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Dokumentenidentifikation DE3622926C2 16.06.1994
Titel Kontinuierliches mehrstufiges Walzwerk
Anmelder Dowa Mining Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP;
Saito, Yoshihiro, Osaka, JP
Erfinder Saito, Yoshihiro, Osaka, JP;
Kasajima, Takefumi, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Iwasaka, Mitsuyoshi, Toyookamura, Shizuoka, JP;
Watanabe, Toshinori, Toyookamura, Shizuoka, JP
Vertreter Strehl, P., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Schübel-Hopf, U., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Groening, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 08.07.1986
DE-Aktenzeichen 3622926
Offenlegungstag 12.03.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.06.1994
IPC-Hauptklasse B21B 1/24

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches, mehrstufiges Walzwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere ein solches Walzwerk, bei dem ein flaches Blech kontinuierlich hauptsächlich in Querrichtung oder in Richtung seiner Breite gewalzt wird.

Bleche mit speziellen Querschnittsformen werden üblicherweise durch Schneiden, Walzen oder eine Kombination von V-förmigen Preßstempeln und Glattwalzen erzeugt. Aus der JP-55-88 943 ist eine Walzanlage bekannt, die eine Reihe von Walzen mit Vorsprüngen leicht variierender Breite aufweist, wobei schräg verlaufende oder bogenförmige Querschnittsverminderungsflächen an den Seitenkanten jedes Vorsprungs vorgesehen sind und die Breite einer Nut oder Rille auf dem ebenen Blech allmählich dadurch vergrößert wird, daß dieses in die Richtung befördert wird, in der die Breite der Vorsprünge zunimmt. Bei dieser Technik erfolgt eine Querschnittsverminderung nur an den Seiten einer Rille, und es tritt in Richtung der Breite des Bleches eine Fließverformung in ausreichendem Maße auf, um die Ausbildung einer welligen Rille so gering wie möglich zu halten. Diese Anlage hat jedoch den Nachteil eines komplizierten Aufbaus, da das Blech mit einer Anzahl von Walzen mit Vorsprüngen verschiedener Breite bearbeitet werden muß. Diese Schwierigkeit kann dadurch behoben werden, daß Walzen in Tandemform kontinuierlich betrieben werden, wobei es jedoch in diesem Fall wesentlich ist, die Geschwindigkeit oder den Zug zu steuern, mit dem das Blech von einem Walzengerüst zum anderen läuft. Dazu werden nicht nur geeignete Steuereinrichtungen, sondern auch ein separater Antriebsmechanismus für jedes Walzengerüst notwendig, was unvermeidlich zu einer baulich aufwendigen Anlage führt.

Ferner sind Walzwerke bekannt, bei denen eine Anzahl von Walzen mit Vorsprüngen beabstandet am Umfang einer größeren Gegenwalze angeordnet sind, und das Walzgut bogenförmig an der Gegenwalze entlang geführt wird, wobei das gewünschte Profil in das Walzgut durch die hintereinander angeordneten Arbeitswalzen eingeprägt wird. Ein wesentlicher Nachteil der beiden oben geschilderten Anlagen besteht darin, daß durch den Formveränderungsvorgang durch eine Arbeitswalze eine Verlängerung des Walzgutes eintritt, was dazu führt, daß das Walzgut im Zwischenraum zwischen benachbarten Arbeitswalzen einer Druckspannung ausgesetzt ist und zu einem Ausweichen senkrecht zur Bewegungsrichtung neigt. Zur Vermeidung einer derartigen Aufwölbung ist es erforderlich, die Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten anzutreiben, was mit einem erheblichen baulichen Aufwand verbunden ist.

Alternativ ist es möglich, wie in der gattungsbildenden JP-59-199 104 offenbart, zur Führung des zu walzenden Blechs Halteelemente in Form von kleinen Rollen vorzusehen, die im Zwischenraum zwischen je zwei Arbeitswalzen angeordnet sind.

