1. Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Auswalzen von Blechmaterialien oder Flatinenwalzgut sowie ein
Walzwerk, wie sie in den oberbegriffen der Anprüche 1, 2 bzw.
definiert sind.
2. Beschreibung des Stands der Technik:
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Beim Walzen von Stahlblechen treten zeitweilig
Randstreckung und Verzug auf. Beim Auftreten von Randstreckung
wird diese durch Vornahme einer Änderung und Einstellung
einer Walzenballigkeit oder -wölbung berichtigt.
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Als Walzwerks-Walze, deren Walzenballigkeit änderbar
ist, ist eine in Fig. 16 gezeigte geteilte (split)
Hülsensystem-Stützwalze bekannt, die als eine obere oder untere
Stützwalze eines Vierstufen-Walzwerks benutzt wird.
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Bei dieser Stützwalze sind an einer Walzenwelle 51 ein
mittlerer exzentrischer Wellenteil 51a, zwei linke und rechte
exzentrische Viertel- oder Zwischenwellenteile 51b und zwei
linke und rechte exzentrische Seitenwellenteile 51c mit
jeweils verschiedenen Exzentrizitätsrichtungen und
unterschiedlichen Durchmessern geformt; auf diese exzentrischen
Walzenteile 51 - 51c sind jeweils Rollenlager 52a - 52c
aufgesetzt, deren Außen(lauf)ringe eine frei drehbare
mittlere Stützwalze 53a, zwei linke und rechte Viertel- oder
Zwischen-Stützwalzen 53b sowie zwei linke und rechte Seiten-
Stützwalzen 53c bilden. Um diese axial geteilten Stützwalzen
53a - 53c herum ist eine zylindrische Hülse 55 mit losem Sitz
aufgesetzt.
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Durch die genannten Elemente ist eine obere, geteilte
Stützwalze 59 gebildet.
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Die beiden Enden der Walzenwelle 51 sind mittels
Lagergehäusen 56 gelagert; am einen Ende der Walzenwelle 51 sind
ein Schneckenrad 57 und eine Schnecke 58 angeordnet. In Fig.
16 stehen die Bezugsziffern 50 für eine obere Arbeitswalze,
die Ziffer 60 für eine untere Arbeitswalze, die Ziffer 61 für
eine einstückige untere Stützwalze und die Ziffer 66 für
Lagergehäuse.
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Fig. 17 ist eine schematische Darstellung eines
exzentrischen Zustands der oberen geteilten Stützwalze 59,
wobei Achsen 0a, 0b und 0c der jeweiligen Stützwalzen 53a,
53b bzw. 53c von einer Achse 0 der Walzenwelle 51 abweichen
und die Seiten-Stützwalze 53c einen kleineren Durchmesser
besitzt als die mittlere Stützwalze 53a und die Zwischen-
Stützwalzen 53b.
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Beim Auswalzen eines Bands 5 mittels eines Walzwerks mit
der genannten geteilten Stützwalze 59 wird die obere
Arbeitswalze 50 durch diese obere geteilte Stützwalze 59 durch
zwangsweises Herabfahren der Lagergehäuse 56 abgestützt;
ausgehend von diesem Zustand wird durch zweckmäßiges Drehen
der Walzenwelle 51 über Schnecke 58 und Schneckenrad 57 eine
Walzenballigkeit entsprechend einer Platinen- oder
Blechkonfiguration des Bands 5 geformt bzw. eingestellt. Fig. 18
zeigt eine Variation eines Balligkeitsprofils an bzw. in der
Andruckposition (depressing position).
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Bei der bisher bekannten geteilten Stützwalze sind nur wenige
Abwandlungen der Balligkeitsprofile gegeben; zudem war dabei
die Änderung des Balligkeitsprofils durch Drehen der
Walzenwelle groß, so daß sich eine Feineinstellung desselben
schwierig gestaltet. Beim Auswalzen eines Bands konnte daher
eine Blechkonfiguration des Bands nicht vollkommen
kontrolliert werden.
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Beim Auswalzen eines Blechmaterials wird andererseits
aufgrund der Wärmeerzeugung bei diesem Walzen, wie in Fig. 19
gezeigt, ein Bereich des Blechmaterial-Breitenmaßes W der
Arbeitswalzen 50 und 60 erwärmt und durch diesen Walzvorgang
einer Temperaturerhöhung unterworfen, so daß eine durch die
doppelt strichpunktierten Linien angedeutete thermische
Balligkeit (oder Wölbung) entsteht.
