Kneppe, Günter (Theodor-Heuss-Str. 11 Hilchenbach, 57271, DE)
Wolpert, Waldemar (Heisterbusch 79 Dinslaken, 46539, DE)
Seidel, Jürgen (Feuerdornweg 8 Kreuztal, 57223, DE)
Kneppe, Günter (Theodor-Heuss-Str. 11 Hilchenbach, 57271, DE)
Wolpert, Waldemar (Heisterbusch 79 Dinslaken, 46539, DE)
| 1. | Vierwalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen und mit zwei über Antriebsspin dein antreibbaren Stützwalzen, wobei eine der Stützwalzen über eine los bare Einrichtung mit einem Motor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere, gegenüberliegende Stützwalze (2) ebenfalls über eine lösbare Einrichtung (16) mit einem Motor (7) verbunden ist und den beiden Arbeitswalzen (4,5) jeweils eine lösbare Einrichtung (19,21) zugeordnet ist, die mit einem Motor (7) verbunden ist. |
| 2. | Sechswalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen sowie zwi schen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen angeordneten Zwischen walzen, dadurch gekennzeichnet, daB die über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen und Arbeitswal zen oder Zwischenwalzen und Arbeitswalzen oder Stützwalzen und Zwi schenwalzen jeweils eine lösbare Einrichtung zugeordnet ist, die mit ei nem Motor verbunden ist. |
| 3. | Walzengerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Einrichtungen zum Verbinden der Stützund/oder Ar beitsund/oder Zwischenwalzen mit dem Motor (7) bzw. den Motoren (26,27) als Kupplungen, insbesondere Schaltkupplungen (17,18) ausge staltet sind. |
| 4. | Walzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Arbeitswalzen (4,5) zugeordneten lösbaren Einrichtungen die mit Antriebszapfen (28,29) der Arbeitswalzen zusammenwirkenden Treffer (19,21) an den Antriebsspindeln (14,15) sind. |
| 5. | Walzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen (4,5) keine Antriebszapfen aufweisen. |
| 6. | Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitswalzen (24,25) mit einem gemeinsamen Arbeits walzenmotor (7) über ein Getriebe (6), insbesondere ein Kammwalzge triebe, verbunden sind. |
| 7. | Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützund Arbeitsund ggf. Zwischenwalzen mit einem ge meinsamen Motor (7) über ein Getriebe (6), insbesondere ein Kammwalz getriebe, verbunden sind. |
| 8. | Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Vierwalzengerüstes nach An spruch 1 mit ersten, im Durchmesser dünnen Arbeitswalzen und zweiten, im Durchmesser dickeren Arbeitswalzen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalzen (4,5) lediglich die Stützwalzen (1, 2) und zum Betrieb der dickeren Arbeitswalzen (24,25) lediglich die Ar beitswalzen (24,25) von einem Motor (7,26,27) angetrieben werden. |
| 9. | Verfahren zum gleichzeitigen Betrieb einer ersten, im Durchmesser dün nen Arbeitswalze und einer zweiten, im Durchmesser dickeren Arbeits walze in einem Vierwalzengerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalze lediglich die zugehörige Stütz walze (1,2) und zum Betrieb der dickeren Arbeitswalze lediglich die Ar beitswalze selbst von einem Motor (7,26,27) angetrieben wird. |
| 10. | Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Sechswalzengerüstes nach An spruch 2 mit ersten, im Durchmesser dünnen Arbeitswalzen und zweiten, im Durchmesser dickeren Arbeitswalzen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalzen lediglich die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalzen und zum Betrieb der dickeren Arbeitswalzen lediglich die Arbeitswalzen von einem Motor angetrieben werden. |
| 11. | Verfahren zum gleichzeitigen Betrieb einer ersten, im Durchmesser dün nen Arbeitswalze und einer zweiten, im Durchmesser dickeren Ar beitswalze in einem Sechswalzengerüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalze lediglich die zugehörige Stütz walze und/oder die Zwischenwalze und zum Betrieb der dickeren Arbeits walze lediglich die Arbeitswalze selbst von einem Motor angetrieben wird. |
| 12. | Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als dünne Arbeitswalzen solche mit einem verschleißarmen Werkstoff, insbesondere pulvermetallurgische Arbeitswalzen eingesetzt werden. |
Sechswalzengerüst sowie Betriebsverfahren hierfür Die Erfindung betrifft ein Vierwalzengerüst nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1 und ein Sechswalzengerüst nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 sowie ein Verfahren zum wahlweisen Betrieb des Vier-bzw. Sechswalzengerü- stes mit im Durchmesser dünnen und dickeren Arbeitswalzen.
