TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung bezieht sich auf Vielwalzengerüste mit 20 Walzen in
einer 1-2-3-4 Walzenanordnung, sie bezieht sich insbesondere auf
Verbesserungen in der Konstruktion von Stützaufbauten und von zweiten
mittleren Schleppwalzen mit einer zu einem großen Teil verringerten
transversalen Steifigkeit, welche es erlauben komplexere Profile des
Walzspaltes zu verwirklichen.
STAND DER TECHNIK
-
Diese Erfindung gilt für Vielwalzengerüste mit 20 Walzen, die für das
kalte Walzen von Metallband benutzt werden und die eine 1-2-3-4
Walzenanordnung aufweisen, so wie sie in den U.S. Patenten 2169711;
2187250; 2479974; 2776586 und 4289013 gezeigt werden, wobei solche
Walzwerke normalerweise bekannt sind als "Sendzimir"-Walzwerke, "Z-
Walzwerke" oder "Sendzimirs".
-
Sie steht insbesondere im Zusammenhang mit verbesserten Mitteln zur
Formgebung des Profils des Walzwerkes entsprechend dem Profil des Bandes,
um so eine einheitliche Dehnung an jedem Punkt über die Breite des Bandes
hinweg zu erzielen und um dementsprechend eine einheitlicbe
Zugspannungsverteilung sowie ein Band mit einer guten Flachheit zu
ermöglichen.
-
In Vielwalzengerüsten, von der Art auf welche die vorliegende
Erfindung ausgerichtet ist und wie sie in den Abbildungen 1 - 5 dargestellt
ist, wird eine Paar Arbeitswalzen 12, zwischen welchen das Band 8 während
des Walzverfahrens hindurchläuft, abgestützt von einem Satz aus vier ersten
Zwischenwalzen 13, welch letztere ihrerseits von einem Satz aus sechs
zweiten Zwischenwalzen abgestützt werden, welche aus vier angetriebenen
Walzen 15 und aus zwei nicht angetriebenen Schleppwalzen 14 bestehen. Die
zweiten Zwischenwalzen werden ihrerseits durch acht Stützaufbauten
abgestützt, wobei jeder derselben aus einer Vielzahl von Rollenlagern 30
besteht welche auf einer Welle 18 montiert sind. Die Welle 18 wird in
Abständen entlang ihrer Länge von Sätteln gehalten, wobei jeder Sattel aus
einem Ring 31 und einem Schuh 29 besteht (wobei diese Teile miteinander
verschraubt sind). Die Sattelschuhe 29 ruhen in einer Serie von partiellen
Bohrungen in einem Walzenständer 10, der von der allgemein in dem U.S.
Patent 3815401 beschriebenen Art ist.
-
Es ist normale Praxis, die Stützaufbauten und ihre Komponenten so zu
bezeichnen wie es in Abbildung 5 gezeigt wird. Dabei ist aus dieser Sicht,
von der Bedienungs- oder Frontseite des Waizwerkes her betrachtet, der
obere Zusammenbau am äußersten linken Ende mit "A" markiert und die
verbleibenden Zusammenbauten sind, bei einem Weiterbewegen im Uhrzeigersinn
um das Walzwerk herum, mit "B" bis "H" markiert. Diese
Markierungskonvention wird in dieser Beschreibung befolgt, wobei sich diese
Benennung sowohl auf die Zusammenbauten als auch auf die Bestandteile
bezieht.
-
Im allgemeinen umfassen alle Sättel an allen acht Stützaufbauten
Exzenter 23, die an den jeweiligen Wellen festgekeilt sind, (ähnlich wie
das was unter 24 in Abbildung 3 gezeigt wird) und die an ihren äußeren
Durchmessern mit Lagerflächen versehen sind, welche mit Bohrungen in den
Sattelringen 31 in Angriff stehen, so daß eine Drehung der jeweiligen
Wellen eine radiale Bewegung der Wellen und der darauf aufmontierten Lager
verursacht.
-
Im Falle der Zusammenbauten A, D, E, F, G und H sind die Sättel als
"einfache Sättel" bekannt, und die Exzenter 23 sitzen direkt innerhalb der
Sattelringe 31 und gleiten innerhalb dieser Ringe während die jeweiligen
Wellen gedreht werden. In solchen Fällen, da die Reibung zwischen den
Gleitflächen hoch ist, lassen sich die Wellen nicht unter Belastung (d.h.
während des Walzens) einstellen. Die Exzenter der Wellen A, D, E und H sind
als "Seitenexzenter" bekannt. Ein Drehen dieser Wellen wird benutzt um die
radiale Position ihrer Lager einzustellen und den Verschleiß auf die Walzen
12 bis 15 aufzunehmen.
-
Die Exzenter der Wellen F und G sind als die "unteren
Anstellexzenter" bekannt. Ein Drehen der Wellen F und G und deren Exzenter
kann dazu benutzt werden ebenfalls den Verschleiß der Walzen aufzunehmen,
aber dieses Drehen wird häufiger benutzt um die Höhe der oben gelegenen
Fläche der unteren Arbeitswalze 12 einzustellen. Dies ist bekannt als das
"Einstellen der Höhe der Walzlinie " oder als "Walzlinienregelung".
-
Im Falle der Zusammenbauten B und C sind die Sättel bekannt als
"Rollensättel". Für kleine Walzwerke (die keine Balligkeitsregelung
aufweisen) ist die Konstruktion dieselbe wie bei einfachen Sätteln, mit der
Ausnahme daß eine einzelne Reihe von Rollen (ähnlich wie die unter 37 in
Abbildung 3 gezeigten Rollen) zwischen der Außenseite eines jeden Exzenters
23 und der Innenseite des dazu passenden Sattelringes 31 eingeschoben
werden. Dies erlaubt es den Wellen und den Exzentern (die aneinander
gekeilt sind, ähnlich wie das was in Abbildung 3 gezeigt wird), im Innern
der Sattelringe 31 abzulaufen. Die Reibung ist dann ausreichend niedrig um
eine Regelung unter Belastung vornehmen zu können. Diese Regelung ist
bekannt als die "obere Anstellung", oder als die "Anstellung", und sie wird
benutzt um den Walzspalt (Spalt zwischen den Arbeitswalzen 12) unter
Belastung zu justieren. Wie dies vom Stand der Technik her bekannt ist,
besteht das adoptierte Verfahren darin zwei doppelte Zahnstangen (nicht
gezeigt) zu benutzen, wovon eine mit den Zahnräderwerken 22 auf den Wellen
B und C auf der Bedienungsseite in Angriff steht, und wovon die andere mit
den Zahnräderwerken 22 auf den Wellen B und C auf der Antriebsseite (siehe
Abbildung 4) in Angriff steht. Jede doppelte Zahnstange wird von einem
direkt einwirkenden hydraulischen Zylinder betätigt und eine
Servostelleinrichtung wird benutzt um die Position der hydraulischen Kolben
zu regeln und so den Walzspalt einzustellen.
-
Für größere Walzwerke (und für einige neuere kleine Walzwerke) sind
Vorkehrungen getroffen für die individuelle Regelung der radialen Position
von Wellen, Lagern und Exzenterringen bei jeder Sattelposition. Diese
Regelung ist bekannt als "Balligkeitsregelung", und die dem Stand der
Technik entsprechende Konstruktion um dieselbe zu verwirklichen wirdin
allgemeiner Form in den Figuren 1 bis 4 dargestellt.
-
Auf den Sätteln B und C wird für die Sattelringe 31 eine Bohrung mit
einem größeren Durchmesser 32 vorgesehen, so daß ein zweiter Satz Rollen
33 und ein Ring 34 (dessen äußerer Durchmesser exzentrisch in Bezug auf
seinen inneren Durchmesser ist) zwischen dem Sattelring 31 und den Rollen
37 eingefügt werden können. Die Ringe 34 sind als "Zentrierringe" bekannt.
Ein Zahnkranz 38, der mit einer Verzahnung 40 bestückt ist, ist auf jeder
Seite eines jeden Zentrierringes 34 montiert und es werden Nieten 39
benutzt um Zahnkränze 38, Exzenter 23, Zentrierringe 34, Sattelringe 31 und
Schuhe 29 mit zwei Sätzen Rollen 33 und 37 in der Form eines einzigen
Zusammenbaues, welcher als Sattelanordnung bekannt ist, zusammenzuhalten.