Ein weiterer Nachteil bekannter Walzwerke und insbesondere auch des gattungsgemäßen Walzwerkes besteht darin, daß bei der Herstellung von Walzblechen mit eingeprägten Querschnittsformen durch den Walzvorgang scharfe, gewellte Abschnitte in dünnwandigen Bereichen des Bleches in den Eintritts- und Austrittsbereichen der Arbeitswalzen entstehen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Walzwerk anzugeben, das die oben geschilderten Nachteile vermeidet und bei geringem baulichen Aufwand eine Aufwölbung des Walzgutes sowie die Entstehung von unerwünschten Verformungen vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Merkmale besteht darin, daß durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Halteelemente eine Aufwölbung des Walzgutes im Bereich zwischen zwei benachbarten Arbeitswalzen vermieden werden kann und zugleich verhindert wird, daß sich beim Vorgang des Einprägens einer gewünschten Struktur durch die Ringvorsprünge der Arbeitswalzen scharfkantige, gewellte Abschnitte bilden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht der Grundauslegung der Walzen bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Walzwerkes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Walzwerk, wobei angenommen ist, daß die Umfangsarbeitswalzen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1,

Fig. 4 und 5 Querschnittsansichten längs der Linie I-I und II-II in Fig. 1 oder 2 jeweils,

Fig. 6 eine Vorderansicht eines besonderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Walzwerkes und

Fig. 7 den Querschnitt der gemäß der Erfindung durch den das Walzwerk zu bearbeitenden Rohling und mehrerer Produkte, die durch das Walzen mit dem erfindungsgemäßen Walzwerk erzielt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, in denen das Werkstück 1, die zentrale Arbeitswalze 2, eine Umfangsarbeitswalze 3, ein Ringvorsprung 3&min; auf der Walzenfläche, der Walzenkörper 3&sec;, ein einen Spalt begrenzender Ring 3&min;&min;&min;, eine trapezförmige Halteelement 4, eine Feder 5, mit der das trapezförmige Halteelement 4 gegen eine Umfangsarbeitswalze gedrückt wird, eine Führung 6, eine Bohrung 7, durch das ein Kühlmittel zugeführt wird, ein Kühlmittelabstreifer 8, ein Einbaustück 9 für die zentrale Arbeitswalze, ein Gehäuse 11, ein Einbaustück 12 für eine Umfangsarbeitswalze 3, eine Transportführungswalze 14, eine Eintrittsführung 15, eine Ablenkwalze 16 und eine Aufnahmewalze 17 dargestellt sind. Die den Bezugszeichen 3 bis 7 und 12 und 13 beigefügten Zusätze a bis f bezeichnen separate Bauteile mit gleichem Aufbau und die Zusätze a bis e zum Bezugszeichen 1 bezeichnen verschiedene Walzstufen am Werkstück.