Eines oder mehrere Walzgerüste finden sich in einer Walzstraße. Im Walzge- rüst wird das Walzgut von den Arbeitswalzen erfaßt, die sich in Walzrichtung gegeneinander drehen. Es wird durch die Walzendrehung der Arbeitswalzen vorwärts bewegt. Im Walzenspalt wird die Dicke des Walzgutes durch den ho- hen Druck, den die Arbeitswalzen ausüben, reduziert. Ein Vierwalzengerüst (Quarto) hat zwei Arbeits-und zwei Stützwalzen. Eine Sechswalzengerüst (Sexto) hat zwei Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen sowie zwischen den Arbeits- walzen und den Stützwalzen angeordnete Zwischenwalzen.
Für das Walzen von sehr dünnen Bändern in einer Walzstraße (Warmband- oder Kaltbandstraße) sind im Durchmesser dünnere Arbeitswalzen in den in Walzrichtung hinteren Walzgerüsten vorteilhaft. Sie reduzieren die Walzkräfte, den Kantenabfall, den Temperaturverlust des Walzgutes und ermöglichen unter Umständen sogar die Einsparung von Walzgerüsten in der Walzstraße, weil höhere Abnahmen durchgeführt werden können.
Regelmäßig besteht jedoch die Forderung, daß eine Warmwalzstraße nicht nur dünne Bänder, sondern einen Dickenbereich von beispielsweise 0,8 mm bis 12,7 mm Stärke in unterschiedlicher Härte und unterschiedlichen Breiten ab- decken muß. Aufgrund dieser Forderung an das Produktionsspektrum ist eine Optimierung der Walzstraße auf dünne Bänder aus folgenden Gründen nicht möglich :
Die Optimierung setzt voraus, daß beispielsweise die in Produktionsrichtung letzten beiden Walzengerüste mit im Durchmesser dünneren Arbeitswalzen be- trieben werden. Die Antriebszapfen und Antriebsspindeln dieser dünnen Ar- beitswalzen wären allerdings beim Walzen stärkerer und/oder härterer Bänder überlastet. Ein Austausch der im Durchmesser dünneren Arbeitswalzen gegen dickere Arbeitswalzen erfordert einen Wechsel der Antriebsspindeln. Der hier- aus resultierende Stillstand der Walzstraße ist jedoch nicht akzeptabel.
Aus der DE 3411853 A1 ist bereits ein Vier-oder Sechswalzengerüst mit ange- triebenen Stützwalzen bekannt geworden, bei dem die Arbeitswalzen von den Stütz-bzw. Zwischenwalzen durch Friktion mitgenommen werden. Um bei Be- triebszuständen des Walzgerüstes, bei denen der Antrieb nur zu einem gerin- gen Bruchteil ausgelastet wird, dennoch eine gute Regelbarkeit des Antriebs zu gewährleisten und eine günstige Auslastung der Antriebsmotoren zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß einer der Antriebsmotore mit seiner Stützwalze über ein Schaltgetriebe verbunden ist und von dieser Stützwalze abgekoppelt und stillgesetzt wird, so daß sich die Auslastung des verbleibenden Antriebsmotors verdoppelt und seine Regelcharakteristik durch den Betrieb im üblichen Lastbe- reich verbessert ist.