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Fig. 20 ist eine Vorderansicht zur Darstellung eines
allgemeinen Konzepts eines Walzwerks unter Verwendung einer
bekannten geteilten Hülsensystem-Stützwalze, bei der eine
thermische Balligkeit entsteht. Fig. 21 ist eine schematische
Darstellung eines Exzentrizitätszustands und eines
Andruckzustands der gleichen geteilten Stützwalze. Fig. 22 ist eine
schematische Darstellung eines Balligkeitsprofils in einer
Andruckposition der Stützwalze gemäß Fig. 21.
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Fig. 20 zeigt ein Walzwerk, bei dem Arbeitswalzen 50 und
60 über Stützwalzen-Einbaustücke 75 und geteilte
Hülsensystem-Stützwalzen 80, bestehend aus drehbar auf eine
Walzenwelle 71 aufgesetzten, über gewünschte Winkel drehbaren und
mit ihren jeweiligen Achsen 0a, 0b und 0c gegenuber einer
Achse 0 der Walzenwelle 71 versetzten (vgl. Fig. 21)
Wälzlagern 73a, 73b und 73c, sowie einer zylindrischen Hülse 55,
die unter Bildung einer äußeren Welle der Wälzlager 73a, 73b
und 73c lose um die geteilte Stützwalze herum aufgesetzt ist,
angepreßt bzw. angestellt werden.
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Beim Walzen eines Blechmaterials 5 durch Anpressen
(Anstellen) der Arbeitswalzen 50 und 60, an denen auf oben
beschriebene Weise die thermische Balligkeit entsteht, treten
in Viertel- (quarter) oder Zwischenbereichen Sa, die von den
gegenüberliegenden Rändern des Blechmaterials S um 10 - 200
mm entfernt sind, die sog. Viertelstreckungen auf.
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Zur Vermeidung der Entstehung dieser Viertel- oder
Zwischenstreckungen wurde im Stand der Technik ein Verfahren
angewandt, bei dem nur die Mitte und die gegenüberliegenden
bzw. beiden Randbereiche eines Blechs durch Drehen der
Walzenwelle 71 in der Weise angedrückt (depressed) wurden,
daß die Andruckposition gemäß den Fig. 20, 21 und 22 mit 315º
gewählt werden kann, um der geteilten Hülsensystem-Stützwalze
80 ein Balligkeitsprofil der in Fig. 22 gezeigten Art zu
erteilen. Andererseits wurde die Entstehung der thermischen
Balligkeit mittels eines Verfahrens zum Kühlen der
Arbeitswalzen 50 und 60 durch Aufsprühen eines flüssigen Kühlmittels
auf diese verhindert.
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Bei den beschriebenen herkömmlichen Verfahren war jedoch
die Verhinderung von Zwischenstreckungen und auch die
Verhinderung der Entstehung einer thermischen Balligkeit nicht
immer ausreichend.
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Obgleich zudem das Balligkeitsprofil der Form gemäß Fig.
22 für eine bestimmte Blechbreite, d.h. bestimmte Positionen
von Zwischenstreckungen wirksam ist, wird das
Balligkeitsprofil unwirksam, wenn die Blechbreite geändert wird und die
Positionen der Zwischenstreckungen sich aus der Position der
geteilten Walze (73b) verschieben.
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Da außerdem der Temperaturanstieg der Arbeitswalzen 50
und 60 bei einer Erhöhungn der Walzgeschwindigkeit groß
wurde, ergaben sich verschiedene Nachteile, daß (nämlich)
eine Geschwindigkeitserhöhung einer Walzstraße schwierig (zu
erreichen) war.
