer zu den Walzenachsen erstreckenden Traverse verbunden sind, an deren beiden
freien Enden doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheiten angelenkt sind, die sich am
Walzenständer abstützen.
[0009] Bei Duo-Walzgerüsten genügt die Einleitung eines Kräftepaares in die Walzen, wozu
die schwere Traverse ausreicht. Da es sich um einen reinen Kräfteausgleich handelt,
brauchen die zur Traverse gehörenden Bauteile einschließlich des Axiallagers nur nach
Festigkeit und nicht nach der Verformung dimensioniert zu werden.
[0010] Die die Traverse gegen den Walzenständer abstützenden Zylinder können durch einen
schnell wirkende Druckregelung mit in Größe und Richtung veränderbaren Zylinderkräften
beaufschlagt werden, so daß die äußeren Kräfte, die in axialer Richtung aus dem Kaliber
auf die Walzen wirken, gegen Null zurückführbar sind. Durch diese Lösung wird gewährleistet,
daß die Kräfte, die das herkömmliche axiale Führungssystem aufzunehmen hat, sehr gering
bleiben. Dieses niedrige kraftniveau führt seinerzeit zu sehr kleinen Verformungen
im gesamten axialen Führungssystem der Walzen.
[0011] Die Anwendung der Erfindung bei einem Universal-Trägergerüst ist gleichsam dadurch
möglich, daß dann jede Horizontalwalze mit einem unabhängigen System zum Ausgleich
der Kräfte versehen ist; also auf die vorstehend beschriebene Traverse zur Verbindung
der benachbarten Walzen verzichtet werden kann.
[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Duo-Walzensatzes eines Walzgerüstes zur Herstellung
von Profilstahl und
Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung zum Kraftausgleich der Axialkräfte.
[0013] In Figur 1 sind die Walzen des Walzensatzes der profilierten (nicht dargestellten)
Walzen mit 1 bezeichnet, die in Einbaustücken 2 im Walzenständer 3 gelagert sind und
über, wie bei 4 angedeutet, Spindeln horizontal anstellbar sind. Während des Walzprozesses
werden die Walzen in Axialrichtung durch die Axialkräfte F
A belastet, die in Pfeilrichtung auf die Walzenlager wirken.
[0014] Figur 2 zeigt ebenfalls schematisch die Lagerung der Walzen in den Einbaustücken
2. Wie dargestellt, laufen die Walzenzapfen 6 in den Einbaustücken 2, in denen sie
in kegelrollenlagern 7 drehbar gelagert sind. Die kegelrollenlager 7 sind in der Lage,
auch Axialkraftanteile aus den Walzen aufzunehmen. Die Einbaustücke 2 sind mit Hilfe
von Anstellvorrichtungen in Form von kolben-Zylinder-Einheien 8 und 9 um kleine Verschiebewege
in Achsrichtung verschiebbar, wozu die Linearbewegung der kolben-Zylinder-Einheiten
8 und 9 über Hebel 10 und 11, die bei 12 am Walzenständer angelenkt sind, umgeleitet
wird, wobei die Hebel 10 und 11 jeweils in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen auf
einen Bundvorsprung 13 der Führungsbuchse 5 wirken.
[0015] Mit Hilfe einer am Einbaustück 2 oder an den Kolben-Zylinder-Einheiten 8 und 9 vorgesehenen
Meßeinrichtung, die mittels Dehnungsmeßstreifen, Kraftmeßdosen und/oder Druckveränderungen
in den Hydraulikzylindern funktionieren kann, werden die aus den Kalibern resultierenden
Axialkräfte erkannt und gemessen und in einem Steuersystem in eine hydraulische Kraft
umgesetzt, mit der die doppelt beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheiten 14 der erfindungsgemäßen
Einrichtung beaufschlagt werden.
[0016] Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind die Kolben-Zylinder-Einheiten 14 an den freien
Enden einer Traverse 5 angeordnet, die bei 15 und 16 über Bolzen und Gelenke mit dem
schweren Axiallager 17 (Figur 2) verbunden ist, das auf jedem verlängerten Walzenzapfen
6a der Walzen 1 aufsitzt. Durch Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten 14 lassen
sich somit über die Traverse 5 Kräfte auf die Axiallager 17 übertragen, die in ihrer
Größe jedoch in entgegengesetzter Richtung, den in den Kalibern entstehenden Axialkräften
beim Walzen des Walzgutes entsprechen. Somit ist es möglich, die in axialer Richtung
auf die Walzen wirkenden äußeren Kräfte gegen Null zurückzuführen, wobei eine Kompensation
unmittelbar dort erfolgt, wo die Kräfte entstehen, nämlich an der Walze. Verformungen
der Innenteile der Einbaustücke einschließlich der Lagerverformungen werden dabei
ausgeschaltet. Das System ist, wegen der Verwendung herkömmlicher mechanischer Bauteile
äußerst steif und durch die Reduzierung der an der eigentlichen Verschiebeeinrichtung
wirkenden Axialkräfte besonders exakt. Auf diese Weise wird eine optimale Axialführung
der Walzen während des Walzprozesses ermöglicht, durch die die Qualität des Walzproduktes
gewährleistet ist.
Vorrichtung zur Axialführung der Walzen von Walzgerüsten zur Herstellung von Profilstahl,
bei der die Walzenzapfen der Walzen radial und axial in Einbaustücken drehbar gelagert
sind, die mittels sich an den Walzenständer abstützender Anstellvorrichtungen in denselben
axial verschiebbar sind, wobei auf mindestens einem Zapfen jeder Walze ein Axiallager
angeordnet ist, das mittels sich einer gegen den Walzenständer abstützenden Hydraulikeinheit
mit einer in Achsrichtung wirkenden Kraft beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Axiallager (17) auf den Walzenzapfen (6) einer Walzgerüstseite mit einer sich
quer zu den Walzenachsen erstreckenden Traverse (5) verbunden sind, an deren beiden
freien Enden doppelt beaufschlagbare kolben-Zylinder-Einheiten (14) angelenkt sind,
die sich unmittelbar am Walzenständer (3) abstützen und über ein Steuergerät mit einer
an den Einbaustücken (2) und/oder Anstellvorrichtungen (8, 9) angeordneten Einrichtung
zum Erfassen der auf die Walzen (1) wirknden Axialkraft in Verbindung stehen.