Die Arbeitswalzen selbst weisen keinen Antrieb auf, sondern sind allenfalls mittels eines Synchrongetriebes miteinander verbunden, um einen möglichen Schlupf der Arbeitswalzen zu vermeiden. Ein rascher Umbau dieser Walzgerü- ste auf dickere Arbeitswalzen ist jedoch weder vorgesehen noch möglich, da der ausschließliche Antrieb der Stützwalzen und die Mitnahme der Arbeitswal- zen durch Friktion bei dickeren Arbeitswalzen nicht möglich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufga- be zugrunde, ein Walzgerüst vorzuschlagen, das eine rasche Anpassung an Walzgüter unterschiedlicher Stärke und/oder Härte erlaubt.
Um wahlweise mit geringem Aufwand sowohl dünne als auch dicke Arbeitswal- zen in einem Gerüst betreiben zu können, wird erfindungsgemäß für ein Vier- walzengerüst vorgeschlagen, daß nicht nur eine der Stützwalzen über eine los- bare Einrichtung mit einem Motor verbunden ist, sondern daß auch die weitere, gegenüberliegende Stützwalze über eine lösbare Einrichtung mit einem Motor verbunden ist und den beiden Arbeitswalzen jeweils eine lösbare Einrichtung zugeordnet ist, die mit einem Motor verbunden ist.
Für ein Sechswalzengerüst wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß den über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen und Arbeitswalzen oder Zwi- schenwalzen und Arbeitswalzen oder Stützwalzen und Zwischenwalzen jeweils eine lösbare Einrichtung zugeordnet ist, die mit einem Motor verbunden ist.
Dieser erfindungsgemäße, kombinierte Antrieb in dem Vierwalzen-bzw.
Sechswalzengerüst ermöglicht es, dicke Arbeitswalzen über die ihnen zugeord- nete lösbare Einrichtung direkt mit einem Motor zu verbinden, während beim Einsatz dünnerer Arbeitswalzen in einem Vierwalzengerüst der Antrieb über die beiden Stützwalzen erfolgt, die in diesem Fall über lösbare Einrichtungen mit dem Motor verbunden sind. Die dünnen Arbeitswalzen werden dann lediglich durch Friktion von den Stützwalzen mitgenommen. Übereinstimmend werden bei einem Sechswalzengerüst zum Betrieb der dünnen Arbeitswalzen lediglich die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalzen über die ihnen zugeordneten lösbaren Einrichtungen mit dem Motor verbunden, während zum Betrieb der dickeren Arbeitswalzen lediglich die Arbeitswalzen über die ihnen zugeordneten lösbaren Einrichtungen mit einem Motor verbunden sind.
Im Sinne der Erfindung besteht eine Verbindung zwischen Walze und Motor nur dann, wenn ein direkter Kraftfluß von der Walze über die Spindel, die lösbare Einrichtung und gegebenenfalls ein zwischengeschaltetes Getriebe zum Motor besteht. Keine Verbindung zum Motor im Sinne dieser Definition hat eine Wal- ze, die lediglich über Friktion von einer anderen, angetriebenen Walze mitge- nommen wird.
Als lösbare Einrichtung, die die Verbindung der Arbeitswalzen mit dem Motor ermöglichen, kommen insbesondere Kupplungen in Betracht, die insbesondere mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgeführt sein können.
Die Walzgerüste können jedoch auch so ausgestaltet sein, daß als lösbare Ein- richtung die Treffer der Antriebsspindeln der Arbeitswalzen selbst wirken, wenn diese von den Antriebszapfen der Arbeitswalzen abgezogen werden. Hierfür können die Antriebsspindeln teleskopartig diese Abzugsbewegungen ermög- lichend ausgeführt sein. Schließlich ist es in einer vorteilhaften und konstruktiv besonders einfachen Ausführung der Erfindung möglich, daß die dünnen Ar- beitswalzen keine Antriebszapfen aufweisen und infolgedessen die Treffer der Antriebsspindeln außer Wirkung gelangen. Auch damit ist der der dünnen Ar- beitswalze zugeordnete Treffer der Antriebsspindel von der Arbeitswalze gelöst.
