Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst, insbesondere Duo- oder Quartowalzgerüst, umfassend Biege- und Ausbalanciervorrichtungen für axial verschiebbare Walzen, wobei beidseitig im Fenster jedes Walzenständers je ein ortsfester Führungsblock im Höhenbereich der Walzen-Einbaustücke befestigt ist und die Kraft von Biegezylindern auf die in Achsrichtung und vertikal verschiebbar geführten Walzeneinbaustücke übertragen wird.
Eine solche Biegevorrichtung mit Verschiebesystem für Arbeitswalzen ist beispielsweise durch die EP 0 256 408 A2 bekanntgeworden. Die die Lager für die Arbeitswalzen aufnehmenden Einbaustücke sind dort über je eine im mittleren Höhenbereich angeordnete Gleitfläche an einem Führungsabsatz von paarweise angeordneten Druckübertragungskörpern angeordnet, die sich über je zwei zwischen ihnen angeordnete Biegezylinder in vertikaler Richtung auseinanderdrücken lassen. Zur Führung der Druckübertragungskörper besitzen die Führungsblöcke seitliche Führungsstege, die von den Druckübertragungskörpern umgriffen werden. Die jeweils unteren Druckübertragungskörper sind zur Vergrößerung der Führungslänge zusätzlich mit einem mittleren Führungsschenkel versehen, der in den Bereich des jeweiligen oberen Druckübertragungskörpers vorsteht und in eine Führungsnut des Führungsblockes zwischen den beiden Führungsstegen eingreift. Die oberen Druckübertragungskörper, die eine Aufnahmeausnehmung für den Führungsschenkel des zugehörigen, unteren Druckübertragungskörpers bilden, weisen zur weiteren Führung einen gegen den unteren Druckübertragungskörper vorstehenden, in eine Führungsbuchse des unteren Druckübertragungskörpers ragenden Führungsbolzen auf.
Die Biegezylinder dieser bekannten Vorrichtung sind symmetrisch zu den Führungszapfen so angeordnet, daß die oberen Druckübertragungskörper die Zylinder bilden, während die Kolbenstangen in Aufnahmeausnehmungen der unteren Druckübertragungskörper abgestützt sind. Da die Biegezylinder hierbei zwischen den einander zugeordneten Druckübertragungskörpern vorgesehen sind und sich nicht am ständerfesten Führungsblock abstützen, kann eine durch die Biegebeaufschlagung der Arbeitswalzen bedingte Biegebeanspruchung der Führungsblöcke und damit der Walzenständer vermieden werden. Bei dieser sehr kompakten Bauweise sind somit die Führungsblöcke walzenseitig zur Vertikalführung eines unteren Hubgehäuses und eines oberen Hubgehäuses in der Form eines U mit abgewinkelten Schenkeln profiliert. Die Hubgehäuse umgreifen die abgewinkelten Schenkel klauenartig, wobei um die Schenkel herum die Gleitführungen vorgesehen sind. Die Biegezylinder sind allerdings außerhalb der Gleitflächen angeordnet, was bei Axialverschiebungen zu hohen Momenten und damit verstärkter Reibung auf die Gleitflächen führt. Außerdem ist bei diesem Biege- und Verschiebesystem der Verstellbereich der Axialverschiebung begrenzt und liegt etwa in der Größenordnung von +/- 50 bis 100 mm. Die gestiegenen höheren Anforderungen an die Toleranz des Bandes und das Walzen von Sonderwerkstoffen erfordern aber einen größeren axialen Verstellbereich. Eine Vergrößerung des axialen Verschiebeweges würde bei dieser bekannten Bauweise aber die Momente noch weiter erhöhen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Biege- und Ausbalanciervorrichtung mit Axialverschiebung der Walzen zu schaffen, die ohne zusätzliche Reibung auf die Gleitflächen und ohne Erhöhung der aufzubringenden Momente einen größeren axialen Verstellbereich bzw. Verschiebeweg ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Biegezylinder am oberen und unteren Kolbenende mit jeweils größerer Länge als Breite ausgebildet und mit ihrer längeren Achse in Richtung der Axialverschiebung der Walzen verlaufend angeordnet sind. Durch dieses unterschiedliche Längen/Breitenverhältnis, wobei eine elliptische oder ovale Ausbildung bevorzugt wird, läßt sich abhängig von der Bemessung der längeren Achse ein größerer Stellbereich erreichen, z.B. +/- 100 bis 200 mm, wenn die längere Achse 100 mm größer als die kleine Achse ist, ohne daß sich dabei die aufzubringenden Momente wesentlich vergrößern, weil für den Biegekolben bzw. die Biegezylinder auch bei dem längeren Verschiebeweg stets eine ausreichend große Auflagefläche zur Verfügung steht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Biegezylinder der Walzen eines Duogerüstes bzw. der Arbeitswalzen eines Quartogerüstes werden die Biegekräfte zudem innerhalb der Gleitebenen aufgebracht, womit eine zusätzliche Reibung auf die Gleitflächen vermieden wird.