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Aus der JP-3138006 (am nächsten kommender Stand der
Technik) ist ein Walzwerk mit geteilten Stützwalzen bekannt,
bei denen die Achsen der jeweiligen, die gesamte Stützwalze
bildenden Mittel-, Zwischen- oder Endstützwalzen in einer
spezifischen Anordnung voneinander verschoben oder versetzt
sind, um eine Mehrfachballigkeitwalze eines (einer)
spezifischen Profils (oder Form) zu bilden. Mit dieser Art von
Mehrfachballigkeitswalzen kann dem Problem eines Beulens
(buckling) in einem Zwischenbereich eines auszuwalzenden
Blechmaterials Rechnung getragen werden. Obgleich die
geteilten Stützwalzen dieser Art eine Vielfalt von
Balligkeitsprofilen zum Korrigieren verschiedener Formmängel des
ausgewalzten Blechs gewährleisten, ist ein und dieselbe Walze
nur für eine spezifische Breite wirksam, d.h. in der Position
des Zwischen(aus)beulens eines Blechmaterials. Die Walze ist
jedoch nicht bei einer Änderung der Materialbreite, so daß
sich die Position der geteilten Zwischenwalze vom
Zwischenausbeulbereich des Blechs verschiebt, wirksam. Eine Änderung
der Breite des auszuwalzenden Blechs bedingt ein Auswechseln
der Stützwalze und infolgedessen einen Zeitverzug sowie
geringe Flexibilität und hohe Kosten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines Verfahrens zum Auswalzen von Blechmaterialien
(-walzgut) und eines Walzwerks mit Arbeitswalzen und einer
geteilten (split) Stützwalze, welche die Möglichkeit der
Erzielung einer verbesserten Planheit eines auszuwalzenden
Blechs unabhängig von der Breite des Walzguts und unabhängig
vom Einfluß eines Temperaturanstiegs der Arbeitswalzen
bieten.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Walzwerk mit
Arbeitswalzen und einer geteilten Stützwalze, die dadurch gebildet
ist, daß um eine Walzenwelle herum eine mittlere Stützwalze,
zwei Zwischen-Stützwalzen und zwei Seiten-Stützwalzen, die
jeweils in der Richtung der Walzenwelle geteilt sind, drehbar
aufgesetzt sind und um die Umfangsflächen dieser jeweiligen
Stützwalzen herum eine zylindrische Hülse lose (mit Spiel)
aufgesetzt ist; wobei eine Achse (0a oder 0b) entweder der
mittleren Stützwalze oder der Zwischen-Stützwalzen und eine
Achse (0c) der Seiten-Stützwalzen so positioniert sind, daß
sie in zueinander entgegengesetzten Richtungen gegenüber
einer Achse (0) der Walzenwelle versetzt sind, und daß eine
Achse (0b oder 0a) der anderen der mittleren Stützwalze und
der Zwischen-Stützwalzen so positioniert ist, daß sie
gegenüber der Achse (0) der Walzenwelle in der Richtung
versetzt ist, welche unter einem Winkel im Bereich von 20
- 160º eine gerade Linie kreuzt bzw. schneidet, welche die
Achse (0c) der Seiten-Stützwalzen und die Achse (0a oder 0b)
der einen mittleren Stützwalze und/oder der
Zwischen-Stützwalzen verbindet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in den
jeweiligen Walzeneinbaustücken für die Stützwalze
Biegezylinder vorgesehen sind, so daß den Arbeitswalzen durch
Anpressen der Walzeneinbaustücke der Arbeitswalzen mittels
der Biegezylinder eine Abnahmebiegung (decrease bending)
erteilbar ist.
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Die beschriebenen jeweiligen Stützwalzen können in
verschiedenen Arten von Ausführungsformen geformt sein, so
daß sie z.B. mit gleichen Außendurchmessern ausgebildet sind
oder die Außendurchmesser der genannten entweder einen
Stützwalze und der genannten Seiten-Stützwalze kleiner sind
als die Außendurchmesser der genannten anderen Stützwalze.
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Wenn die mittlere Stützwalze, die Zwischen-Stützwalzen
und die Seiten-Stützwalzen gemäß der oben umrissenen
vorliegenden Erfindung in einem exzentrischen Zustand gemäß Fig. 2
angeordnet worden sind, ändert sich beim jedesmaligen Drehen
der Walzenwelle dieser geteilten Stützwalze um 45º ein
Balligkeitsmüster der Stützwalze an bzw. in ihrer
Niederdrück- bzw. Andruckposition auf die in Fig. 3 gezeigte Weise,
so daß eine große Vielfalt von Balligkeitsprofilen geformt
werden können.
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Wenn dann, wenn wahlweise die mittlere Stützwalze, die
Zwischen-Stützwalzen und die Seiten-Stützwalzen in dem
erfindungsgemäß gezeigten Zustand angeordnet worden sind, ein
Band in einem diese geteilte Stützwalze beinhaltenden
Walzwerk ausgewalzt wird, ändert sich bei jedesmaligem Drehen der
Walzenwelle um 45º das Balligkeitsprofil in seiner
Andruckposition gleichmäßig oder zügig und in großem Maße von einem
flachen Balligkeitsprofil in der Position I auf
Balligkeitsprofile in Positionen III, V, VII und VIII gemäß Fig. 6.