Die Antriebsspindeln für die Arbeitswalzen laufen dann lose mit.
Ein gleichmäßiger und kostengünstiger Antrieb sämtlicher Walzen läßt sich er- zielen, wenn die Stütz-und Arbeits-und gegebenenfalls Zwischenwalzen von einem gemeinsamen Motor über ein Getriebe, insbesondere über ein Kamm- walzgetriebe angetrieben werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß lediglich die beiden Arbeitswalzen mit einem gemeinsamen Arbeitswalzenmotor über ein Getriebe, insbesondere ein Kammwalzgetriebe verbunden sind, wäh- rend den Stützwalzen jeweils ein separater oberer und unterer Motor zugeord- net ist.
Der Abstand zwischen den Stütz-und gegebenenfalls Zwischenwalzen wird abhängig von dem Durchmesser der jeweiligen Arbeitswalze durch an sich be- kannte Verstelleinrichtungen, wie beispielsweise Stufenkeile an der Gerüsto- berseite und der Gerüstunterseite, angepaßt.
Vorteilhafte Betriebsweisen des erfindungsgemäßen Walzgerüstes für dünne und dicke Arbeitswalzen sowie Arbeitswalzenkombinationen mit unterschiedli- chen Durchmessern ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 8 bis 11.
Vorzugsweise kommen in den erfindungsgemäßen Walzgerüsten dünne Ar- beitswalzen mit einem verschleißarmen Werkstoff, insbesondere pulvermetall- urgische Arbeitswalzen (hochfeste HSS-Walzen) zum Einsatz. Diese Arbeits- walzen können beispielsweise nach dem HIP (Hot-Isostatic-Pressing)-Verfahren hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Vierwalzengerüstes näher erlau- tert : Es zeigen Figur 1 ein Vierwalzengerüst beim Betrieb von dünnen Arbeitswalzen so- wie Figur 2 ein Vierwalzengerüst beim Betrieb von dickeren Arbeitswalzen.
In Figur 1 sind schematisch die Stützwalzen 1 und 2 eines Vierwalzengerüstes dargestellt, zwischen denen dünne Arbeitswalzen 4 und 5 für ein Walzgut 3 ge- ringer Stärke vorgesehen sind.
Zum Antrieb der Walzen 1,2,4,5 dient ein mit einem Kammwalzgetriebe 6 aus- gestatteter Antriebsmotor 7. Das Kammwalzgetriebe 6 besteht aus den beiden mittleren Arbeitswalzengetrieberädern 8,9 sowie einem oberen und einem un- teren Stützwalzengetrieberad 11,12.
Sowohl den Stützwalzen 1,2 als auch den Arbeitswalzen 4,5 sind jeweils An- triebsspindeln 13,14,15,16 zugeordnet, die an über das Kammwalzgetriebe 6 mit dem Motor 7 verbunden sind. Die den Stützwalzen 1 und 2 zugeordneten
Antriebsspindeln 13,16 weisen jeweils eine Schaltkupplung 17,18 auf, die im ausgerückten Zustand den Kraftfluß zwischen den Stützwalzen 1,2 und dem Motor 7 unterbrechen.
Zum Betrieb der in Figur 1 dargestellten dünnen Arbeitswalzen 4,5 werden die Schaltkupplungen 17,18 eingerückt, um lediglich die Stützwalzen 1,2 anzutrei- ben, während die den dünnen Arbeitswalzen 4,5 zugeordneten Antriebsspin- deln 14,15 lose mitlaufen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die den dünnen Arbeitswalzen 4,5 zugeordnete lösbare Einrichtung aus den Tref- fern 19,21, die sich an den dem Kammwalzgetriebe 6 gegenüberliegenden En- den der Spindeln 14,15 befinden und dazu vorgesehen sind, mit den Antriebs- zapfen von im Durchmesser dickeren Arbeitswalzen zusammenzuwirken. Da die in Figur 1 dargestellten Arbeitswalzen 4,5 keine Antriebszapfen besitzen, ist der Kraftfluß zwischen den dünnen Arbeitswalzen 4,5 und dem Motor 7 unter- brochen.
