Modulares Spritzbalkensystem zur selektiven Kühlung und/oder Schmierung von

Walzen

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Spritzbalkensystem zur selektiven Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut, insbesondere von Walzenballen, in einem Walzgerüst.

Stand der Technik

Spritzbalken zum Ausbringen eines Kühl- und/oder Schmiermediums auf die Oberfläche von in einem Walzgerüst angeordneten Walzen sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Solche Spritzbalken werden jeweils individuell auf das entsprechende Walzgerüst sowie auf die Walzaufgabe konzipiert und einteilig ausgeführt, so dass eine Anpassung des Walzgutes sowie auf verändernde Walzaufgaben und/oder einen anderen Anlagentyp immer einen kompletten Austausch dieser erfordert.

So offenbart beispielsweise die DE 10 2009 040 876 A1 einen Spritzbalken zum Kühlen einer in einem Walzgerüst angeordneten Walze, der einteilig ausgeführt und in dem Walzgerüst um eine zur Walzenachse parallele Schwenkachse verschwenkbar angeordnet ist, und eine individuelle Kühlung erlaubt.

Weiterhin ist aus der US 4,247,047 ein Spritzbalken mit einem einteilig ausgeführten Grundkörper bekannt, der mit unterschiedlich ausgeführten Düsenplatten modular bestückt werden kann, um an verändernde Walzaufgaben flexibel reagieren zu können. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde einen Spritzbalken dahingehend weiterzubilden, dass dieser an sich verändernde Walzaufgaben leicht anpassbar sowie kostengünstig herstellbar ist und keine Reserveteilhaltung erfordert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein modulares Spritzbalkensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße modulare Spritzbalkensystem zur selektiven Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut, umfasst mindestens einen zentralen Anschlussblock mit zumindest einem ersten Fluidanschluss, der in einer sich in Richtung einer Spritzbalkenachse erstreckenden ersten Hauptbohrung mündet, die einen Teil eines ersten Fluidhauptkanals eines Spritzbalkens bildet, sowie zumindest einer ersten Querbohrung, die sich quer von der ersten Hauptbohrung erstreckt und in einer ersten Fluidausgangsöffnung mündet; mindestens zwei mit dem zentralen Anschlussblock verbindbare zentrale Erweiterungsblöcke, wobei jeder der zentralen Erweiterungsblöcke eine sich in Richtung der Spritzbalkenachse erstreckende erste Hauptbohrung, die einen Teil des ersten Fluidhauptkanals des Spritzbalkens bildet, sowie zumindest eine erste Querbohrung, die sich quer von der ersten Hauptbohrung erstreckt und in einer ersten Fluidausgangsöffnung mündet, aufweist; mindestens zwei mit den zentralen Erweiterungsblöcken verbindbare äußere Erweiterungsblöcke, wobei jeder der äußeren Erweiterungsblöcke eine sich in Richtung der Spritzbalkenachse erstreckende erste Hauptbohrung, die einen Teil des ersten Fluidhauptkanals des Spritzbalkens bildet, sowie zumindest eine erste Querbohrung, die sich quer von der ersten Hauptbohrung erstreckt und in einer ersten Fluidausgangsöffnung mündet, aufweist; mindestens zwei mit den äußeren Erweiterungsblöcken verbindbare äußere Anschlussblöcke mit zumindest jeweils einem zweiten Fluidanschluss, der in einer sich in Richtung der Spritzbalkenachse erstreckenden einseitig verschlossenen ersten Hauptbohrung mündet, die einen Endteil des ersten Fluidhauptkanals des Spritzbalkens bildet; und zumindest ein Verspannungselement mittels dem der aus den unterschiedlichen Blöcken gebildete Spritzbalken verspannbar ist.