Die zentrale Arbeitswalze 2 hat die Form einer flachen Scheibe, deren Durchmesser größer als ihre Körperlänge ist. Die Arbeitswalze 2 ist an einem vertikal bewegbaren Einbaustück 9 gehalten und wird von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Fünf Umfangsarbeitswalzen 3a bis 3e jeweils mit einem Durchmesser, der wesentlich kleiner als der der zentralen Arbeitswalze 2 ist, sind auf einem Teil des Außenumfangs der zentralen Arbeitswalze 2 in gleichen Abständen derart angeordnet, daß die Umfangsarbeitswalze 3 sich am höchsten Punkt M auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze 2 befindet. Bei dem speziellen dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Walzen in einem Abstand von R=30° angeordnet, wobei R den Winkel bezeichnet, der zwischen zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 bezüglich der Achse der mittleren Arbeitswalze 2 gebildet ist. Die Umfangsarbeitswalzen 3a bis 3e sind durch Einbaustücke 12a bis 12e jeweils gehalten, von denen jedes in radialer Richtung der zentralen Arbeitswalze 2 angehoben oder abgesenkt werden kann. Die Umfangsarbeitswalzen 3 werden nicht alle angetrieben oder können mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, die gleich der der zentralen Arbeitswalze 2 ist. Jede Umfangsarbeitswalze 3 ist mit einem Ringvorsprung 3&min; versehen, der dazu dient, die Querschnittsfläche eines gegebenen Teils der Breite des Werkstückes 1 zu vermindern. Während das Werkstück 1 zwischen die zentrale Arbeitswalze 2 und die Folge von Umfangsarbeitswalzen 3 eingeführt wird, wird eine zunehmende Breite des Werkstückes 1 der Walzwirkung an fünf Verminderungspunkten ausgesetzt und wird ein flaches Blech oder ein Blech mit einer ebenen Oberfläche, dessen andere Seite einen speziellen Querschnitt hat, vom Walzwerk beim Durchgang durch die Walzen austreten. Die Parameter der Auslegung des Walzdurchganges beispielsweise die Form, Breite, Höhe und die Auslegung des Ringvorsprunges 3&min; an jeder Umfangsarbeitswalze 3 sollten so gewählt sein, daß die Ausdehnung in Längsrichtung des Werkstückes 1 an jeder der fünf Querschnittsverminderungspunkten, die beim normalen Walzvorgang sonst groß wäre, so klein wie möglich gehalten ist. Wenn ein nicht ebenes Blech 1&min;e erhalten werden soll, das an den Seitenkanten dicker als am mittleren Teil ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, können die Umfangsarbeitswalzen 3 mit Ringvorsprüngen 3&min; versehen sein, die zwei schräg verlaufende Seitenkanten mit einer runden Ecke aufweisen, wobei der Radius der Krümmung jeder Ecke mit r in Fig. 4 bezeichnet ist, und die dieselbe Höhe haben, jedoch in ihrer Breite W variieren, die fortschreitend in Richtung auf die Endwalzstufe zunimmt. Wenn andererseits ein nicht ebenes Blech gebildet werden soll, das in der Mitte seiner Breite dicker als an den anderen Teilen ist, können Ringvorsprünge 3&min; an den beiden Seitenteilen der Umfangsarbeitswalzen 3 so vorgesehen sein, daß die Breite W der Ringvorsprünge 3&min; in Richtung auf die Endwalzstufe zunimmt. Wenn ein Blech der gewünschten Form in einem einzigen Durchgang durch die Walzen nicht erzielbar ist, kann ein weiterer Durchgang unter Verwendung einer Gruppe von anders geformten Umfangsarbeitswalzen 3 erfolgen. Unter Verwendung von glatten Umfangsarbeitswalzen 3 in der Endwalzstufe kann ein ebenes Blech erhalten werden, so daß ein ebenes Blech mit großer Breite in einem Durchgang durch die Walzen erzielbar ist. Ein nicht ebenes Blech mit einer Vielzahl von Längsnuten oder Rillen kann dadurch erhalten werden, daß die Umfangsarbeitswalzen 3 so angeordnet werden, daß die Anzahl der Ringvorsprünge 3&min; der Umfangsarbeitswalzen 3 von der Mitte der Breite des Bleches nach außen zunimmt, während der Walzvorgang sich der Endstufe nähert. Wenn ein Blech mit einer Vielzahl von breiten Rillen gewünscht wird, kann die Bedienungsperson diese Technik in Kombination mit einer Auslegung des Durchgangs verwenden, die eine größere Rillenbreite liefert.

Für das erfindungsgemäße Walzverfahren ist es wesentlich, daß der Walzenspalt an jeder Walzstufe auf den genau richtigen Wert festgelegt wird. Um diesem Erfordernis zu genügen, ist ein den Spalt begrenzender Ring 3&min;&min;&min; an jedem Ende des Walzenkörpers 3&sec; mittels eines Teils 3&min;&min;&min;&min; vorgesehen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Eine genaue Spaltsteuerung wird während des Walzvorganges durch Anstellen der Umfangsarbeitswalzen 3 erzielt, derart, daß die Umfangsflächen der den Spalt begrenzenden Ringe 3&min;&min;&min; in Kontakt mit der Umfangsfläche der zentralen Arbeitswalze 2 gehalten werden.

Zusätzlich zu der zentralen Arbeitswalze 1 und den Umfangsarbeitswalzen ist das erfindungsgemäße Walzwerk mit Grundbauteilen wie einem trapezförmigen Halteelement 4, einer Führung 6, einer Bohrung 7, einem Kühlmittelabstreifer 8 und einer Aufnahmerolle 17 versehen, die später beschrieben werden.