-
Wie man es in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt hat, wird eine
doppelte Zahnstange 41 an jeder Sattelstelle benutzt, um mit beiden Sätzen
der Verzahnungen 40 an jedem Zahnkranz 38 in Eingriff zu kommen, dies
sowohl an der Sattelanordnung B als auch an der Sattelanordnung C. Ein
hydraulischer Zylinder, oder ein motorangetriebener Heber (nicht gezeigt),
wird an jeder Sattelstelle eingesetzt um die Zahnstange zu verschieben. In
dem Beispiel nach Abbildung 4 würden sieben einzelne Antriebe vorgesehen
sein, eines an jeder Sattelstelle. Diese sind als "Antriebe der
Balligkeitsregelung" bekannt. Wird ein Antrieb betätigt, dann bewegt sich
seine jeweilige doppelte Zahnstange 41 in einer senkrechten Richtung und
dreht die dazugehörigen Zahnkränze 38 und Zentrierringe 34. Dies verursacht
eine radiale Bewegung der Exzenter 23 auf den Wellen B und C an den
Sattelstellen auf welchen die Zentrierringe drehen, sowie eine
entsprechende Anderung des Walzspaltes an jener Stelle, wobei sich die
Wellen 18 biegen um diese örtliche Anpassung zu ermöglichen.
-
Obwohl unabhängige Antriebe an jeder Sattelstelle vorgesehen sind,
ist die Regelung nicht wirklich unabhängig, dies aufgrund der transversalen
Steifigkeit (d. h. des Widerstandes gegen ein Biegen) einer jeden Welle 18.
Diese Steifigkeit wird heraufgesetzt durch die Praxis die darin besteht,
alle Exzenter 23 und inneren Ringe der Lager 30 axial entlang der Länge der
Welle zwischen Anstellschrauben 22 festzuklemmen und demzufolge tatsächlich
ein Rohr entlang der Außenseite einer jeden Welle 18 zu bilden, was die
Welle versteift und ein Biegen der Welle sogar noch schwieriger gestaltet.
Diese Steifigkeit ist ausreichend hoch, um ein Blockieren eines jeden
Antriebes zu verursachen welcher bis in eine Position angetrieben wird die
zu weit entfernt ist von der Position des angrenzenden Antriebes.
-
Ferner ist jedes Profil des Stützaufbaues, das durch Betätigung der
Antriebe der Balligkeitsregelung erreicht wird, nicht gänzlich an dem
Walzspalt wirksam, dies infolge der transversalen Steifigkeit der
Zwischenwalzen zwischen den Zusammenbauten B und C und der Arbeitswalze.
-
Da die Arbeitswalzen 12 und die ersten Zwischenwalzen 13 einen
verhältnismäßig kleinen Durchmesser haben, sind sie flexibel und schaffen
deswegen keine Probleme. Die Antriebswalzen 15 übertragen hauptsächlich
Kräfte zwischen den ersten Zwischenwalze 13 und den Stützaufbauten A und
D (oder E und H), und sie werden nur schräg von den Stützaufbauten B und
C (oder F und G) abgestützt Der primäre Weg der durch die Stützaufbauten
B und C verursachten Stützkräfte führt durch die obere Schleppwalze 14, und
es ist die Steifigkeit dieser Walze welche die Wirkung der Profilregelungen
auf die Zusammenbauten B und C abschwächen kann, insbesondere wenn Profile
versucht werden welche eine doppelte oder dreifache Krümmung aufweisen,
anstatt von einfach balligen Formen (d. h. mit einer einzigen Krümmung).
-
Eigentlich lehrt uns der Stand der Technik, daß die Mittel, die in
den Figuren 1 bis 4 gezeigt werden, Mittel der Balligkeitsregelung sind,
obwohl es aus dem Stand der Technik wohl bekannt ist, daß die Mittel
eingesetzt werden können um das Walzwerk zu "kippen", d.h. um zu einem
Walzspalt zu gelangen welcher in seiner Form konisch zuläuft, wobei
derselbe an einem Ende der Arbeitswalzen größer ist als an dem anderen
Ende. Es sollte Kenntnis davon genommen werden, daß ein solches "Kippen"
kein Biegen von Stützwellen 18 verlangt.
-
Es ist das Ziel dieser Erfindung, Mittel zu schaffen, um die
Verwirklichung von komplizierteren Walzspaltprofilen auf derartigen
Walzwerken zu ermöglichen, indem man für neue Formen von Stützwellen und
Schleppwalzen sorgt, welche eine viel kleinere transversale Steifigkeit
aufweisen als zum Stand der Technik zählende Formen, und indem man neue
Montagen für Lager und Exzenter auf Stützwellen schafft, die keine Zunahme
der transversalen Steifigkeit verursachen.
-
Gemäß der Erfindung werden unterstützende Lageranordnungen B und C
von verringerter transversaler Steifigkeit für ein Vielwalzengerüst mit 20
Walzen geschaffen.
-
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten von
den unterstützenden Lageranordnungen B und C eine jede; eine Welle, eine
Vielzahl von Exzentern, die in Abständen entlang der Welle angeordnet und
in Phase daran festgekeilt sind, sowie eine Vielzahl von Rollenlagern
(wovon ein jedes einen inneren Ring, eine Vielzahl von Rollen und einen
äußeren Ring einschließt), die auf der Welle zwischen den Exzentern
aufmontiert sind. Die Welle wird von Sätteln gehalten, wovon ein jeder
einen Schuh und einen daran befestigten Ring umfaßt. Jeder Sattelring
besitzt eine Öffnung die zur Aufnahme eines der Wellenexzenter ausgelegt
ist, einen Zentrierring und Rollen zwischen dem Wellenexzenter und dem
Zentrierring sowie zusätzliche Rollen zwischen dem Zentrierring und dem
Sattelring. Zahnkränze sind für die Balligkeitsregelung an beiden Seiten
des Zentrierringes befestigt. Die Welle trägt auch Anstellschrauben die an
derselben und angrenzend an die äußersten Exzenter festgekeilt sind.
-
Die verringerte transversale Steifigkeit der unterstützenden
Lageranordnungen B und C wird dadurch bewerkstelligt, daß Hilfsmittel
bereitgestellt werden, um die Rollenlager und die Sättel so die einen von
den andern zu entfernen, daß sie kein steifes Rohr um die Wellen der
unterstützenden Lageranordnungen B und C herum bilden. Es werden
segmentierte Uberbrückungsmittel vorgesehen, um die Belastung von der Mitte
hin zu jeder Seite eines jeden Rollenlagers zu übertragen. Desweiteren
stehen die Verbindungsmittel, die alle Teile axial zusammenbinden
(einschließlich der Rollenlager, der Exzenter, der Überbrückungsmittel und
der Abstandsmittel) in einer Form zur Verfügung die hinsichtlich des
transversalen Biegens flexibel ist.
-
EP-A-0580291 offenbart ein solches Vielwalzengerüst mit 20 Walzen in
welchem "O-Ringe" zwischen jeder Seite eines jeden Lagerinnenringes und den
angrenzenden Exzentern angeordnet sind um zwischen denselben einen Spalt
zu bilden. Jeder Lagerinnenring ist von vergrößerter Wandstärke und besitzt
in seiner inneren Fläche einen zentralen ringförmigen Einschnitt der
ausgedehnte stützende Kantenteile bildet. Jeder Exzenter wird auf einen
Einbauring aufmontiert und daran festgekeilt, wobei letzterer sich zu
beiden Seiten davon erstreckt und einen ausgedehnten Kantenteil eines jeden
angrenzenden Lagerinnenringes abstützt Jeder Einbauring ist auf die Welle
so aufgekeilt, daß die Exzenter in Phase sind. Die Welle hat einen
Durchmesser der um mehr als die Hälfte verringert ist und sie ist mit
längsverlaufenden äußeren Rillen versehen, welch letztere mit radialen
Bohrungen in den Lagerinnenringen, zwecks Zuleitens von Schmiermittel zu
den Lagerrollen, in Verbindung stehen.
-
Sie offenbart eine Anordnung die ähnlich ist wie diejenige die oben
beschrieben worden ist, ausgenommen daß jeder Einbauring und sein
jeweiliger Exzenter eine integrale einteilige Struktur aufweisen.
-
Desweiteren offenbart sie eine Anordnung die ähnlich ist wie
diejenigen die oben beschrieben worden sind, ausgenommen daß die
Einbauringe der Exzenter entfernt worden sind und daß der Durchmesser der
Welle vergrößert worden ist, so daß die ausgedehnten tragenden Kantenteile
des Lagerinnenringes sich direkt auf der Welle abstützen, genau wie dies
auch der Fall ist für die Exzenter die darauf in Phase festgekeilt sind.
Der Wellendurchmesser in dieser Anordnung ist um etwa 30% verringert
worden.