Das vollständig modular aufgebaute Spritzbalkensystem erlaubt eine auf die jeweiligen Erfordernisse des Walzgerüstes und/oder sich verändernde Walzaufgabe maßgeschneiderte Lösung, indem die jeweiligen Blöcke zu einem Spritzbalken individuell zusammengesetzt werden können. Da das erfindungsgemäße System lediglich vier unterschiedliche Typen von Blöcken umfasst, ist die Serienfertigung dieser besonders kostengünstig und erfordert beim jeweiligen Kunden keine Reserveteilhaltung, so dass zusätzlich Lagerkosten eingespart werden können. Der modulare Aufbau des gesamten Spritzbalkens erlaubt im Verschleißfall eines oder mehrerer Blöcke zudem einen zügigen Austausch, ohne dass der gesamte Spritzbalken aufwendig ausgebaut und gewartet werden muss.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass jeder der Blöcke eine parallel zu der ersten Hauptbohrung verlaufende zweite Hauptbohrung aufweist, die jeweils einen Teil eines zweiten Fluidhauptkanals des Spritzbalkens bildet. In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass jeder der Blöcke ausgewählt aus der Reihe zentraler Anschlussblock, zentraler Erweiterungsblock sowie äußerer Erweiterungsblock zumindest eine zweite Querbohrung umfasst, die sich quer von der zweiten Hauptbohrung erstreckt und in einer zweiten Fluidausgangsöffnung mündet. Ganz besonders bevorzugt ist hierbei, dass der zweite Fluidhauptkanal einen zu dem ersten Fluidhauptkanal größeren Querschnitt aufweist, über den das Kühl- und/oder Schmiermedium für die Walzenballenkühlung innerhalb des Spritzbalkens zu den jeweiligen Querbohrungen und den sich anschließenden Fluid- bzw. Kühlmittelausgangsöffnungen förderbar ist. Durch die unterschiedlichen Kanäle kann das Kühl- und/oder Schmiermedium zudem mit gleichen oder unterschiedlichen Drücken gefördert werden, so dass eine Anpassung an die jeweils zu erfüllende Walzaufgabe gewährleistet ist.

Grundsätzlich kann der zweite Fluidhauptkanal fluidisch mit dem ersten Fluidhauptkanal verbunden sein. Vorteilhafterweise ist jedoch vorgesehen, dass beide Fluidhauptkanäle nicht miteinander fluidisch verbunden sind und dass jeder der äußeren Anschlussblöcke sodann zumindest jeweils einen dritten Fluidanschluss umfasst, der in der zweiten Hauptbohrung mündet. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Hauptbohrung jedes der äußeren Anschlussblöcke einseitig verschlossen ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass jeder der Blöcke zumindest eine Düsenplatte zur Aufnahme von Spritzdüsen umfasst. Jede der Düsenplatten umfasst vorteilhafterweise zumindest zwei übereinander angeordnete Öffnungen, in die die Spritzdüsen für die Kühlung und/oder Schmierung einsetzbar sind. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass alle Düsenplatten hinsichtlich ihrer Abmessungen standardisiert sind, so dass nur ein Grundtyp einer Düsenplatte für die unterschiedlichen Blöcke erforderlich ist. Über unterschiedlich ausgeführte Spritzdüsen, die hinsichtlich der Durchflussmenge und ihrer Sprühcharakteristik in einer großen Auswahl zur Verfügung stehen, kann der Spritzbalken nebst den Düsen an die entsprechende Kühl- und/oder Schmieranforderung angepasst werden. Grundsätzlich kann an jedem der Blöcke, mit Ausnahme des zentralen Anschlussblocks, eine einzige Düsenplatte mit den entsprechenden Spritzdüsen angeordnet werden. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der zentrale Anschlussblock zwei Düsenplatten umfasst, wobei jede der Düsenplatte wiederrum zwei übereinander angeordnete Öffnungen für die Spritzdüsen umfasst.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder der Blöcke zumindest ein integriertes Steuerventil umfasst, über welches die einzelnen Spritzdüsen und/oder Gruppen von Spritzdüsen individuell ansteuerbar sind.

Vorzugsweise weist jeder der Blöcke an seinen zu den Nachbarblöcken gerichteten Kontaktflächen zumindest eine Anschlussbohrung zur Aufnahme eines Befestigungselements auf.