Wenn sich das Werkstück 1 beim Walzen in Walzrichtung ausdehnt, wird die Laufgeschwindigkeit des Werkstückes kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen an der Eintrittsseite, jedoch größer an der Austrittsseite. Das bedeutet, daß beim normalen Walzen in einem Tandemwalzwerk die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, die näher an der Austrittsseite sind, größer als die der Walzen gemacht werden muß, die sich näher an der Eintrittsseite befinden. Bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk ist die Umfangswalzgeschwindigkeit an allen Walzstufen die gleiche und es muß die Verlängerung, die an jeder Walzstufe auftritt, im wesentlichen ausgeschlossen werden, um ein konsistentes Walzen zu verwirklichen. Die Verlängerung, die an jeder Walzstufe auftritt, kann dadurch kleiner gemacht werden, daß die Breite des Verminderungsbereiches an jeder Walzstufe verringert wird, wobei jedoch dann, wenn das Walzen in einer zwanglosen Weise erfolgt, es im allgemeinen unmöglich ist, eine derartige Verlängerung oder Ausdehnung vollständig auszuschließen. Unter diesen Umständen wird die Geschwindigkeit, unter der das Werkstück 1 die in Laufrichtung vorne liegende Umfangsarbeitswalze 3 verläßt, größer als die Geschwindigkeit, mit der es in die benachbarte, in Laufrichtung hinten liegende Umfangsarbeitswalze 3 eintritt, was dazu führt, daß sich das Werkstück zwischen zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 wölbt. Um das zu vermeiden, ist ein trapezförmiges Halteelement 4 zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 vorgesehen, wie es in den Fig. 1, 3 und 5 dargestellt ist, so daß das Werkstück 1 zwangsweise im schmalen Bereich zwischen der Unterseite der Halteelemente 4 und der Umfangsfläche der zentralen Arbeitswalze 2 gehalten wird, um dadurch zu verhindern, daß sich das Werkstück 1 zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 wölbt oder ausbaucht. Wenn die trapezförmigen Halteelemente 4 vorgesehen sind, werden sich Längsdruckspannungen im Werkstück zwischen zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 entwickeln und das Werkstück 1 wird durch die Wirkung dieser Druckspannungen in ausreichendem Maße so gewalzt, daß eine Verlängerung des Werkstückes 1 verhindert ist, während seine Fließverformung in Richtung seiner Breite gefördert wird. Das hat zur Folge, daß eine große seitliche Ausdehnung auftreten kann, die bei herkömmlichen Walzverfahren nicht verwirklicht werden kann. Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Halter 4c, den Umfangsarbeitswalzen 3c und 3d und der zentralen Arbeitswalze 2. Eine strichpunktierte Linie 1&sec; zeigt die obere Außenfläche des dickeren Teils des Werkstückes 1 und ein konsistentes Walzen wird dadurch erreicht, daß der Spielraum zwischen der oberen Außenfläche und der unteren Fläche 4&min;c des trapezförmigen Halteelementes 4 auf einen Wert festgelegt wird, der im Bereich des 0,2 bis 0,5-fachen der maximalen Stärke des Werkstückes liegt. Um diesen Spielraum sicherzustellen, kann die Form des trapezförmigen Halteelements 4 so ausgebildet sein, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß die beiden schräg verlaufenden Flächen 4&sec;c des Halteelements 4 am unteren Teil durch die Umfangsfläche der beiden benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 gehalten sind und ein optimaler Spielraum automatisch dann vorliegt, wenn der Walzenspalt auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist.

Wenn ein in dieser Weise ausgebildetes trapezförmiges Halteelement 4 vorgesehen ist, wird das gewalzte Werkstück 1 in einem Kontakt mit der unteren Fläche 4&min; des Halteelements 4 gleiten, während es durch das Halteelement 4 unten gehalten ist. Wenn die Druckspannungen, die sich in Längsrichtung des Werkstückes 1 entwickeln, mit σR bezeichnet werden, die Breite des Werkstückes 1 gleich S ist, und seine mittlere Stärke t ist, dann ist die Kraft F, die auf das Werkstück ausgeübt wird, gegeben durch:



Da σR nicht größer als die Druckquetschspannung des Werkstückes σy ist, wird F der folgenden Beziehung unter der Annahme genügen, daß der Winkelabstand zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen R 30° beträgt:

F<0,5 St · σy (2)