-
Sie offenbart auch eine Anordnung, in welcher die Exzenter und die
Lager im wesentlichen herkömmlicher Natur sind, mit der Ausnahme daß O-
Ringe als Abstandselemente zwischen denselben dienen. Die Welle besitzt
einen im wesentlichen herkömmlichen Durchmesser, sie beinhaltet jedoch
einen Zusammenbau aus getrennten Endabschnitten unter einem jeden Endlager
und aus getrennten dazwischenliegenden Abschnitten unter einem jeden
Zwischenlager. Die Wellenabschnitte sind auf einem Rohr aufmontiert und sie
sind darauf durch O-Ringe getrennt. Die Abschnitte werden zusätzlich zwecks
Ausrichtung und Übertragung des Drehmomentes mittels Paßstiften miteinander
verbunden. Die Welle dient ebenfalls als Schmierleitung die durch radiale
Löcher in dem Rohr, den Wellenabschnitten und den Lagerinnenringen mit den
Lagerrollen verbunden ist. Die Wellenabschnitte sind mit Keilnuten
versehen, an welchen die Anstellschrauben und die Exzenter in richtiger
Orientierung zueinander und zu den Wellenabschnitten festgekeilt sind.
-
Schließlich offenbart sie eine Anordnung die ähnlich ist wie die oben
beschriebene, mit der Ausnahme daß der Wellenzusammenbau in Abschnitte
unterteilt ist, welche durch zwei große, längsverlaufende, diametral
einander gegenüberliegende Keile miteinander verbunden sind. Federn werden
an den Wellenendabschnitten angeordnet um enge Spalten zwischen denselben
zu besorgen. Ein zentraler Schmierdurchgang ist in den Wellenabschnitten
mit Hilfe von hohlen Büchsen vorgesehen und O-Ringe dichten die Spalten
zwischen den Segmenten ab. Radiale Öllöcher in den Wellensegmenten und in
den Lagerinnenringen führen zu den Lagerrollen. Federn in Taschen in allen
außer den endständigen Exzentern gewährleisten Spalten zwischen diesen
Exzentern und den angrenzenden Lagerinnenringen. Die Anstellschrauben und
die Exzenter sind auf dem Wellenzusammenbau in einer darin ausgebildeten
Keilnut festgekeilt.
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mit einer Welle
ausgestattet, welche Dimensionen aufweist die denjenigen der Welle gemäß
dem Stand der Technik nach Abbildung 4 ähnlich sind. Die Welle ist mit
Paaren von sich quer erstreckenden T-förmigen Rinnen versehen, so wie dies
nachstehend beschrieben wird. Die T-förmigen Rinnen definieren innerhalb
der Welle die Grenzen von verschiedenen Zonen und machen die Welle
flexibler. Die Exzenter und die Lager sind im wesentlichen identisch mit
denjenigen die in Abbildung 10 dargestellt sind. Die Welle trägt ein Paar
kleinerer, längsverlaufender Schmierbohrungen, eher als eine einzelne
größere Bohrung, um nicht mit den Paaren der T-förmigen Rinnen in Konflikt
zu stehen. Die Schmierbohrungen erstrecken sich von einem Ende der Welle
zu dem anderen Ende, aber nicht durch dasselbe hindurch. Radiale Öllöcher
liefern Öl von diesen zwei Bohrungen aus zu den Umfangsrillen in der
äußeren Fläche der Welle, von welchen aus das Öl mit Hilfe von radialen
Löchern in den Lagerinnenringen in die Lager hinein fließen kann.
-
Die Erfindung befaßt sich auch mit der Bereitstellung der
Schleppwalze der zweiten Zwischenwalzen in der Form einer Kompositwalze mit
einem festen, stangenähnlichen, in Querrichtung flexiblen Kern, der eine
Serie von mit geringen Zwischenräumen angeordneten Ringen trägt, um den
Walzenkörper zu bilden. Jeder Ring ist von einem Ende oder von beiden Enden
aus mit Senkbohrungen versehen, so daß nur ein kurzer Abschnitt eines jeden
Ringes den Kern berührt, um so eine Querflexibilität der Struktur zu
gewährleisten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Abbildung 1 ist ein Aufriß eines Bruchteiles, teilweise im
querschnitt, der Stützaufbauten B und C eines Vielwalzengerüstes mit 20
Walzen gemäß dem Stand der Technik.
-
Abbildung 2 ist eine Querschnittsansicht eines Bruchteiles entlang
der Schnittlinie 2-2 aus Abbildung 1 und zeigt den Eingriff einer
Zahnstange der Balligkeitsregelung und ihre entsprechenden Zahnräderwerke.
-
Abbildung 3 ist eine Querschnittsansicht einer typischen
Sattelanordnung B und C gemäß dem Stand der Technik.
-
Abbildung 4 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines
typischen Stützaufbaues B oder C mit sechs Lagern und sieben Sätteln gemäß
dem Stand der Technik.
-
Abbildung 5 ist ein schematischer Aufriß eines Bruchteiles welcher
ein Vielwalzengerüst mit 20 Walzen gemäß einem typischen Stand der Technik
zeigt, dies von der Bedienungsseite her gesehen, und welcher die
Benennungterminologie für die Stützaufbauten veranschaulicht.
-
Abbildung 6 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines
Stützaufbaues gemäß einer ersten Anordnung, welche nicht zu der
vorliegenden Erfindung zählt und welche durch EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 7 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung einer
zweiten Anordnung eines Stützaufbaues, welche nicht zu der vorliegenden
Erfindung zählt und welche durch EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 8 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung einer
anderen Anordnung des Stützaufbaues, welche nicht zu der vorliegenden
Erfindung zählt und welche durch EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 9 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung einer
weiteren Anordnung des Stützaufbaues, welche nicht zu der vorliegenden
Erfindung zählt und welche durch EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 10 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung noch einer
weiteren Anordnung des Stützaufbaues, welche nicht zu der vorliegenden
Erfindung zählt und welche durch EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 11 ist ein querschnitt entlang der Schnittlinie 11-11 aus
der Abbildung 10.
-
Abbildung 12 ist eine längsverlaufende Querschnittsansicht eines
Bruchteiles einer zweiten dazwischenliegenden Schleppwalze, die von EP-A-
0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 13 ist ein Aufriß eines Bruchstückes eines Stützaufbaues
und einer ersten Anordnung einer zweiten dazwischenliegenden Schleppwalze,
die von EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 14 ist ein Aufriß eines Bruchstückes eines Stützaufbaues
und einer zweiten Anordnung einer zweiten dazwischenliegenden Schleppwalze,
die von EP-A-0580291 offenbart wird.
-
Abbildung 15 ist eine längsverlaufende Querschnittsansicht einer
Ausführung eines Stützaufbaues gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Abbildung 16 ist ein Endaufriß der Welle nach Abbildung 15, wie sie
von der rechten Seite der Abbildung 15 her gesehen wird.
-
Abbildung 17 ist eine Querschnittsansicht der Welle entlang der
Schnittlinie 17-17 nach Abbildung 15.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
In Abbildung 4 wird ein Stützaufbau B gemäß dem Stand der Technik
gezeigt. Man wird verstehen, daß der Stützaufbau C im wesentlichen der
gleiche sein wird. Die Kraftverteilung U (siehe Abbildung 5), die sich äls
Folge der auf die Walzen wirkenden Trennkraft P ergibt, welche sich
aufgrund der Verformung des Arbeitsstückes zwischen den Arbeitswalzen 12
unter diesen Walzen auswirkt, muß von der drehenden Schleppwalze 14 auf den
Walzenständer 10 übertragen werden, dies über die Stützaufbauten B und C,
von denen ein jeder Lager 30, eine Welle 18 sowie Sattelanordnungen umfaßt,
wovon eine jede einen Exzenter 23, einen Zentrierring 34, einen Sattelring
31, einen Sattelschuh 29, Rollen 33 und 37, Zahnräderwerke 38 und Nieten
39 (siehe auch Abbildungen 1 und 2) aufweist.
-
Die Lager 30 können von verschiedenen Typen sein, aber alle Typen
umfassen Rollen 92, einen inneren Ring 91 und einen äußeren Ring 96. Die
Gehäuse 93, 94 und die Einlegeringe 95 können inbegriffen sein. Bei allen
Typen weist der äußere Ring 96 einen schweren Querschnitt auf, weil er nur
an einem oder an zwei Punkten seines Umfanges (siehe Abbildung 1 oder
Abbildung 5) belastet wird, und der schwere Querschnitt führt zu einer
besseren Lastverteilung zwischen den Rollen 92 in einer jeden Reihe. Die
Lager können eine, zwei, drei oder sogar vier Reihen von Rollen 92
aufweisen. Das gezeigte Beispiel, das 3 Reihen aufweist, ist der
herkömmlichste Typ. Der innere Ring 91 wird immer in einem leichten
Querschnitt, d.h. mit einer kleinen radialen Dicke, hergestellt. Dies
erlaubt es die Rollen 92 so breit wie möglich zu gestalten und demzufolge
die Belastungsfähigkeit des Lagers zu maximieren. Da der innere Ring 91
über seine Länge vollständig von der Welle 18 getragen wird, ist es nicht
notwendig daß derselbe einen schweren Querschnitt aufweist.