Folglich wird beim Auswalzen eines Bands die Walzenwelle
unter Beobachtung bzw. Überwachung der Form des ausgewalzten
Blechs über einen zweckmäßigen Winkel gedreht, wobei ein
optimales Balligkeitsprofil (crown pattern) für Kontrolle der
Blechkonfiguration geformt bzw. eingestellt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Walzwerk mit
Arbeitswalzen und einer geteilten Stützwalze, die geformt ist
durch drehbares Aufsetzen einer mittleren Stützwalze, zweier
Zwischen-Stützwalzen und zweier Seiten-Stützwalzen, die
jeweils in der Richtung der Walzenwelle geteilt sind, um eine
Walzenwelle herum und loses Aufsetzen einer zylindrischen
Hülse um die Außenumfangsflächen dieser jeweiligen
Stützwalzen herum, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Achsen
(0b) der beiden Zwischen-Stützwalzen an der gleichen Stelle
wie eine Achse (0) der Walzenwelle positioniert sind, eine
Achse (0a) der mittleren Stützwalze von den Achsen (0, 0b)
der Walzenwelle und der Zwischen-Stützwalzen versetzt
positioniert ist und Achsen (0c) der beiden
Seiten-Stützwalzen von der Achse (0) der Walzenwelle in der Richtung
versetzt positioniert sind, welche unter einem Winkel im
Bereich von 20 - 160º eine gerade Linie kreuzt oder
schneidet, welche die Achsen (0, 0b) der Walzenwelle und der
Zwischen-Stützwalzen sowie die Achse (0a) der mittleren
Stützwalze verbindet, wobei in jeweiligen Walzeneinbaustücken
der Stützwalze Biegezylinder vorgesehen sind, so daß den
Arbeitswalzen durch Anpressen der Walzeneinbaustücke der
Arbeitswalzen mittels der Biegezylinder eine Abnahmebiegung
(decrease bending) erteilbar ist.
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Bei diesen jeweiligen Stützwalzen können z.B. die
genannte mittlere Stützwalze und die erwähnten beiden
Zwischen-Stützwalzen mit gleichem Außendurchmesser
ausgebildet sein, und die Außendurchmesser der genannten beiden
Seiten-Stützwalzen können kleiner sein als die
Außendurchmesser der erwähnten mittleren Stützwalze und der genannten
Zwischen-Stützwalzen.
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Wenn die mittlere Stützwalze, die Zwischen-Stützwalzen
und die Seiten-Stützwalzen erfindungsgemäß in einem
exzentrischen Zustand gemäß Fig. 8 angeordnet worden sind, ändert
sich beim jedesmaligen Drehen der Walzenwelle dieser
geteilten Stützwalzen um 45º ein Balligkeitsprofil an bzw. in
ihrer Andruckposition auf die in Fig. 9 gezeigte Weise, wobei
die Profiländerung zügig (oder auch stufenlos) erfolgt.
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Bei einem Walzvorgang an einem Band wird die Walzenwelle
unter Beobachtung der Form des ausgewalzten Blechs über einen
zweckmäßigen Winkel gedreht; damit kann das Balligkeitsprofil
zügig oder gleichmäßig auf ein optimales Balligkeitsprofil
für Kontrolle der Blechkonfiguration geändert werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß gemäß der oben umrissenen
vorliegenden Erfindung der Ausdruck "gewünschter Winkel" bzw.
"Soll-Winkel" bedeutet, daß der Kreuzungswinkel willkürlich
im Bereich von 20 - 160º gewählt wird.
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Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das
oben umrissene Walzwerk mit Biegezylindern in jeweiligen
Walzen-Einbaustücken der genannten Stützwalze versehen, und
den Arbeitswalzen wird durch Andrücken (pushing) der
Walzeneinbaustücke der genannten Arbeitswalzen mittels dieser
Biegezylinder eine Abnahmebiegung oder Biegungsverringerung
(decrease bending) erteilt.