Wenn S=40 mm, t=1 mm und σy=400 N/mm2, dann ist F kleiner als 8000 N. Die Druckkraft F wird von den Außenflächen von zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 auf das trapezförmige Halteelement 4 über die Flächen 4&sec; und auf das Werkstück 1 über die andere Fläche 4&min; übertragen. Das hat zur Folge, daß eine Reibungskraft, die proportional zu F ist, sich an diesen Flächen 4&min; entwickeln wird. Diese Reibungskraft verhindert nicht nur, daß das Werkstück 1 in Walzrichtung vorläuft, sondern führt auch zu einem Verschleiß der Walzen und des Halteelements 4, während das Werkstück 1 eingeführt wird, so daß es an der Unterseite des Halteelements 4 durch Aufschmelzen festklebt. Um den Kontaktdruck, der zur Reibung und zum Verschleiß der Flächen 4&min; führt, zu vermindern, wird der Kontaktflächenbereich der Flächen 4&min;&min; so groß wie möglich gemacht. Um die Reibungskraft an den Flächen 4&min; herabzusetzten, ist weiterhin das trapezförmige Halteelement 4 so ausgebildet, daß wenigstens die Flächen 4&min; des Halteelements 4 aus einem Material bestehen, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat und gegenüber einem Verschleiß und gegenüber einem Kleben durch Aufschmelzen hochbeständig ist, und die Flächen werden mit einer angemessenen Menge eines Kühlmittels versorgt, das hoch schmierfähig und kühlfähig ist. Das Kühlmittel wird zum Kontaktbereich zwischen jeder Umfangsarbeitswalze 3 und des trapezförmigen Halteelements 4 eingespritzt. Vorzugsweise ist eine durchgehende Bohrung 7 und eine querverlaufende Rille 7&min; in dem trapezförmigen Element 4 ausgebildet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, um die Kanäle zu liefern, durch die das Kühlmittel zur oberen Außenfläche des Werkstückes in reichlicher Menge geliefert werden kann. Die Reibungskraft, die sich zwischen der zentralen Arbeitswalze 2 und dem Werkstück 1 entwickelt, muß jedoch eine ausreichende Größe haben, damit das Werkstück 1 gleichmäßig durch das Walzwerk befördert werden kann. Um diesem Erfordernis zu genügen, sollte die zentrale Arbeitswalze 2 mit der kleinsten notwendigen Kühlmittelmenge versorgt werden, die ausreicht, um zu verhindern, daß das Werkstück 1 an der Oberfläche der zentralen Arbeitswalze 2 durch Aufschmelzen klebt. Bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk ist die zentrale Arbeitswalze 2 unter dem Werkstück 1 angeordnet, um zu verhindern, daß das Kühlmittel in einer zu großen Menge zwischen die zentrale Arbeitswalze 2 und das Werkstück 1 geliefert wird. Ein Abstreifer 8 ist an einer Stelle unmittelbar vor dem ersten Walzenangriff oder Walzenspalt auf der Umfangsfläche der zentralen Arbeitswalze 2 vorgesehen, damit eine angemessene Kühlmittelmenge zwischen das Werkstück 1 und die zentrale Arbeitswalze 2 geliefert wird.

Um eine Nut oder Rille der gewünschten Breite an einer bestimmten Stelle auf dem Werkstück 1 auszubilden, muß die Mitte des Durchgangs in jeder Umfangsarbeitswalze 3 in einer Linie zu einer einzigen gedachten Linie ausgerichtet sein, die auf dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze 2 verläuft. Um diesem Erfordernis zu genügen, sind die einzelnen Umfangsarbeitswalzen 3 mit nicht dargestellten separaten Druckeinstellmechanismen versehen. Es ist auch notwendig, daß das Werkstück 1 so geführt wird, daß die Mitte ihrer Breite W in einer Linie zur Mitte des Durchgangs jeder Umfangsarbeitswalze 3 ausgerichtet ist. Um diesem Erfordernis zu genügen, ist ein Paar Führungen 6, die das Werkstück 1 an seinen beiden Seiten festhalten, wie es in Fig. 2 und 5 dargestellt ist, nicht nur zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3 sondern auch an der Eintritts- und Austrittsseite des Walzwerkes vorgesehen. Die beiden Elemente jedes Paares der Führungen 6 hat ebene Flächen, die einander zugewandt sind und sind gleitend verschiebbar in Richtung der Achse jeder Umfangsarbeitswalze 3 und zwar symmetrisch bezüglich der Mitte des Durchgangs jeder Walze, um den Abstand zwischen den beiden Elementen jedes Paares Führungen 6 frei einstellen zu können.