-
Im Prinzip, um die erforderliche Kraftübertragung von der
Schleppwalze auf den Walzenständer zu vollziehen, während es möglich ist
das normale Anstellen durch das gemeinsame Drehen der exzentrischen
Zahnräderwerke 22 und der Exzenter 23 zu bewerkstelligen, werden die
folgenden Funktionen von dieser Konstruktion bereit gestellt.
-
Funktion 1: Ein Abstand zwischen Lagern und Exzentern - dieser wird
bewerkstelligt durch das Festklemmen der Anstellschrauben 22, der Lager 30
und der Exzenter 23 auf der Welle 18, und gegen einen Sicherungsring 42,
unter Einsatz eines Klemmringes 43 der mittels Schrauben 44, die in die
Welle 18 eingeschraubt werden, fest eingespannt wird.
-
Funktion 2: Ein Überbrückungsmittel zwecks Übertragung der auf alle
Reihen von Rollen 92 in jedem Lager 30 wirkenden Kraft hin zu jeder Seite
des besagten Lagers. Dieser Zweck wird von der Welle 18 erfüllt.
-
Funktion 3: Ein Vorsprung, um die Lagerkräfte auf das Exzenter 23 zu
jeder Seite eines jeden Lagers 30 zu übertragen. Dieser Zweck wird von der
Welle 18 erfüllt.
-
Funktion 4: Eine Ausrichtungseinrichtung, um alle Exzenter 23 und
beide Anstellschrauben 22 auf einer Linie und in Phase auszurichten. Diese
Einrichtung muß eine genügende Drehsteifigkeit und Festigkeit haben, um das
Drehmoment von den Anstellschrauben 22 mit geringfügiger Drehung auf alle
Exzenter 23 zu übertragen. Dieser Zweck wird erfüllt von der Welle 18 mit
den Keilen 24, die in eine Keilnut von voller Länge 25 hineinpassen, wobei
von den Keilen ein jeder mit einem Exzenter 23 oder mit einer
Anstellschraube 22 in Eingriff steht.
-
Funktion 5: Eine Balkenvorrichtung, um die Überhangbelastung der
Anstellzahnstangen, die auf die Anstellschrauben 22 wirken, abzufangen. Der
Zweck wird von der Welle 18 erfüllt.
-
Funktion 6: Eine Verbindungseinheit, um alle Teile axial miteinander
zu verbinden. Dieser Zweck wird von der Welle 18 erfüllt.
-
Es kann folglich leicht verstanden werden, daß die Welle 18 mehrere
Funktionen erfüllt.
-
Um eine wirkungsvolle Profilregelung des Zusammenbaues zu erzielen,
besteht die Notwendigkeit für die Welle 18 sehr flexibel zu sein. Jedoch
muß diese Welle Drehmomente von einer hohen Größenordnung übertragen
können, um die Einwirkung der Kräfte U und V abzufangen, welche exzentrisch
auf das Zentrum der Drehung der Zahnräderwerke und der Exzenter einwirken.
Daher erfolgt die Herstellung der Welle gewöhnlich aus geschmiedetem
legierten Stahl und dieselbe besitzt einen Durchmesser der nahe bei etwa
44% bis etwa 46% des äußeren Durchmessers der Lager 30 liegt und auf diese
Weise ist sie sehr steif. Ferner wird die Steifigkeit der Welle vergrößert
durch die Serie der Ringe, die aus den Exzentern 23 und den
Lagerinnenringen 91 bestehen, welche dicht zusammen auf der Welle
eingespannt sind, wie dies oben beschrieben worden ist.
-
Da diese Struktur eine so hohe transversale Steifigkeit aufweist, ist
es im allgemeinen nur möglich ein einfaches gebogenes Profil oder ein
einfaches gekipptes Profil durch Vornahme einer Drehung der Zentrierringe
zu erzielen. Versuche komplexere Profile zu bilden, einschließlich der
Umkehrung der Krümmung (Beugungspunkt), werden gewöhnlich vereitelt durch
das Blockieren der Einstellantriebe, das durch den Widerstand der Struktur
gegen Biegen verursacht wird.
-
Da einige der am meisten störenden Flachheitsfehler, die an einem
Band auftreten das auf solchen Walzwerken gewalzt wird, komplexere
Walzwerksprofile erfordern um diese Fehler zu korrigieren, besteht ein
ausgeprägtes Bedürfnis mehr Flexibilität in der Struktur des Stützaufbaues
vorzusehen, um es zu ermöglichen komplexere Profile zu verwirklichen.
-
Um die notwendige Flexibilität der Abstützung der Lager zu erzielen,
sollten die Funktionen folgendermaßen modifiziert werden:
-
Was die Funktion 1 anbetrifft, so müssen die Mittel, die eingesetzt
werden um den Abstand zwischen Lagern und Exzentern zu gewährleisten,
flexibel in Bezug auf ein transversales Biegen sein.
-
Was die Funktion 2 anbetrifft, so muß das Überbrückungsmittel, das
die Beanspruchung auf allen Reihen von Rollen 92 in jedem Lager 30 zu jeder
Seite hin überträgt, segmentiert sein, d.h. es muß ein getrenntes
Überbrückungsmittel an jedem Lager eingesetzt werden.
-
Was die Funktion 6 anbetrifft, so muß die Verbindungseinheit flexibel
in Bezug auf ein transversales Biegen sein.
-
Eine Anordnung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet,
wird in Abbildung 6 gezeigt. Bei dieser Anordnung wird die Funktion des
Abstandhaltens von Lagern und Exzentern (Funktion 1) auf eine ähnliche
Weise erzielt wie bei dem Stand der Technik (Abbildung 4), außer daß O-
Ringe 67 zwischen jeder Seite eines jeden Lagerinnenringes 61 und einem
jeden Exzenter 66 angeordnet werden, damit, nachdem Klemmschrauben 44
festgezogen worden sind, ein Spalt auf jeder Seite eines jeden Lagers 30
übrig bleibt, und zwar zwischen dem vorerwähnten inneren Ring 61 und den
daran grenzenden Exzentern 66. Weil die O-Ringe elastisch sind, Ist die
Welle 60 frei sich ohne Begrenzung zu biegen. Es ist auch möglich
Wellenscheiben oder Tellerfedern anstatt von O-Ringen 67 zu benutzen, um
die gleiche Funktion zu erzielen.
-
Die Überbrückungsfunktion (Funktion 2) wird erreicht durch das
Herstellen eines neuen inneren Ringes 61 für die Lager und durch das
Ersetzen des zum Stand der Technik gehörenden inneren Ringes 91 nach
Abbildung 4. Dieser innere Ring 61 wird mit einer viel schwereren Wand
hergestellt, damit es nur notwendig ist denselben an seinen Enden
abzustützen. Diese Abstützung (Funktion 3) wird durch Ringe 64 besorgt,
welche die Auflagerungskräfte zu den Exzentern 66 hin übertragen. Diese
Exzenter sind ähnlich wie die zum Stand der Technik gehörenden Exzenter 23
nach Abbildung 4, aber sie haben eine kleinere Bohrung, die dem Inneren
Durchmesser der inneren Ringe 61 entspricht, weil sowohl die inneren Ringe
61 als auch die Exzenter 66 sich an den äußeren Durchmesser der Ringe 64
anpassen.
-
Welle 60 besorgt dadurch die Ausrichtungsfunktion (Funktion 4), daß
sie mit Hilfe eines einzelnen Keiles 63, der sich über die volle Länge der
Welle 60 erstreckt, gegenüber Anstellschrauben 22 und Ringen 64 in der
Keilnut 63a festgekeilt ist. Die Ringe 64 sind mittels Keilen 68 an ihren
jeweiligen Exzentern 66 festgekeilt.
-
Die Welle 60 besorgt ebenfalls dadurch die Balkenfunktion (Funktion
5), daß sie die Überhangbelastung auf jede Anstellschraube 22 aufnimmt.