Sollen nun betriebsbedingt, wie in Figur 2 dargestellt, dickere Arbeitswalzen 24, 25 zum Einsatz kommen, ist dies mit dem erfindungsgemäßen Vierwalzenge- rüst problemlos möglich. Das Vierwalzengerüst nach Figur 2 unterscheidet sich von dem nach Figur 1 darin, daß die beiden Stützwalzen 1,2 unmittelbar über ihre Antriebsspindeln 13,16 mit einem separaten Stützwalzenmotor 26,27 ver- bunden sind. Dieser Unterschied ist jedoch für die Funktionsweise bedeu- tungslos.
Die dickeren Arbeitswalzen 24,25 besitzen nun Antriebszapfen 28,29, die mit den Treffern 19,21 der Antriebsspindeln 14,15 zusammenwirken. Der Kraft- schluß von den dickeren Arbeitswalzen 24,25 ist damit über die Spindeln 14, 15 und das Kammwalzgetriebe 6 zum Motor 7 hergestellt, der in diesem Aus- führungsbeispiel ausschließlich die Arbeitswalzen 24,25 antreibt.
Die Schaltkupplungen 17,18 der Antriebsspindeln 13,16 für die Stützwalzen 1, 2 sind ausgerückt, so daß die Stützwalzen 1,2 wirkungslos mitlaufen, während die Stützwalzenmotoren 26,27 abgeschaltet sind.
Selbstverständlich ist es möglich, sowohl bei einem Vierwalzengerüst nach Fi- gur 1 als auch nach Figur 2 auch in den Antriebsspindeln 14,15 eine Schalt- kupplung vorzusehen, um den Kraftfluß zu dem Motor für die Arbeitswalzen zu unterbrechen, wenn dünne Arbeitswalzen zum Einsatz kommen sollen.
Um die Abstände zwischen den Stützwalzen 1 und 2 abhängig vom Durchmes- ser der Arbeitswalzen 4,5,24,25 anpassen zu können, sind sowohl an der Ge- rüstober-als auch-unterseite in den Figuren nicht dargestellte Stufenkeile an- geordnet. Sämtliche Antriebsspindeln sind in an sich bekannter Weise als Ge- lenkwellen ausgebildet, um den Versatz zu den getriebe-bzw. motorseitig fest angeordneten Anschlagspunkten der Antriebsspindeln auszugleichen.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung eine rasche Anpassung an Walzgüter unter- schiedlicher Stärke und/oder Härte, indem die Walzgerüste mit geringem Auf- wand wahlweise sowohl mit dünnen als auch dickeren Arbeitswalzen betrieben werden können. Der hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagene, kombinierte An- trieb in dem Vierwalzen-bzw. Sechswalzengerüst ermöglicht es, dicke Arbeits- walzen direkt mit einem Motor zu verbinden, während dünne Arbeitswalzen le- diglich durch Friktion von benachbarten Stütz-oder Zwischenwalzen mitge- nommen werden.
Bezugszeichenliste Nr.Bezeichnung 1.! zen 2. Stützwalzen 3. dünnes Walzgut 4. Arbeitswalzen 5. Arbeitswalzen 6. Kammwalzgetriebe 7. Motor 8. Arbeitswalzengetrieberad 9. Arbeitswalzengetrieberad 10. 11.Stützwalzengetrieberad 12.Stützwalzengetrieberad 13.Antriebsspindel 14.Antriebsspindel 15.Antriebsspindel 16.Antriebsspindel 17.Schaltkupplung 18.Schaltkupplung 19. Treffer 20. 21. Treffer 22.Antriebszapfen 23.Antriebszapfen 24. dickere Arbeitswalzen 25. dickere Arbeitswalzen 26. Motor 27. Motor 28.Antriebszapfen 29.Antriebszapfen
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