Um den Spritzbalken an dem Walzgerüst anzuordnen und zu fixieren, weisen die beiden äußeren Anschlussblöcke zumindest jeweils ein Verbindungselement zur Verbindung des Spritzbalkens im Gerüst auf.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem die Verwendung des erfindungsgemäßen Spritzbalkensystems zur Bildung eines Spritzbalkens zur selektiven Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsvariante eines zentralen Anschlussblocks,

Fig. 2 eine Ausführungsvariante eines zentralen Erweiterungsblocks,

Fig. 3 eine Ausführungsvariante eines äußeren Erweiterungsblocks,

Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines äußeren Anschlussblocks, und

Fig. 5 eine Ausführungsvariante eines aus den Blöcken zusammengesetzten Spritzbalkens.

In Figur 1 ist eine Ausführungsvariante eines zentralen Anschlussblocks 1 für ein modulares Spritzbalkensystem 2 gezeigt, welches zur selektiven Kühlung und/oder Schmierung von Walzen (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Der zentrale Anschlussblock 1 ist im Wesentlichen in Form eines quaderförmigen Bausteins ausgebildet, um eine individuelle und modulare Zusammenstellung zu ermöglichen. Dieser sowie jeder der weiteren Blöcke kann aus metallischen und/oder nichtmetallischen Werkstoffen bestehen.

In der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante umfasst der zentrale Anschlussblock 1 rückseitig einen Fluidanschluss 3, der in einer ersten Hauptbohrung 4 mündet. Parallel zu der ersten Hauptbohrung 4 umfasst der zentrale Anschlussblock 1 eine zweite Hauptbohrung 5, die einen größeren Querschnitt umfasst. Beide Hauptbohrungen 4, 5 erstrecken sich entlang der Spritzbalkenachse und bilden dabei jeweils einen Teil der Medienzufuhr zu den jeweiligen Spritzdüsen (nicht dargestellt). Wie weiterhin anhand der Darstellung in Figur 1 erkennbar ist, weist der zentrale Anschlussblock 1 vier Querbohrungen 6, 7, 8, 9 auf, wobei die beiden ersten Querbohrungen 6, 7 sich quer von der ersten Hauptbohrung 4 und die beiden zweiten Querbohrungen 8, 9 sich quer von der zweiten Hauptbohrung 5 erstrecken und jeweils in einer ersten bzw. zweiten Fluidausgangsöffnung 10, 11 , 12, 13 münden, die frontseitig des Anschlussblocks 1 angeordnet sind.

Weiterhin umfasst der zentrale Anschlussblock 1 zwei Düsenplatten 14, 15, die frontseitig mit dem Anschlussblock 1 verschraubt sind. Jede der Düsenplatten 14, 15 ist mit zwei Öffnungen 16, 17, 18, 19 versehen, die mit den jeweiligen Fluidausgangsöffnungen 10, 11 , 12, 13 fluchten und zur Aufnahme von Spritzdüsen (nicht dargestellt) vorgesehen sind.

In Figur 2 ist eine Ausführungsvariante eines zentralen Erweiterungsblocks 20 gezeigt, die mit dem zentralen Anschlussblock 1 verbindbar ist. Der zentrale Erweiterungsblock 20 weist ebenfalls eine sich in Richtung der Spritzbalkenachse erstreckende erste Hauptbohrung 21 sowie eine parallel hierzu angeordnete zweite Hauptbohrung 22 auf, die jeweils einen Teil der Medienzufuhr zu den Spritzdüsen bilden. Frontseitig umfasst der zentrale Erweiterungsblock 20 eine erste sowie eine zweite Querbohrung 23, 24, die sich jeweils quer von der ersten Hauptbohrung 21 bzw. der zweiten Hauptbohrung 22 erstrecken und jeweils in einer ersten und einer zweiten Fluidausgangsöffnung 25, 26 münden, die frontseitig des zentralen Erweiterungsblocks 20 angeordnet sind. Im Gegensatz zu dem Anschlussblock 1 umfasst der Erweiterungsblock 20 eine Düsenplatte 27, die frontseitig des zentralen Erweiterungsblocks 20 ebenfalls über Schraubverbindungen (nicht dargestellt) angebracht ist. Da alle Düsenplatten des Spritzbalkensystems 2 gleich ausgebildet sind, weist auch die Düsenplatte 27 zwei Öffnungen 28, 29 auf, die mit den jeweiligen Fluidausgangsöffnungen 25, 26 fluchten.