-
Schmieröl wird den Lagern 30 durch eine Bohrung 71 in einem Ende der
Welle 60 zugeführt. Diese steht mit radialen Löchern 72 in der besagten
Welle in Verbindung, und das Öl fließt durch diese Löcher zum Innern eines
Verteilers 77 von wo aus es durch zusätzliche Rillen 62 in der Welle 60
(ähnlich wie die Keilnut 63a) und dann durch radiale Bohrungen 73 in dem
Lagerinnenring 61 zu den Lagerrollen 92 hin fließt.
-
Die Anordnung nach Abbildung 7 ist ähnlich wie diejenige aus
Abbildung 6, mit der Ausnahme, daß die Ringe 64 und die Exzenter 66 gemäß
Abbildung 6 aus einem Stück hergestellt sind, um neue Endexzenter und
Zwischenexzenter 74 und 75 zu bilden und um so die Keile 68 nach Abbildung
6 zu beseitigen. Diese neuen Exzenter kombinieren die Funktion 3 mit Ihrer
normalen Funktion als Exzenter, deshalb kann die Lagerbelastung direkt vom
Lagerinnenring 61 auf die Exzenter 74 und 75 übertragen werden. In der
Anordnung der Abbildung 6 und Abbildung 7, werden Stifte 78 benutzt um die
Drehung der Lagerinnenringe 61 zu verhindern, denn die axialen Klemmkräfte
sind nicht ausreichend um eine solche Drehung zu verhindern.
-
In der Anordnung gemäß den Abbildungen 6 und 7 ist die Welle 60 sehr
schlank. Sie hat einen Durchmesser der weniger als die Hälfte desjenigen
der Welle 18 gemäß dem Stand der Technik nach Abbildung 4 ausmacht. Sie
würde sich in einem Walzwerk das hohen Belastungen ausgesetzt ist
wahrscheinlich übermäßig verdrehen. In einem solchen Falle würde die
Anordnung gemäß Abbildung 8 angenommen werden. In dieser Anordnung sind die
Lagerinnenringe 61 dieselben wie diejenigen die in der Anordnung der
Abbildungen 6 oder 7 benutzt werden und sie erfüllen die Funktion 2 (d.h.
die Überbrückung von der Mitte zu der Seite des Lagers). Auch sind die
Exzenter 66 und die Keile 68 dieselben wie diejenigen aus Abbildung 6. Die
Vorsprungfunktion (Funktion 3) wird jetzt von der Welle 80 besorgt, welche
so bemessen ist, daß sie in die Bohrungen der Exzenter 66 und der
Lagerinnenringe 61 hinein paßt welche beide den gleichen Durchmesser
aufweisen. Einschnitte 82 in den Bohrungen der inneren Ringe 61 stellen
sicher, daß die Welle 80 nicht gegen die Biegung durch die Lagerinnenringe
eingezwängt ist, und daß die inneren Ringe 61 ihre Überbrückungsfunktion
hinsichtlich der Übertragung der Lagerbelastungen hin zu den Seiten der
Lager auch erfüllen können, wobei die Welle 80 die Querkraft von den
inneren Ringen 61 auf die Exzenter 66 überträgt (und auf diese Weise die
Vorsprungfunktion erfüllt).
-
Genau wie in der anderen Anordnung bilden die O-Ringe flexible
Abstandstücke zwischen inneren Ringen 61 und Exzentern 66, was einen
schmalen Spalt zwischen den jeweiligen Teilen sichert, und was es der
Struktur ermöglicht sich frei zu biegen nachdem die Klemmschrauben 44
festgezogen worden sind, um alle Teile 43, 22, 66, 61 und 84 auf der Welle
gegen den Sicherungsring 85 zu befestigen.
-
Stifte 78 werden benutzt um eine Drehung der inneren Ringe 61 zu
verhindern, da die axialen Klemmkräfte nicht ausreichend sind um dies zu
gewährleisten. Die Welle 80 besorgt auch die Ausrichtungsfunktion (Funktion
4), dies aufgrund der Keilnut 86, die sich fast über die volle Länge der
Welle erstreckt sowie der Keile 68 und 83, welche beziehungsweise die
Exzenter 66 und die Anstellschrauben 22 auf der Welle 80 festlegen. Die
Welle 80 erfüllt ebenfalls die Balkenfunktion (Funktion 5) um die
Überhanglasten aufzunehmen, die sich auf die Anstell schrauben 22 auswirken.
Genau wie in den Anordnungen der Abbildungen 6 und 7, ist die Welle 80 mit
zusätzlichen Nuten 87 versehen, die eine ähnliche Größe aufweisen wie die
Keilnut 86, wobei diese Nuten 87 zum Einsatz kommen um einen Durchflußweg
für das Schmieröl von der Bohrung 71 an einem Ende der Welle hin zu den
radialen Löchern 73 in den Lagerinnenringen 61 zu beschaffen.
-
Die Anordnungen nach den Abbildungen 6 und 7 erzielen eine Reduktion
von etwas über 50% im Durchmesser der Stützwelle und sie vergrößern
folglich die Flexibilität um einen Faktor von 2&sup4; oder 16. Die Welle 60
gemäß den Abbildungen 6 und 7 mißt weniger als den halben Durchmesser der
Welle 18 nach Abbildung 4, aber zumindest bei hoch belasteten Walzwerken
könnte sich die Welle 60 unter Belastung übermäßig verdrehen. Die Anordnung
nach Abbildung 8 liefert einen Wellendurchmesser von 70% gegenüber
demjenigen der Welle 18 nach Abbildung 4 und sie vergrößert somit die
Flexibilität um einen Faktor von (1/.7)&sup4; oder 4, während sie zu einer
geringeren Drehung führt als die Wellen 60 der Abbildungen 6 und 7.
-
In den Anordnungen gemäß den Abbildungen 6, 7 und 8, hat man die
radialen Öllöcher 97 und die Rillen 98 gemäß der zu dem Stand der Technik
gehörenden Welle 18 nach Abbildung 4 beseitigt, um die durch diese Elemente
verursachten Beanspruchungskonzentrationen zu vermeiden. Das zentrale Loch
99 der Abbildung 4 ist ebenfalls nicht erfordert. Die Ölzufuhr zu den
Lagern wird, wie dies oben beschrieben worden ist, durch Keilnuten auf der
Außenseite der Welle hindurch bewerkstelligt. Da eine einzelne Keilnut
sowieso erfordert ist, führen die zusätzlichen Nuten für den Öldurchfluß
zu keiner Zunahme der maximalen Beanspruchung in der Welle.
-
In der Anordnung nach Abbildung 9 sind die Lagerinnenringe
dünnwandig, wie dies auch in der zum Stand der Technik gehörenden Struktur
der Abbildung 4 der Fall ist. Die Überbrückungsfunktion (Funktion 2) wird
durch kurze Abschnitte der Welle geliefert, welch letztere axial in
Abschnitte 101 und 102 unter jedem Endlager gespalten ist, so wie in
Abschnitte 104 unter jedem Zwischenlager. Diese Abschnitte werden unter
Einsatz von Paßstiften 103 aneinander befestigt, um das Drehmoment von
Wellenabschnitt zu Wellenabschnitt weiterzuleiten und folglich von den
Anstellschrauben 22 hin zu den Exzentern 23, welche dieselben sind wie die
zum Stand der Technik gehörenden Anstellschrauben 22 und Exzenter 23 aus
Abbildung 4.
-
Die Wellenabschnitte 101, 102 und 104 werden mit Hilfe eines Rohres
105 miteinander verbunden, wobei das Rohr an jedem Ende mit Gewinden
versehen ist, welche auf die Muttern 108 aufgeschraubt werden. Die
Wellenabschnitte werden voneinander getrennt durch O-Ringe 109, die eine
flexibles Verbindungsstelle zwischen denselben abgeben, während ein
schmaler Spalt zwischen benachbarten Wellenenden bleibt wenn die Muttern
108 völlig festgezogen sind. Das Rohr 105 wird an einem Ende mit einem
Stopfen 107 zugestöpselt und es wird Öl von dem anderen Ende des Rohres 105
her, durch das vorerwähnte Rohr und durch radiale Löcher 115 im Rohr 105
und durch radiale Löcher 97 in den Wellenabschnitten 101, 102 und 104, hin
zu den Lagern geführt.
-
Die Wellenabschnitte 101, 102 und 104 sind ein jeder mit Keilnuten 111
versehen, und Keile 110 und 116 werden benutzt um beziehungsweise die
Exzenter 23 und die Lager 22 in der richtigen Orientierung die einen zu den
anderen und zu den Wellen auszurichten, und sie dienen ebenfalls um die
angrenzenden Wellen in einer Flucht anzuordnen. Da die Lagerinnenringe 91
dünnwandig sind, wird die zum Stand der Technik gehörende Praxis
eingesetzt, die darin besteht, Füllstoffe 112 in dem Teil einer jeden
Keilnut 111 zu benutzen welche unter einem inneren Ring liegt. Füllstoffe
werden mittels Schrauben 113 an den jeweiligen Wellenabschnitten befestigt.