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Auf diese Weise können Zwischenstreckungen der Bleche
dadurch beseitigt werden, daß den Arbeitswalzen aufgrund der
Verwendung der Biegezylinder eine Abnahmebiegung erteilt
wird.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum
Auswalzen von Blechmaterialien, umfassend folgende Schritte:
Abstützen von Arbeitswalzen mittels oberer und unterer
Stützwalzen, von denen mindestens eine eine geteilte
Exzenter(walzen) -Stützwalze ist, (und) von denen mindestens eine
längs der Richtung einer Walzenwelle in fünf oder mehr
(Sektionen) geteilt ist, und Formen bzw. Einstellen eines
(einer) Balligkeitsprofils (oder -form) der geteilten
Exzenter-Stützwalze mit einer schüsselförmigen bzw.
vertieften Form oder einer V-Form zum Andrücken an eine oder
beide der oberen und unteren Arbeitswalzen, um damit den
Arbeitswalzen ein Balligkeitsprofil einer vertieften Form
oder einer V-Form zu erteilen, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß den Arbeitswalzen durch Anpressen von
Arbeitswalzeneinbaustücken mittels jeweiliger, in den
Arbeitswalzeneinbaustücken vorgesehener Biegezylinder eine Abnahmebiegung
(decrease bending) erteilt wird.
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Wenn bei der praktischen Ausführung des oben umrissenen
Verfahrens zum Auswalzen von Blechmaterialien aufgrund einer
Wärmeerzeugung und eines Temperaturanstiegs infolge des
Auswalzens des Blechmaterials an einer Arbeitswalze eine
thermische Balligkeit (thermal crown) entstanden ist, wird im
Fall einer großen Breite des auszuwalzenden Blechmaterials
einer Arbeitswalze ein schüsselförmiges bzw. vertieftes
Balligkeitsprofil erteilt, indem das Balligkeitsprofil der
die Arbeitswalze abstützenden geteilten Exzenterwalzentyp-
Stützwalze schüsselförmig oder vertieft geformt wird; ferner
wird durch Ausübung einer Abnahmebiegung auf die Arbeitswalze
mittels der Biegezylinder ein Arbeitswalzenprofil in eine
flache Form mit gewölben oder verdickten (swelled) Bereichen
an ihren gegenüberliegenden Enden gebracht.
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Wenn andererseits eine Breite des auszuwalzenden
Blechmaterials klein ist, wird der Arbeitswalze ein V-förmiges
Balligkeitsprofil verliehen, indem das Balligkeitsprofil der
die Arbeitswalze abstützenden geteilten Exzenterwalzen-
Stützwalze V-förmig geformt wird; ferner wird das
Arbeitswalzenprofil durch Ausübung einer Abnahmebiegung auf diese
Arbeitswalze mittels der Biegezylinder in eine Wellenform
gebracht.
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Auf diese Weise wird eine Planheit der Blechmaterialien
durch Entlastung des Bereichs, der einem starken Auswalzen
infolge einer thermischen Balligkeit unterworfen sein kann,
verbessert.
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Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch
deutlicher aus der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen. Die Fig. 1 bis 9 sind für das Verständnis der
Erfindung nützlich, offenbaren jedoch keine Vorrichtungen
bzw. Anordnungen mit sämtlichen Merkmalen nach den
anhängenden unabhängigen Vorrichtungsansprüchen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines Walzwerks unter Verwendung
einer geteilten Hülsensystem-Stützwalze,
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Fig. 2 eine schematische Darstellung der Außendurchmesser
und Exzentrizitätszustände der jeweiligen geteilten
Stützwalzen nach Fig. 1,
-
Fig. 3 eine graphische Darstellung von Balligkeitsprofilen
(oder -formen) in jeweiligen Andruckpositionen der
geteilten Stützwalze nach Fig. 1,
-
Fig. 4 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines Walzwerks unter Verwendung
einer geteilten Hülsensystem-Stützwalze,
-
Fig. 5 eine schematische Darstellung von Außendurchmessern
und Exzentrizitätszuständen der jeweiligen
geteilten Stützwalzen nach Fig. 4,
-
Fig. 6 eine graphische Darstellung von Balligkeitsprofilen
(oder -formen) in jeweiligen Andruckpositionen der
geteilten Stützwalze nach Fig. 4,
-
Fig. 7 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines Walzwerks unter Verwendung
einer geteilten Hülsensystem-Stützwalze,
-
Fig. 8 eine schematische Darstellung von Außendurchmessern
und Exzentrizitätszuständen der jeweiligen
geteilten Stützwalzen nach Fig. 7,
-
Fig. 9 eine graphische Darstellung von Balligkeitsprofilen