Die Abmessungen eines herzustellenden nicht ebenen Bleches mit einer speziellen Querschnittsfläche oder der Bearbeitungsgrad, der notwendig ist, um das gewünschte Produkt herzustellen, können so sein, daß das Werkstück 1 mit der Antriebskraft, die durch die Reibung nur mit der zentralen Arbeitswalze 2 entwickelt wird, nicht durch das Walzwerk befördert werden kann. Um dieser Möglichkeit vorzubeugen, können Aufnahmewalzen 17 mit einer Gummibeschichtung auf ihrer Außenfläche an der Austrittsseite des Walzwerkes vorgesehen sein, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, so daß die Aufnahmekraft dieser Walzen mit der Antriebskraft der zentralen Arbeitswalze 2 kombiniert wird. Die Aufnahmewalzen 17 dienen auch dazu, das Produkt zu einem nicht dargestellten Aufwickel- oder Aufhaspelgestell zu führen.

Die obige Beschreibung bezog sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem fünf Umfangsarbeitswalzen 3 in regelmäßigen Abständen angeordnet waren, die einem Winkelabstand R von 30° äquivalent sind. Es versteht sich jedoch, daß die Anzahl n der Umfangsarbeitswalzen 3 und der Winkelabstand R, unter dem sie im Abstand voneinander angeordnet sind, keineswegs auf diese Ausbildung beschränkt sind. Der Wert von n kann gleich zwei sein oder irgendeinen größeren Wert haben, wobei in einem Durchgang eine umso größere Anzahl von Walzstufen bewirkt werden kann, je mehr Walzen verwandt werden. Andererseits nimmt der Winkel, unter dem das Werkstück 1 um die zentrale Arbeitswalze 2 gewickelt wird, oder der Unterschied zwischen dem Winkel, unter dem das Werkstück 1 in das Walzwerk eingegeben wird, und dem Winkel, unter dem das Werkstück 1 vom Walzwerk abgezogen wird (Φ= (n-1)R) zu und wird der Gesamtmechanismus des Walzwerkes kompliziert, was für den Walzvorgang außerordentlich unzweckmäßig ist. Der andere Parameter oder der Winkelabstand R ist durch das Verhältnis des Durchmessers D der zentralen Arbeitswalze 2 zum maximalen Durchmesser der Umfangsarbeitswalze 3 oder dem Durchmesser des den Spalt begrenzenden Ringes d begrenzt. Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, sind die Umfangsarbeitswalzen 3 von Einbaustücken 12 gehalten. Damit die Führungsnuten der Einbaustücke 12 einander am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze 2 nicht stören, muß die folgende Beziehung erfüllt sein:



Wenn die Breite an der Spitze des gezahnten Rahmens zwischen zwei benachbarten Einbaustückführungsnuten [(D/2)sin(R/2) - d/2] gleich d/6 ist, ist R durch die folgende Gleichung gegeben:



Gleichung (4) zeigt, daß R durch Verringerung des Verhältnisses d/D kleiner gemacht werden kann. Da d vorzugsweise groß ist, um ein hohes Maß an Starrheit und Steifigkeit vom Standpunkt der Abmessungsgenauigkeit des Produktes sicherzustellen, muß das Verhältnis d/D dadurch kleiner gemacht werden, daß D vergrößert wird, was jedoch zu einer Zunahme der Gesamtgröße der Anlage führt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen D und d bei 350 mm und 70 mm jeweils, um R = 30° zu wählen, und liegt Φ bei 120°, um n gleich 5 zu wählen.