-
So wie in den anderen Anordnungen bilden O-Ringe 67 flexible
Abstandstücke zwischen Lagerinnenringen 91 und Exzentern 23 und
gewährleisten einen schmalen Spalt zwischen den jeweiligen Teilen, was es
der Struktur erlaubt sich frei zu biegen nachdem Klemmschrauben 44
festgezogen worden sind, um alle Teile 43, 22, 23, 91 auf der Welle gegen
den Sicherungsring 114 zu befestigen. Stifte 78 werden benutzt um die
Drehung der inneren Ringe 91 durch Verriegeln derselben an den Keilen 110
zu verhindern.
-
In den Abbildungen 10 und 11 haben wir eine andere Anordnung gezeigt,
die keinen Teil der Erfindung darstellt. Diese Anordnung der Welle wird in
Abschnitte unterteilt, ähnlich wie die Anordnung nach Abbildung 9. Diese
Abschnitte umfassen Wellenendabschnitte 130 und 132, sowie vier innere
Wellenabschnitte 131, die koaxial dazwischen montiert sind. Diese
Wellenabschnitte werden miteinander verbunden, mit Hilfe von zwei großen
Keilen 146, die sich im wesentlichen über die volle Länge des
Wellenzusammenbaues erstrecken. Ein Spaltring 135 paßt in eine Rille in dem
Wellenabschnitt 132 und ist mit den Keilen 146 verschraubt, unter Benutzung
der Bolzen 137 (wovon einer in Abbildung 10 gezeigt wird). An dem anderen
Ende der Keile 146 wird ein Halter 134 mit dem Ende des Wellenabschnittes
130 und mit dem Ende des Keiles 146 verschraubt, dies unter Einsatz von
Schulterschrauben, wovon eine unter der Referenznummer 136 in Abbildung 10
gezeigt wird. Tellerfedern 149 werden unter dem Kopf der Schulterschrauben
136 montiert, um die relative Bewegung zwischen den Wellenabschnitten und
den Keilen 146 aufzunehmen wenn sich die Keile unter der Belastung biegen.
Dies verbindet die Wellenabschnitte miteinander. Federn 143, die in Taschen
in den angrenzenden Wellenendabschnitten montiert sind, kommen zum Einsatz
um sicherzustellen, daß die Spalten zwischen benachbarten
Wellenendabschnitten im wesentlichen gleichwertig sind. Diese Spalten
würden normalerweise auf etwa 0,5 mm festgesetzt werden. Die Keile 146 sind
mit kurzen Aussparungen 150 in den Bereichen der Gelenke zwischen
benachbarten Wellenabschnitten versehen. Dies soll es den Keilen 146
erlauben zu biegen wenn die Balligkeitsregelung benachbarte
Wellenabschnitte dazu bewegt sich, die einen gegenüber den anderen, aus der
Flucht herauszubewegen.
-
Ein zentrales Ölschmierloch 148 ist durch die Wellenabschnitte
hindurch vorgesehen und hohle Muffen 141, die mit O-Ringen 142 ausgestattet
sind, werden benutzt um die Spalten zwischen benachbarten Wellenabschnitten
abzudichten, wobei sie es dem Öl aber erlauben zwischen den
Wellenabschnitten zu fließen. Radiale Öllöcher 97 liefern Öl von dem
zentralen Loch 148 hin zu den Lagern 30.
-
Die Sattelanordnungen und die Lager werden in der gezeigten
Reihenfolge auf dem Wellenabschnittsaufbau zusammengefügt, beginnend mit
der rechten Anstellschraube 22, die auf dem Wellenendabschnitt 132 mit
Hilfe von Bolzen 138 die dieselbe an dem Spaltring 135 befestigen, welcher
sich seinerseits in der Rille in dem Wellenendabschnitt 132 befindet.
-
Halteplatten 139, die an der linken Seite unter Anwendung von Bolzen
140 an einem Wellenabschnitt 130 befestigt sind, verbinden die linke
Anstellschraube 22 und alle Wellen und Lager miteinander. Die Klemmkraft
wird durch Federn 145 bestimmt, die in passenden Taschen in zentralen
Exzentern 147 eingepaßt sind. Diese Exzenter sind verschieden von den
endständigen Exzentern 23, dadurch daß sie ungefähr 0,45 mm schmäler sind,
und sie schließen die oben benannten Taschen mit ein. Wenn die Bolzen 140
völlig festgezogen werden, dann bleibt ein Spalt von ungefähr 0,25 mm an
jeder Seite eines jeden Exzenters 147, was durch die Federn 145
gewährleistet wird.
-
Eine dritte kleinere Keilnut lila wird geschaffen, welche sich
entlang der vollen Länge aller Wellenabschnitte erstreckt. Dies entspricht
der zum Stand der Technik nach Abbildung 4 zählenden Keilnut 25, und es
werden Anstellschrauben 22 und Exzenter 23 an dem Wellenzusammenbau
festgekeilt, unter Einsatz von Keilen 116a und 110a die in eine Keilnut
111a eingreifen. Es werden Füllstoffe 112 benutzt, um die Keilnut 111a in
den Zonen auszufüllen wo sie durch die Lagerinnenringe 91 hindurchführt,
wie bei dem Stand der Technik. Hilfsmittel in Form von Stiften sind
vorgesehen um die Drehung der Lagerinnenringe 91 zu verhindern. Diese
Stifte sind in Abbildung 10 im Hinblick auf eine bessere Klarheit beseitigt
worden, aber sie können von dem Typ sein der im Zusammenhang mit Abbildung
8 oder Abbildung 9 illustriert und beschrieben worden ist.
-
In dieser Anordnung wird die Funktion 1 (Abstand von Exzentern und
Lagern) von Federn 145 erfüllt, welche im wesentlichen die Spalten zwischen
jeder Seite eines jeden Lagers und dem angrenzenden Exzenter ausgleichen,
dies aufgrund der Kompressionskraft die in denselben durch das Festziehen
der Schrauben 140 hervorgerufen wird, welch letztere die Exzenter 147 und
die Lager 130 auf dem Wellenzusammenbau in Position halten.
-
Die Brückenvorrichtung (Funktion 2) und die Vorsprungvorrichtung
(Funktion 3) werden von den Wellenabschnitten 130, 131 und 132 sowie den
Keilen 116a und 110a geschaffen.
-
Die Ausrichtungsvorrichtung (Funktion 4) wird auch von Keilen 146
geschaffen, in Kombination mit Wellenabschnitten 130, 131 und 132.
-
Die Balkenvorrichtung (Funktion 5) wird geschaffen von dem
Wellenabschnitt 130 an dem linken Ende und dem Wellenabschnitt 132 an dem
rechten Ende.
-
Die Verbindungseinheit (Funktion 6) wird von den Keilen 146
geschaffen.
-
Es kann deutlich gesehen werden, daß diese Anordnung den
Anforderungen aufflexible Abstandsmittel (Funktion 1), eine flexible
Verbindungseinheit (Funktion 6) und eine getrennte Brückenvorrichtung
(Funktion 2) entspricht.
-
Die gemeinsamen Kennzeichen der Anordnungen nach den Abbildungen 6
bis 11 sind: getrennte Überbrückungsmittel an jedem Lager, um die Belastung
von der Mitte zu den Seiten der Lager zu übertragen, wobei solche Mittel
in der Lage sind zu kippen um unabhängigen radialen Bewegungen der
benachbarten Exzenter, die durch Drehung einzelner Zentrierringe 34
verursacht werden, zu folgen; und flexible Klemmittel welche die
Lagerinnenringe und die Exzenter an der Bildung eines steifen Rohres
hindern, wenn sie zusammen eingespannt werden.
-
Wenn Abbildung 5, die eine Walzenanhäufung von 20 Walzen von der
Anordnungsgattung 1-2-3-4 zeigt, untersucht wird und wenn die Wirkung der
Änderung des Profils der Stützaufbauten B und C berücksichtigt wird, dann
kann man sehen, daß solche Profiländerungen nur auf das Werkstück, das
zwischen den Arbeitswalze 12 gewalzt wird, übertragen werden können wenn
die Walzen 14, 13 und 12 sich biegen um den Profilen der Stützaufbauten B
und C zu folgen.