(oder -formen) in jeweiligen Andruckpositionen der
geteilten Stützwalze nach Fig. 7,
-
Fig. 10 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines Walzwerks unter Verwendung
von geteilten Hülsensystem-Stützwalzen für sowohl
die obere als auch die untere Stützwalze gemäß der
vorliegenden Erfindung,
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Fig. 11 eine schematische Darstellung von
Außendurchmessern, Exzentrizitätszuständen und
Andruckpositionen (depressing positions) von
jeweiligen geteilten Stützwalzen nach Fig. 10,
-
Fig. 12 eine graphische Darstellung von Balligkeitsprofilen
an bzw. in jeweiligen Andruckpositionen der
geteilten Stützwalzen nach Fig. 10,
-
Fig. 13 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines Walzwerks unter Verwendung
einer geteilten Hülsensystem-Stützwalze für nur die
obere Stützwalze gemäß dieser Erfindung,
-
Fig. 14 eine schematische Darstellung von
Außendurchmessern, Exzentrizitätszuständen und
Andruckpositionen der jeweiligen geteilten Stützwalze nach
Fig. 13,
-
Fig. 15 eine graphische Darstellung von Balligkeitsprofilen
an bzw. in jeweiligen Andruckpositionen der
geteilten Stützwalze nach Fig. 13,
-
Fig. 16 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines Beispiels eines Walzwerks
unter Verwendung einer geteilten
Hülsensystem-Stützwalze nach dem Stand der Technik,
-
Fig. 17 eine schematische Darstellung von Außendurchmessern
und Exzentrizitätszuständen der jeweiligen
geteilten Stützwalzen nach Fig. 16,
-
Fig. 18 eine graphische Darstellung von Balligkeitsprofilen
an bzw. in jeweiligen Andruckpositionen der
geteilten Stützwalze nach Fig. 16,
-
Fig. 19 eine schematische Vorderansicht einer Arbeitswalze
zur Erläuterung der möglichen Entstehung einer
thermischen Balligkeit oder Wölbung an dieser,
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Fig. 20 eine im Schnitt gehaltene Vorderansicht eines
wesentlichen Teils eines anderen Beispiels eines
Walzwerks unter Verwendung einer geteilten
Hülsensystem-Stützwalze nach dem Stand der Technik,
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Fig. 21 eine schematische Darstellung von Außendurchmessern
und Exzentrizitätszuständen der jeweiligen
geteilten Stützwalzen nach Fig. 20 und
-
Fig. 22 eine graphische Darstellung eines
Balligkeitsprofils an bzw. in der (bei) 315º in Fig. 21
angedeuteten Andruckposition der geteilten
Stützwalze nach Fig. 20.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
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Im folgenden ist die vorliegende Erfindung in Verbindung
mit mehreren bevorzugten, in den Fig. 10 bis 15 dargestellten
Ausführungsformen im einzelnen beschrieben. Zur Erleichterung
der Erläuterung wird auch auf die Fig. 1 bis 9 Bezug
genommen, die keine Ausführungsformen der beanspruchten
Erfindung darstellen. In diesen Figuren sind Elemente, die
denen beim herkömmlichen, bereits anhand der Fig. 16 bis 22
beschriebenen Walzwerk entsprechen, mit den gleichen
Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und nicht mehr im
einzelnen erläutert.
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Gemäß Fig. 1 sind in einer Walzenwelle 1 ein mittlerer
exzentrischer Wellenteil la, zwei linke und rechte
exzentrische Zwischen-Wellenteile lb sowie zwei linke und rechte
exzentrische Seiten-Wellenteile 1c geformt. Um diese
exzentrischen Wellenteile 1a bis 1c sind jeweils Wälzlager 2a bis
2c aufgesetzt, deren Außenlaufringe eine mittlere Stützwalze
3a, zwei linke und rechte Zwischen-Stützwalzen 3b sowie zwei
linke und rechte Seiten-Stützwalzen 3c, die jeweils frei
drehbar sind, bilden. Die Außendurchmesser dieser axial
geteilten Stützwalzen 3a - 3c sind jeweils gleich. Um die
Außenumfangsflächen der Stützwalzen 3a - 3c herum ist eine
zylindrische Hülse 55 lose (mit Spiel) aufgesetzt. Durch die
oben angegebenen Bauelemente ist eine obere geteilte
Stützwalze 10 geformt.
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Gemäß Fig. 2 sind eine mittlere Stützwalzenachse 0a und
die beiden Seiten-Stützwalzenachsen 0c in zueinander in
entgegengesetzter Richtung von einer Walzenwellenachse
versetzt. Die beiden Zwischen-Stützwalzenachsen 0b sind
gegenüber der Walzenwellenachse 0 in der Richtung von etwa
90º in bezug auf eine gerade Linie, welche - im Querschnitt
gesehen - die mittlere Stützwalzenachse 0a und die Seiten-
Stützwalzenachsen 0c verbindet, versetzt angeordnet.