Nach einem Vorschlag der Erfindung bestehen die Biegezylinder aus zwei ineinander teleskopierbaren Hülsen, von denen eine Hülse einen Verschiebekolben aufnimmt, der über eine Pendelstütze mit der anderen Kolbenhülse verbunden ist. Es liegt damit eine schwimmende Anordnung vor, bei der sich die Kolbenhülse mit der Beaufschlagung der anderen Hülse, diese stellt in der Einbaulage in der Regel das obere Ende der Biegezylinder dar, im Führungsblock nach oben oder unten bewegt.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Verschiebekolben-Aufnahmehülse und die Kolbenhülse in ihrem ineinandergreifenden Mittelabschnitt zylindrisch und endseitig jeweils elliptisch bzw. oval ausgebildet sind. Das Ineinandergleiten der Hülsen findet somit im zylindrischen Mittelabschnitt statt, während die endseitig elliptische bzw. ovale Hülsenausbildung die für den erhöhten axialen Stellbereich vergrößerte Auflagefläche bereitstellt. Die elliptische bzw. ovale Form läßt sich fertigungstechnisch einfach herstellen und gut gegen Verunreinigungen, z.B. Zunder, abdichten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:
Von einem als solches hinlänglich bekannten Duo- oder Quartowalzgerüst sind in Fig. 1 die in einem Fenster 1 eines Walzenständers 2 mit ihren Einbaustücken 3 gelagerten Arbeitswalzen 4 bzw. 5 dargestellt. In der Ausführung als Quartowalzgerüst sind den Walzen 4 bzw. 5 in den Ständerfenstern 1 des Walzgerüstes sowohl oben als auch unten mit ebenfalls in Einbaustücken gelagerte Stützwalzen (hier nicht gezeigt) zugeordnet. Die endseitig in den einander gegenüberliegenden Walzenständern gelagerten Walzen 4, 5 lassen sich vertikal im Fenster 1 der beiden einander gegenüberliegenden Walzenständer 2, von denen in Fig. 1 einer gezeigt ist, verstellen, um über diese Vertikalverstellung den Biegeverlauf der Walzen 4, 5 zu beeinflussen, insbesondere im Zusammenhang mit einer üblichen axialen Verschiebung der Walzen 4, 5.
Zur Beeinflussung des Biegeverlaufs sind den Walzen 4, 5 beidseitig im Fenster 1 eines jeden Walzenständers 2 ortsfeste Führungsblöcke 6 im Höhenbereich der Walzeneinbaustücke 3 vorgesehen. Diese sind mit Biegevorrichtungen 7 versehen, von denen in jedem Fenster zwei und somit insgesamt vier vorhanden sind. Jede Biegevorrichtung 7 weist einen Biegezylinder 8 auf. Dieser besteht aus einer oberen, über einen verschraubten Deckel 9 oben verschlossen Hülse 10 und einer in der dargestellten Einbaulage unteren, auf- und abbeweglichen Kolbenhülse 11. An ihren einander zugewandten Seiten besitzen die Hülsen 10, 11 zylindrische Abschnitte 10a, 11a, die in einem einen Mittelabschnitt der Biegezylinder 8 bildenden Bereich konzentrisch ineinandergesteckt sind, wobei die obere Hülse 10a mit ihrem endseitigen zylindrischen Hülsenabschnitt 10a in den zylindrischen Hülsenabschnitt 11a der Kolbenhülse 11 eintaucht.