-
Die ersten Zwischenwalzen 13 und die Arbeitswalzen 12 sind sehr
schlank und biegen sich sogleich unter der Einwirkung der Walzkräfte.
Jedoch ist die zweite dazwischenliegende Schleppwalze 14 von einem etwas
größeren Durchmesser und sie ist demzufolge verhältnismäßig steif.
-
In Abbildung 12 zeigen wir eine Änderung, die benutzt werden kann um
für die Schleppwalze 14 eine vergrößerte Flexibilität zu beschaffen. Die
zum Stand der Technik gehörende, widerstandsfähige, geschmiedete Walze wird
durch eine Kompositwalze ersetzt, wobei diese Walze aus einem festen Kern
120 besteht, der durch die ganze Länge des Walzenkörper hindurch läuft und
sich nach beiden Enden erstreckt um die Walzenhälse zu bilden, und wobei
auf diese Walze eine Serie von Ringen 121 aufgeschrumpft werden um den
Walzenkörper zu bilden. Diese Ringe sind mit Senkbohrungen 122 versehen,
so daß bloß ein kurzer Abschnitt eines jeden Ringes auf den Kern 120 paßt.
Auf diese Weise ist der Kern 120 frei sich über den größten Teil seiner
Länge zu biegen. Das gleiche kann durch Aussparungen erzielt werden, die
in dem Kern ausgebildet sind (nicht gezeigt), anstatt daß Gegenbohrungen
122 vorgesehen sind. Da der Kern 120 keinen wie auch immer gearteten
Drehmoment übertragen muß, kann er sehr klein und deshalb sehr flexibel
ausgebildet werden. In der Tat gilt; je kleiner die Welle, desto stärker
die Schrumpfringe (welche die radialen Kräfte von den Stützlagern B und C
auf die oberen ersten Zwischenwalzen 13 übertragen müssen).
-
Die Schrumpfringe 121 sind um eine kleine Strecke (ungefähr 0,01
Zoll) voneinander entfernt, so daß sie die normale Durchbiegung des Kerns
120 nicht einschränken. Dieser Abstand kann erzielt werden durch den
Einsatz von Abstandstücken, welche zwischen aufeinanderfolgende Ringen
eingefügt werden während dieselben aufgeschrumpft werden und welche dann
entfernt werden, oder aber durch den Gebrauch von Wellenscheiben oder von
Tellerfedern 123 zwischen aufeinanderfolgenden Ringen. Es ist keine gute
Idee in diesem Falle O-Ringe zu benutzen, dies infolge der ungünstigen
Wirkung der hohen Temperatur der Schrumpfringe (die erhitzt werden, bevor
sie zusammengebaut werden, wie dies gemäß dem Stand der Technik wohl
bekannt ist, um dieselben zu installieren und um beim Einbau die normale
gegenseitige Beeinflussung oder "Schrumpfung", die nach diesem Verfahren
erzielt wird, zu verwirklichen).
-
Es ist auch möglich Ringe 121 mit einem Gleiteinbau auf dem Kern 120
zu installieren. In diesem Fall sind Tellerfedern 123 wesentlich, und
Knebelmuttern 124 (vorzugsweise von der sel bstsichernden Sorte) werden dann
festgezogen bis der gewünschte Spalt zwischen aufeinanderfolgenden Ringen
erzielt ist.
-
In einer Anordnung sind die Ringe so gegliedert, daß sie Spalten
liefern, die sich auf einer Linie mit den Sätteln der Zusammenbauten B und
C befinden, so wie dies in der oberen Hälfte der Abbildung 12 und in der
Abbildung 13 gezeigt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Zonen
der Spalten der Walze 14 die Lager B und C nicht berühren und dieselben
daher nicht markieren können. Ferner, da der Druck zwischen den ersten
Zwischenwalzen 13 und der Schleppwalze 14 ein wenig kleiner in diesen
Spaltzonen ist als anderswo entlang der Walze 14, besteht nur eine minimale
Tendenz für diese Zonen die ersten Zwischenwalzen 13 zu markieren.
-
In einer anderen Anordnung werden die Ringe so angeordnet, daß sie
Spalten liefern, die sich auf einer Linie mit den mittleren Linien der
Lager B und C 30 befinden, wie dies in der unteren Hälfte der Abbildung 12
und in der Abbildung 14 gezeigt wird. Diese Anordnung besitzt den Vorteil,
daß die in radialer Richtung weniger steifen Teile (d.h. die Spaltteile)
der Schleppwalze 14 sich auf einer Linie mit den steiferen Teilen (d.h. den
Lagerteilen) der Stützaufbauten B und C befinden, und die steiferen Teile
(d.h. die zentralen Teile der Ringe 121) befinden sich auf einer Linie mit
den in radialer Richtung weniger steifen Teilen (d.h. die Sattelteile) der
Stützaufbauten B und C. Folglich gibt es einen Aufhebungseffekt, der eine
minimale Änderung in der Steifigkeit der Struktur bewirkt, welche sich aus
der Schleppwalze 14 und den Stützaufbauten B und C (d.h. die radiale
Steifigkeit quer über das Walzwerk ist gleichmäßiger) zusammensetzt.
-
In Abhängigkeit davon, ob bei einer gegebenen Anwendung ein
Minimieren der Walzenmarkierung oder ein Maximieren der Einheitlichkeit der
Steifigkeit wichtiger sind, kann entweder die Anordnung der Abbildung 13
oder die Anordnung der Abbildung 14 adoptiert werden.
-
Eine Ausführung eines Stützaufbaues gemäß der vorliegenden Erfindung
wird in den Abbildungen 15, 16 und 17 illustriert. Diese Ausführung besitzt
den Vorteil, daß die Stützwelle aus einem einzelnen Stück besteht, daß sie
jedoch noch alle Funktionen der früheren Ausführungen erzielen kann. Dies
macht es möglich geringere Kosten, eine einfachere Wartung und eine höhere
Zuverlässigkeit zu erzielen. In dieser Ausführung umfaßt der Stützaufbau
eine Welle 164 deren Gesamtdimensionen ähnlich sind wie diejenigen der zu
dem Stand der Technik gehörenden Welle 18 nach Abbildung 4. Die Welle 164
ist mit Paaren von einander gegenüberliegenden, sich quer erstreckenden,
T-förmigen Rinnen 160 versehen. Die Breite der Rinnen 160 ist nicht
kritisch. Ausgezeichnete Ergebnisse sind mit Rillen erreicht worden, welche
eine in den Bereich von etwa 0,01 Zoll bis etwa 0,02 Zoll fallende Breite
aufweisen. Die Rinnen 160 können in der Welle 164 in irgendeiner passenden
Weise angebracht werden, wie zum Beispiel durch ein Bearbeitungsverfahren
das als Drahterodieren (d.h. elektro-erosive Bearbeitung unter Einsatz
einer Drahtelektrode) bekannt ist. Wie es aus der Abbildung 15
offensichtlich hervorgeht, sind die Paare der T-förmigen Rinnen 160 an
jedem Sattel angeordnet, außer an den endständigen Sätteln.
Wie es ebenfalls offensichtlich aus der Abbildung 15 hervorgeht,
bilden die Rinnen 160 innerhalb der Welle 164 Grenzen von verschiedenen
Zonen. Zu aller erst gibt es die Zonen 161, die zwischen den T-förmigen
Rinnen 160 eines jeden Paares davon (siehe auch Abbildung 17) gebildet
werden. Die Zonen 161 bilden verhältnismäßig enge flexible Glieder. Die
Paare der T-förmigen Rinnen 160 begrenzen ebenfalls Überbrückungszonen 162
sowie diejenigen Teile 163 der Überbrückungszonen 162 welche die
Überbrückungszonen in Exzentern 147 abstützen und welche steife Brücken
bilden auf denen die Lager 30 montiert sind. Die Rinnen 160 bilden auch
Grenzen von Endzonen 165 und 166 der Welle 164. Eine jede der Endzonen 165
und 166 wird in einem Exzenter 23 und einem Exzenter 147 gehalten, und jede
Endzone 165 und 166 bildet eine steife Brücke auf welcher ein Rollenlager
aufmontiert ist. Die Exzenter 23 und 147 sind jeweils identisch mit
denjenigen mit der gleichen Referenznummer die in der Ausführung nach der
Abbildung 10 erscheinen. Wie es aus der Abbildung 15 hervorgeht, bilden die
Blätter 161 ebenfalls flexible Verbindungsmittel, die alle Brücken 162, 165
und 166 miteinander verbinden. Folglich kann man sehen, daß durch Schneiden
von Rinnen 160 in die Welle 164, segmentierte Überbrückungsmittel 162, 165
und 166 in der Welle gebildet werden sowie flexible Verbindungsmittel, die
aus Blättern 161 bestehen, werden von den gleichen Schnitten 160 gebildet.