Das Walzen mit der oben beschriebenen Vorrichtung kann in der folgenden Weise ablaufen. Zunächst wird die zentrale Arbeitswalze 2 auf die vorbestimmte Höhe gebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Position der zentralen Arbeitswalze 2 nur dann geändert werden muß, wenn die Umfangsarbeitswalzen 3, die trapezförmigen Halteelemente 4 und die Führungen 6 ausgetauscht werden. Danach werden die Führungen 6a bis 6f in Stellung gebracht. Der Abstand zwischen den beiden Elementen jedes Führungspaares wird gleich der Breite des Werkstückes 1 gemacht, die unter der Annahme berechnet wird, daß die Querschnittsfläche des Werkstückes, 1 das unter jeder Umfangsarbeitswalze 3 hindurchgegangen ist, gleich der des Werkstückes 1 vor dem Walzen ist. Diese Annahme ist äquivalent damit, daß jede Ausdehnung in Längsrichtung des Werkstückes 1 als Folge des Walzvorganges fehlt. Beim tatsächlichen Walzen tritt jedoch eine gewisse Verlängerung beim Werkstück 1 auf und muß der oben genannte Führungsspalt größer als ein theoretischer optimaler Wert sein. Im nächsten Schritt werden die Umfangsarbeitswalzen 3 angehoben, um einen Spalt zu liefern, der einen freien Durchgang des Werkstückes 1 erlaubt, das in das Walzwerk durch die Führungswalze 14 und die Eintrittsführung 15 eingegeben wird und anschließend durch die Öffnung zwischen der zentralen Arbeitswalze 2 und den Umfangsarbeitswalzen 3 hindurchgeht. Abschließend wird das Werkstück 1 in die Öffnung zwischen den Aufnahmewalzen 17 gezogen, nachdem es durch die Ablenkwalze 16 geführt ist. Danach werden die zentrale Arbeitswalze 2 und die Umfangsarbeitswalzen 3 mit niedriger Geschwindigkeit bei zugeführtem Kühlmittel gedreht und werden gleichzeitig die Schrauben 13 festgezogen, wobei die der Eintrittsseite am nächsten liegende Schraube 13a zunächst eingestellt wird, bis die den Spalt begrenzenden Ringe 3&min;&min;&min; an den Walzen 3a, 3b, 3c, 3d und 3e in einen Kontakt mit der zentralen Arbeitswalze 2 kommen. Dann wird der Abstand zwischen den beiden Elementen jedes Führungspaares in der Reihenfolge 6a, 6b, 6c, 6d, 6e und 6f eingestellt, so daß der Spalt zwischen jedem Führungspaar und dem Werkstück 1 im wesentlichen gleich Null wird. Nach Abschluß der Einstellung der Schrauben 13 und Führungen 6 wird die Drehgeschwindigkeit der Walzen allmählich erhöht, um einen stabilen Walzbetrieb zu erreichen.

Die Abmessungen des Werkstückes 1, die zum Erzeugen der gewünschten nicht ebenen Bleche mit speziellen Querschnittsformen optimal sind, können dadurch bestimmt werden, daß Versuche durchgeführt werden, bei denen das oben beschriebene Verfahren an mehreren Werkstücken 1 mit verschiedener Breite und Stärke ausgeführt wird.

Das Werkstück 1 und die Produkte, die durch die Arbeit des Walzwerkes und das erfindungsgemäße Walzverfahren erhalten werden können, sind in Fig. 7 dargestellt, wobei in Fig. 7 das Werkstück a und nicht ebene Bleche mit verschiedenen Querschnitten b bis g sowie ein dünnes ebenes Blech dargestellt sind. Die nicht ebenen Bleche in Fig. 7 haben einen symmetrischen Querschnitt, das erfindungsgemäße Walzwerk, das das Werkstück starken Zwängen durch die Führungen aussetzt, kann jedoch auch Bänder mit nicht symmetrischem Querschnitt erzeugen, wenn deren Asymmetrie nicht extrem groß ist.