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Beim Auswalzen eines Bands 5 mittels eines Walzwerks mit
der beschriebenen oberen geteilten Stützwalze 10 wird eine
obere Arbeitswalze 50 durch diese obere geteilte Stützwalze
10 durch Niederdrücken bzw. Andrücken (Anstellen) von
Lagergehäusen 56 abgestützt. Während eine Blechkonfiguration in
der Breiten- bzw. Querrichtung des Bands 5 mittels eines
nicht dargestellten, an der Auslaßseite des Walzwerks
vorgesehenen Blechkonfigurationsdetektors beobachtet bzw.
überwacht wird, wird die Walzenwelle 1 mittels einer Schnecke 58
und eines Schneckenrads 57 über einen zweckmäßigen Winkel
gedreht, so daß damit ein optimales Balligkeitsprofil
entsprechend dieser Blechkonfiguration geformt bzw. eingestellt
werden kann.
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Dieses Balligkeitsprofil variiert in Abhängigkeit vom
Drehwinkel der Walzenwelle 1 (vgl. Fig. 3); dabei können
verschiedene Arten von Balligkeitsprofilen eingestellt
werden.
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Falls die Walzenwelle 1 nicht mit einer exzentrischen
Form ausgeführt ist, können exzentrische Büchsen bzw.
Exzenterbüchsen zwischen die jeweiligen Wälzlager 2a - 2c und
die Walzenwelle 1 eingefügt werden.
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Bei der geteilten Stützwalze im vorstehend beschriebenen
Walzwerk gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung besitzen die in der Richtung der
Walzenwelle geteilten jeweiligen Stützwalzen jeweils gleichen
Durchmesser. Die mittlere Stützwalze und die
Seiten-Stützwalzen sind in bezug auf die Achse der Walzenwelle in
zueinander entgegengesetzten Richtungen exzentrisch geformt,
während die Zwischen-Stützwalzen gegenüber der Achse der
Walzenwelle in der Richtung, welche die erstgenannte
Exzenterrichtung unter einem gewünschten Winkel kreuzt bzw.
schneidet, exzentrisch geformt sind, so daß auf diese Weise
verschiedene Arten von Balligkeitsprofilen einstellbar sind.
Infolgedessen kann eine Blechkonfiguration eines Bands
einfach kontrolliert werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß
der obengenannte "gewünschte Winkel" im Bereich von 20 - 160º
gewählt wird.
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Im folgenden ist ein anderes, in den Fig. 4 bis 6
dargestelltes Walzwerk ohne Biegezylinder in den
Walzeneinbaustücken der Stützwalze beschrieben.
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Gemäß Fig. 4 sind an einer Walzenwelle 21 ein
exzentrischer mittlerer Wellenteil 21a, zwei linke und rechte
exzentrische Zwischen-Wellenteile 21b sowie zwei linke und rechte
exzentrische Seiten-Wellenteile 21c geformt, die jeweils
unterschiedliche Exzenterrichtungen und unterschiedliche
Durchmesser aufweisen. Um diese exzentrischen Wellenteile 21a
- 21c herum sind Wälzlager 22a - 22c aufgesetzt, deren
Außenlaufringe jeweils eine mittlere Stützwalze 23a, Zwischen-
Stützwalzen 23b sowie Seiten-Stützwalzen 23c, die frei
rotieren können, bilden.
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Die Außendurchmesser der Zwischen-Stützwalzen 23b und
die Außendurchmesser der Seiten-Stützwalzen 23c sind gleich
groß gewählt, aber kleiner als der Außendurchmesser der
mittleren Stützwalze 23a.
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Um die Außenumfangsflächen dieser jeweiligen, axial
geteilten Stützwalzen 23a - 23c ist eine zylindrische Hülse
55 lose aufgesetzt.
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Durch die oben angegebenen Bauelemente wird eine obere
geteilte Stützwalze 30 gebildet.
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Gemäß Fig. 5 sind die Zwischen-Stützwalzenachsen 0b und
die Seiten-Stützwalzenachsen 0c gegenüber einer
Walzenwellenachse 0 in zueinander entgegengesetzten Richtungen versetzt;
weiterhin ist eine mittlere Stützwalzenachse 0a in der
Richtung von nahezu 90º in bezug auf eine gerade Linie,
welche die Zwischen-Stützwalzenachsen 0b und die Seiten-
Stützwalzenachsen 0c miteinander verbindet, gegenüber der
Walzenwellenachse 0 versetzt angeordnet.