-
Die Schmierung wird von einem Ende der Welle 164 aus durch ein Paar
längsverlaufender Bohrungen 167 und 168 besorgt. Die Bohrungen 167 und 168
sind kleiner im Durchmesser und werden anstatt einer einzelnen größeren
Bohrung vorgesehen, wie sie gemäß dem Stand der Technik und in den anderen
oben beschriebenen Anordnungen benutzt wird. Die zwei kleineren Bohrungen
werden benutzt, um in der Lage zu sein durch die Mitte der Blätter 161
hindurch zu gelangen und es so den Blättern 161 zu ermöglichen so schlank
(und deshalb so flexibel) wie nur möglich zu sein, während dennoch für
einen genügenden Durchflußquerschnitt gesorgt ist, um es dem erforderten
Volumen an Öl zu ermöglichen zu den Lagern 30 zu fließen. Wie in den
anderen hierin beschriebenen Anordnungen benutzt man radiale Öllöcher, um
das Öl heraus aus den Bohrungen 167 und 168 in am Umfang verlaufende Rillen
98, die an der äußeren Fläche der Welle gebildet werden, einzuspeisen, und
von diesen Rillen 98 aus kann das Öl über radiale Löcher 98a in den
Lagerinnenringen in die Lager 30 fließen.
-
Wie in der Anordnung nach Abbildung 10, sind Abstandsmittel in der
Form von Federn 145 im Innern von Taschen der zentralen Exzenter 147
gelegen, welche ungefähr 0,5 mm enger sind als die endständigen Exzenter
23. Wenn der Zusammenbau abgeschlossen ist, nach dem Festziehen von
Schrauben 44 auf der Klemmplatte 43, dann werden es die Federn 145
gewährleisten, daß ein Abstand von ungefähr 0,25 mm auf jeder Seite eines
jeden zentralen Exzenters 147 besteht, um auf diese Weise ein flexibles
Abstandsmittel zwischen den Seiten des inneren Ringes eines jeden Lagers
30 und den benachbarten Exzentern 147 zu besorgen.
-
Es würde in dem Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen ein jedes
Exzenter 47 mit dübelähnlichen knopfförmigen Abstandstücken zusammen mit
oder an Stelle von Federn 145 auszustatten. Jeder dübelähnliche
Abstandsknopf würde eine Länge von ungefähr 0,5 mm haben und würde in
seiner jeweiligen Tasche in seinem jeweiligen Exzenter 47 montiert sein,
wobei das ausgesetzte Ende des dübelähnlichen Knopfes abgerundet sein
würde. Jeder Exzenter 47 würde mit vier solchen dübelähnlichen Knöpfen
versehen sein, zwei auf jeder Seite des Exzenters. Die dübelähnlichen
Knöpfe auf jeder Seite sind einander gegenüber angeordnet und alle vier
Knöpfe eines jeden Exzenters 147 würden in einer Ebene A-A (siehe Abbildung
17) liegen, welche durch die längsverlaufende Achse der Welle 164
hindurchgeht und parallel zu den Kreuzungsstücken eines benachbarten Satzes
von einander gegenüber liegenden T-förmigen Rillen liegt. Zwei solche
dübel ähnliche Knöpfe sind schematisch unter 169 in Abbildung 17 angedeutet.
Die vier Knöpfe eines jeden Exzenters 147 berühren die inneren Ringe der
Lager die an jenen Exzenter 47 grenzen.
-
Es ist auch möglich eine Profilregelung an den Zusammenbauten F und
G eines Vielwalzengerüst mit 20 Walzen zu besorgen. Dies ist gemäß dem
Stand der Technik nicht durchgeführt worden wegen der Schwierigkeit an die
Antriebe für die Profil regelung, die unterhalb dem Walzenständer angeordnet
sein müßten, heranzukommen. In der Patentanmeldung Nr. EP 0580292 wird
jenes Problem angesprochen und es wird eine neue Lösung dazu ausgedacht.
Weil die Zusammenbauten F und G normalerweise zum Einsatz gelangen
wenn es sich lediglich um die Einstellung der Höhe der Walzlinie handelt,
sind die Sättel "einfach" (d.h. sie beinhalten keine Rollen). Um eine
Balligkeitsregelung an diesen Sätteln zu erzielen, werden, gemäß einer
Ausführung der oben genannten gleichzeitig schwebenden Anwendung,
Sattelanordnungen vorgesehen, die ähnlich sind wie diejenigen auf den
Wellen B und C (d.h. die Zentrierringe beinhalten welche für die
Profilregelung benutzt werden), aber die Rollen 33 und 37 werden
weggelassen und der Zentrierring 23 wird passend dicker gestaltet, so daß
er direkt zwischen Sattelring 31 und Exzenter 23 paßt.
-
In einem solchen Fall sind die Sättel "selbstverriegelnd" (d.h. weder
der Zentrierring noch der Exzenter werden sich unter Belastung drehen),
denn die Reibung auf ihre Gleitflächen ist zu hoch. In einem solchen Falle
kann die Anpassung der Höhe der Walzlinie durch Drehen von Exzentern und
Welle oder Wellenabschnitten mittels Zahnräderwerken 22 sowie die Regelung
des Profils durch Drehung einzelner Zentrierringe 23 mittels Zahnstangen
41 nur unter Bedingungen bewerkstelligt werden wo keine Belastung ansteht
(d.h. wenn keine die Walzen trennende Kraft wirkt oder wenn es eine "lichte
Höhe" zwischen den zwei Arbeitswalzen 12 gibt). Obwohl dies kein Problem
bezüglich der Anpassung der Walzlinie darstellt, begrenzt es die
Vielseitigkeit der Regelung des Profils die im Idealfall unter Belastung
verstellbar ist. Jedoch, wenn ein Vielwalzengerüst mit 20 Walzen ebenfalls
mit einer Regelung des Profils an den Zusammenbauten B und C gemäß einer
der obigen Ausführungen versehen ist, welche aufgrund der Rollensättel in
der Lage sind eine Regelung unter Belastung zu erfahren, dann kann die
Profilregelung an den Zusammenbauten F und G dazu benutzt werden um das
Profil vor dem Walzen voreinzustellen und dasjenige an den Zusammenbauten
B und C kann dazu benutzt werden um lediglich das Profil während des
Walzens in eine Feineinstellung zu bringen.
-
Der Vorteil dieser Anordnung ist nicht nur, daß der gesamte Bereich
der Profilregelung verdoppelt wird, sondern, weil die Anpassung der
Walzlinie nur ausgeführt werden kann wenn keine Belastung einwirkt, wird
das Drehmoment, das erfordert ist um die Welle oder die Wellenabschnitte
und die Exzenter umzuleiten, sehr klein sein. Daher könnte die Anordnung
für die Zusammenbauten F und G ähnlich sein wie diejenige der Abbildung 6
oder diejenige der Abbildung 7, wo eine zentrale Welle mit einem sehr
kleinen Durchmesser, und daher mit einer sehr hohen Flexibilität, adoptiert
wird. Alternativ, wenn die Anordnung für die Zusammenbauten F und G ähnlich
ist wie diejenige der Abbildung 9, dann ist die Reibung zwischen den
Paßstiften 103 und den Wellen 101, 102 (im Verhältnis zum Drehmoment) sehr
niedrig, da die Regelung nur unter Abwesenheit einer Belastung durchgeführt
wird. Daher kann die Fähigkeit der Profilanpassung der Zusammenbauten von
F und G, gemessen in Funktion des Ausmaßes der Krümmung die in der
angrenzenden Schleppwalze erzeugt werden kann, größer sein als die
entsprechende Fähigkeit das Profil der Zusammenbauten B und C einzustellen,
wo die Fähigkeit begrenzt wird durch die Notwendigkeit das Drehmoment durch
den Zusammenbau von den Anstellschrauben hin zu den Exzentern
weiterzuleiten, um die Anstellung während des Walzens zu bewerkstelligen.
Materialien, wie sie benutzt werden für alle Wellen sowie für die
oben beschriebenen Kerne, sind traditionell gehärtete legierte Stähle. Es
ist auch möglich eine vergrößerte Flexibilität von Wellen oder Kernen zu
erzielen indem man sie aus einem Material mit einem geringeren
Elastizitätsmodul herstellt, wie etwa eine Aluminiumlegierung oder ein
nichtmetallischer Verbundwerkstoff. Die beschriebenen Ausführungsformen
können ebenfalls aus solchen Materialien hergestellt werden.