In Figur 3 ist eine Ausführungsvariante eines äußeren Erweiterungsblocks 30 gezeigt, die mit dem zentralen Erweiterungsblock 20 verbindbar ist. Wie der zentrale Erweiterungsblock 20, weist auch der äußere Erweiterungsblock 30 eine sich in Richtung der Spritzbalkenachse erstreckende erste Hauptbohrung 31 sowie eine zweite Hauptbohrung 32 auf, die jeweils einen Teil der Medienzufuhr zu den Spritzdüsen bilden. Frontseitig umfasst der äußere Erweiterungsblock 30 eine erste sowie eine zweite Querbohrung 31 , 32, die sich jeweils quer von der ersten Hauptbohrung 31 bzw. der zweiten Hauptbohrung 32 erstrecken und jeweils in einer ersten bzw. einer zweiten Fluidausgangsöffnung 35, 36 münden, die frontseitig des äußeren Erweiterungsblocks 30 angeordnet sind. Frontseitig umfasst der äußere Erweiterungsblock 30 eine Düsenplatte 37 mit zwei Öffnungen 38, 39, die mit den jeweiligen Fluidausgangsöffnungen 35, 36 fluchten.

In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante eines äußeren Anschlussblocks 43 gezeigt, der mit den äußeren Erweiterungsblöcken 33 zu dem modularen Spritzbalkensystem 2 verbindbar ist und distale Abschlusselemente des Spritzbalkens 22 bildet. Der äußere Anschlussblock 43 weist, rückseitig zwei Fluidanschlüsse 44, 45 auf, die in einer Hauptbohrung 46 bzw. einer Nebenbohrung 47 münden. Die beide Bohrungen 46, 47 bilden dabei jeweils einen abschließenden Teil des Kanales für die Medienzufuhr zu den Spritzdüsen des Spritzbalkens 22 und sind daher einseitig verschlossen. Im Gegensatz zu den Blöcken 1 , 23, 33 weist der äußere Anschlussblock 43 in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante keine Querbohrungen sowie keine Düsenplatte auf. Weiterhin umfasst der äußere Anschlussblock 43 ein Befestigungselement, das zur Befestigung des Spritzbalkens 22 in einem Gerüst (nicht dargestellt) dient.