In der oberen Hülse 10 ist ein Verschiebekolben 12 angeordnet, der über eine Pendelstütze 13 mit der unteren Kolbenhülse 11 verbunden ist. Die Pendelstütze 13 ist endseitig ballig ausgebildet und wirkt mit komplementären, einerseits in dem Verschiebekolben 12 und andererseits in der Kolbenhülse 11 vorgesehenen Druckstücken 14 bzw. 15 zusammen. Von der Seite des Deckels 9 her führen Druckmittelbohrungen 16 zu einem im Deckel 9 ausgebildeten Anlauf-Druckraum 17, der - mit dem Verstellen des Verschiebekolbens 12, wie in Fig. 1 gezeigt - in einen Druckraum 18 der oberen Hülse bzw. Verschiebekolben-Aufnahmehülse 10 übergeht. Bei Druckbeaufschlagung der Druckräume 17 bzw. 18 der Biegevorrichtungen 7 bewirkt die Bewegung der Verschiebekolben 12 über die Pendelstützen 13 eine Verlagerung der in den Führungsblöcken 6 schwimmend angeordneten Kolbenhülsen 11, die sich je nach Grad der Druckbeaufschlagung in ihren zylindrischen Hülsenabschnitten 10a bzw. 11a mehr oder weniger teleskopartig verschieben. In der Fig. 1 ist die Betriebsposition mit maximaler Druckbeaufschlagung zum Wechseln der Walzen 4, 5 dargestellt. Die beiden Einbaustücke 3 haben sich hierbei so weit voneinander entfernt, daß zum Walzenausbau benötigte Distanzbolzen 19 des unteren Einbaustückes 3 aus ihrer im Betrieb eingerasteten Lage gelöst sind und nach einer Verschiebebewegung zum Tragen des oberen Einbaustückes 3 dienen.
Die Einbaustücke 3 der Arbeitswalzen 4 bzw. 5 stützen sich über Stützansätze 20 und zwischengeschaltete Gleitplatten 21, die bei der Axialverstellung der Walzen 4, 5 mittels der nicht gezeigten Axialverstellung das Verschieben der Einbaustücke 3 gegenüber den Biegevorrichtungen 7 bzw. Biegezylindern 8 erleichtern, an einerseits den Deckeln 9 und andererseits den endseitigen Stirnflächen des Bodens der Kolbenhülsen 11 ab.
Wie näher den eine Biegevorrichtung 7 im einzelnen zeigenden Fig. 2 bis 5 zu entnehmen ist, sind die Biegezylinder 8 zur Vergrößerung des Verstellweges für die axiale Walzenverschiebung an jeweils ihrem oberen und unteren Kolbenende, d.h. in dem Bereich beidseitig der zentrisch ineinandergreifenden Mittenabschnitte bzw. der zylindrischen Hülsenabschnitte 10a und 11a oval bzw. elliptisch (vgl. die Fig. 4 und 5) ausgebildet. Die Biegezylinder 8 bzw. deren elliptisch, oval oder dergleichen kurvenförmig ausgebildeten Endbereiche der Verschiebekolben-Aufnahmehülse 10 und der Kolbenhülse 11 sind in der Biegevorrichtung 7 so angeordnet, daß die längere Achse 22 (vgl. Fig. 4) sich in Richtung der Axialverschiebung der Walzen erstreckt; von den Axialverschiebemitteln, üblich Hydraulikzylinder, sind in den Fig. 3 und 4 in vereinfachter Weise lediglich die diese Mittel aufnehmenden Ständer-Anbauteile 23 gezeigt. Der Verschiebeweg für die Walzen 4, 5 erhöht sich um die Differenz zwischen der längeren Achse 22 und der kürzeren Achse 24 (vgl. Fig. 4); entsprechend diesem Übermaß der längeren Achse 22 steht nämlich für den Biegekolben eine vergrößerte Auflagefläche bereit.
Die beim axialen Verschieben der Walzen gleichzeitigen Verschiebungen der Biegezylinder 8 in den Führungsblöcken 6 werden durch die Verschiebekolben-Aufnahmehülse 10 und die Kolbenhülse 11 umschließenden sowie auch den zylindrischen Hülsenabschnitten 10a bzw. 11a in den Führungsblöcken 6 zugeordneten Gleitstücken 25, 26 und 27 unterstützt. Durch die Anordnung der Biegezylinder 8 innerhalb dieser Gleitstücke 25, 26 und 27 werden die Biegekräfte innerhalb dieser Gleitebenen aufgebracht, ohne daß auf diesen eine zusätzliche Reibung entsteht.