Das erfindungsgemäße Walzwerk unterscheidet sich vom herkömmlichen Zweihöhentandemwalzwerk aus mehreren einzelnen Walzgerüsten mit jeweils einem Paar von oberen und unteren Walzen. Bei dem erfindungsgemäßen Walzwerk ist eine einzige zentrale Arbeitswalze 2 mit großem Durchmesser mit einer Vielzahl von Umfangsarbeitswalzen 3 mit wesentlich kleinerem Durchmesser kombiniert, die am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze 2 angeordnet sind, und ein trapezförmiges Halteelement 4 befindet sich zwischen benachbarten Umfangsarbeitswalzen 3, so daß eine große Kompressionsspannung hervorgerufen wird, um zu verhindern, daß das Werkstück beim Durchgang zwischen der zentralen Arbeitswalze 2 und der Folge von Umfangsarbeitswalzen 3 eine größere Länge bekommt, während seine Querschnittsfläche vermindert wird. Die Umfangsarbeitswalzen 3 sind darüberhinaus mit Ringvorsprüngen 3&min; versehen, die in ihrer Breite oder Anzahl fortschreitend zur Austrittsseite des Walzwerkes zunehmen, um die Walzbreite in jeder Stufe zu begrenzen. Diese Auslegung dient dazu, die Zunahme der Länge des gewalzten Werkstückes 1 im wesentlichen auszuschließen oder wenigstens zu begrenzen, damit das Werkstück 1 kontinuierlich hauptsächlich in seiner Breite gewalzt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es folglich, nicht nur ebene Bleche sondern auch nicht ebene Bleche mit verschiedenen Querschnittsformen zu erzeugen, indem das Werkstück 1 kontinuierlich hauptsächlich in Querrichtung an einer einzigen Walzwerkeinheit in einem Durchgang durch die Umfangsarbeitswalzen 3 gewalzt wird. Trotz der Verwendung einer großen Anzahl von Umfangsarbeitswalzen 3 hat das erfindungsgemäße Walzwerk eine kompakte Größe. Die Anfangskosten des Walzwerkes sind weiterhin sehr gering, da es nicht notwendig ist, die Geschwindigkeit jeder Walze einzustellen und zu kontrollieren, was bei einem Tandemwalzwerk wesentlich ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Kontinuierliches mehrstufiges Walzwerk mit einer angetriebenen zentralen Arbeitswalze (2), einer Vielzahl von Umfangsarbeitswalzen (3), die im Abstand voneinander am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) angeordnet sind und jeweils einen Anstellmechanismus aufweisen, wobei der Durchmesser jeder Umfangsarbeitswalze (3) wesentlich kleiner ist als derjenige der zentralen Arbeitswalze (2) und das Werkstück (1), das zwischen dem Außenumfang jeder Umfangsarbeitswalze (3) und der zentralen Arbeitswalze (2) gehalten ist, einem kontinuierlichen mehrstufigen Walzen unterworfen wird, und ferner Halteelemente (4) zur radialen Führung des Werkstückes (1) zwischen je zwei benachbarten Umfangsarbeitswalzen (3) vorgesehen sind, wobei ein Kanal, durch den sich das Werkstück (1) bewegt, zwischen der Unterseite jedes Halteelements (4) und dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Umfangsarbeitswalzen (3) an ihrem Außenumfang mindestens einen Ringvorsprung (3&min;) zur Formgebung des Werkstücks (1) aufweist, wobei diese Ringvorsprünge (3a&min; . . . 3e&min;) sich von Umfangsarbeitswalze 3 zu Umfangsarbeitswalze 3 mehr der Werkstückendkontur annähert, und daß die Halteelemente (4) trapezförmig geformt sind mit an beiden Seiten ausgebildeten schräg verlaufenden Flächen (4&min;&min;), die im Gleitkontakt mit dem Umfang der beidseitig benachbarten Arbeitswalzen (3) stehen und der untere Teil der schrägen Flächen (4c&min;, 4c&min;&min;) auf jeder Seite einen spitzen Winkel bildet, wobei sich die so gebildete in dem Spalt zwischen einer Umfangsarbeitswalze (3) und der zentralen Arbeitswalze (2) erstreckt.
  2. 2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halteelement (4) mindestens eine Bohrung (7) aufweist, durch die ein von außen zugeführtes flüssiges Schmier- bzw. Kühlmittel zum unter dem Halteelement (4) liegenden Werkstück (1) geleitet wird.
  3. 3. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Umfangsarbeitswalze (3) einen den Spalt begrenzenden Ring (3&min;&min;&min;) aufweist, dessen Außenumfang in Gleitkontakt mit dem Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) steht.
  4. 4. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zusätzlich vorgesehene Führungen (6), die am Außenumfang der zentralen Arbeitswalze (2) angeordnet sind, um die Breite und die seitliche Position des Werkstückes (1) einzustellen.






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