In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante eines äußeren Anschlussblocks 40 gezeigt, der mit den äußeren Erweiterungsblöcken 30 zu dem modularen Spritzbalkensystem 2 verbindbar ist und distale Abschlusselemente des Spritzbalkens bildet. Der äußere Anschlussblock 40 weist rückseitig einen zweiten und einen dritten Fluidanschluss 41 , 42 auf, wobei der zweite Fluidanschluss 41 in einer ersten Hauptbohrung 43 und der dritte Fluidanschluss 42 in einer zweiten Hauptbohrung 44 mündet. Die beide Hauptbohrungen 43, 44 bilden dabei jeweils einen abschließenden Teil eines ersten bzw. eines zweiten Fluidhauptkanals 45, 46 des Spritzbalkens und sind daher einseitig verschlossen. Im Gegensatz zu den Blöcken 1 , 20, 30 weist der äußere Anschlussblock 40 in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante keine Querbohrungen sowie keine Düsenplatte auf. Weiterhin umfasst der äußere Anschlussblock 40 ein Verbindungselement 47, das zur Befestigung des Spritzbalkens in einem Gerüst (nicht dargestellt) dient. In Figur 5 ist eine Ausführungsvariante eines aus den Blöcken 1 , 20, 30, 40 zusammengesetzten Spritzbalkens 47 gezeigt, die über ein oder mehrere nicht dargestellte Verspannungselement(e) miteinander fluiddicht verspannt sind. Die vorliegend gezeigte Anzahl der zentralen und äußeren Erweiterungsblöcke 20, 30 bezieht sich auf die in Figur 5 gezeigte Ausführungsvariante und kann je nach gewünschter Breite des Walzgutes variieren. Wie anhand der Darstellung erkennbar, umfasst der Spritzbalken 47 einen zentralen Anschlussblock 1 , jeweils drei beidseitig des Anschlussblocks 1 angeordnete zentrale Erweiterungsblöcke 20, gefolgt von jeweils drei beidseitig der zentralen Erweiterungsblöcke 20 angeordneten äußeren Erweiterungsblöcken 30, sowie jeweils einen an den beiden distalen Enden des Spritzbalkens 47 angeordneten äußeren Anschlussblock 40.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen modular aufgebauten Spritzbalkensystem 2 besteht darin, dass dieses eine auf die jeweiligen Erfordernisse des Walzgerüstes und/oder verändernde Walzaufgabe maßgeschneiderte Lösung bereitstellt. Wie in Figur 5 dargestellt, können die jeweiligen Blöcke 1 , 20, 30, 40 zu dem Spritzbalken 47 individuell zusammengesetzt werden. Aufgrund der lediglich vier unterschiedlichen Typen von Blöcken 1 , 20, 30, 40 kann das System 2 zudem besonders kostengünstig produziert werden und erfordert beim jeweiligen Kunden keine Reserveteilhaltung, so dass zusätzlich Lagerkosten eingespart werden können. Des Weiteren erlaubt das System 2 im Verschleißfall eine zügige Wartung, indem die jeweiligen Blöcke 1 , 20, 30, 40 ausgetauscht werden können ohne dass der gesamte Spritzbalken 47 aufwendig ausgebaut werden muss. Der Hauptvorteil des hier beschrieben Aufbaus besteht darin, dass im Verschleißfall nicht der gesamte Spritzbalken neu gefertigt werden muss, sondern nur die betroffenen Komponenten. Darüber hinaus besteht der Vorteil darin, dass je nach Walzaufgabe ein Spritzbalken aus vorgefertigten Modulen zusammengesetzt werden kann. Bezugszeichenliste

1 zentraler Anschlussblock

2 Spritzbalkensystem

3 erster Fluidanschluss

4 erste Hauptbohrung

5 Hauptbohrung

6 erste Querbohrung

7 erste Querbohrung

8 zweite Querbohrung

9 zweite Querbohrung

10 erste Fluidausgangsöffnung

11 erste Fluidausgangsöffnung

12 zweite Fluidausgangsöffnung

13 zweite Fluidausgangsöffnung

14 Düsenplatte

15 Düsenplatte

16 Öffnung

17 Öffnung

18 Öffnung

19 Öffnung

20 zentraler Erweiterungsblock

21 erste Hauptbohrung

22 zweite Hauptbohrung

23 erste Querbohrung

24 zweite Querbohrung

25 erste Fluidausgangsöffnung

26 zweite Fluidausgangsöffnung

27 Düsenplatte

28 Öffnung 29 Öffnung

30 äußerer Erweiterungsblock

31 erste Hauptbohrung

32 zweite Hauptbohrung

33 erste Querbohrung

34 zweite Querbohrung

35 erste Fluidausgangsöffnung

36 zweite Fluidausgangsöffnung

37 Düsenplatte

38 Öffnung

39 Öffnung

40 äußerer Anschlussblock

41 zweiter Fluidanschluss

42 dritter Fluidanschluss

43 erste Hauptbohrung

44 zweite Hauptbohrung

45 erster Fluidhauptkanal

46 zweiter Fluidhauptkanal

47 Spritzbalken