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Beim Auswalzen eines Bands 5 mittels eines Walzwerks mit
der oben beschriebenen, oberen geteilten Stützwalze 30 wird
eine obere Arbeitswalze 50 durch Andrücken von Lagergehäusen
56 durch diese obere geteilte Stützwalze abgestützt. Während
eine Blechkonfiguration des Bands 5 mittels eines nicht
dargestellten, an der Auslaßseite des Walzwerks vorgesehenen
Blechkonfigurationsdetektors beobachtet bzw. überwacht wird,
wird durch Drehen der Walzenwelle 21 über einen zweckmäßigen
Winkel mittels einer Schnecke 58 und eines Schneckenrads 57
ein der Blechkonf iguration entsprechendes optimales
Balligkeitsprofil geformt bzw. eingestellt.
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Dieses Balligkeitsprofil ändert sich gleichmäßig und in
großem Maße von einer flachen Form in der Andruckposition
(depressing position) I und fortlaufend auf die
Balligkeitsprofile in den Andruckpositionen III, V, VII und VIII.
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Bei der oben beschriebenen geteilten Stützwalze im
Walzwerk kann deren Balligkeitsprofil gleichmäßig und stark
von einer flachen Form in der Andruckposition 1 und
fortlaufend auf die Balligkeitsprofile in den Andruckpositionen
III, V, VII und VIII gemäß Fig. 3 geändert werden, weil die
Zwischen-Stützwalzen und die Seiten-Stützwalzen jeweils mit
einem kleineren Durchmesser als dem der mittleren Stützwalze
geformt sind, die Achsen der Zwischen- und Seiten-Stützwalzen
gegenüber der Achse der Walzenwelle in zueinander
entgegengesetzten Richtungen versetzt sind und die Achse der
mittleren Stützwalze gegenüber der Achse der Walzenwelle in
einer Richtung versetzt ist, welche die Exzenterrichtung der
erstgenannten Stützwalzen unter einem gewünschten Winkel
kreuzt bzw. schneidet.
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Infolgedessen ist eine Kontrolle oder auch Steuerung
einer Blechkonfiguration eines Bands einfach, so daß die Güte
des Blechs verbessert sein kann.
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Auch wenn die Außendurchmesser der jeweiligen
Stützwalzen 23a, 23b und 23c jeweils gleich groß sind, können
ersichtlicherweise ähnliche Wirkungen und Vorteile, erzielt
werden.
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Nachstehend ist ein weiteres Walzwerk gemäß den Fig. 7
bis 9 beschrieben.
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Die Außendurchmesser einer mittleren Stützwalze 33a
sowie von Zwischen-Stützwalzen 33b in Form der Außenlaufringe
von um eine Walzenwelle 41 herum aufgesetzten Wälzlagern 32a
bzw. 32b sind jeweils gleich groß. Die Außendurchmesser von
Seiten-Stützwalzen 33c, die ebenfalls aus Außenlaufringen von
Wälzlagern 32c bestehen, sind kleiner als die
Außendurchmesser der mittleren Stützwalze 33a und der
Zwischen-Stützwalzen 33b.
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Gemäß Fig. 8 stimmen die beiden
Zwischen-Stützwalzenachsen 0b mit einer Walzenwellenachse 0 überein, während eine
mittlere Stützwalzenachse 0a und Seiten-Stützwalzenachsen 0c
so angeordnet sind, daß sie gegenüber der Walzenwellenachse
in verschiedenen Richtungen um etwa 90º zueinander versetzt
angeordnet sind.
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Durch Abstützung einer oberen Arbeitswalze 50 mittels
der beschriebenen oberen geteilten Stützwalze 40 und Drehen
der Walzenwelle 41 über einen zweckmäßigen Winkel unter
Beobachtung bzw. Überwachung einer Blechkonfiguration eines
Bands 5 kann ein optimales Balligkeitsprofil entsprechend der
Blechkonfiguration eingestellt werden.
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Dieses Balligkeitsprofil variiert in Abhängigkeit von
einem Drehwinkel der Walzenwelle 41 in der in Fig. 9
gezeigten Weise, wobei die Änderungen bzw. Übergänge von
einem flachen Profil auf verschiedene (andere) Profile
gleichmäßig (d.h. stufenlos) erfolgen.
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Da bei der geteilten Stützwalze im beschriebenen
Walzwerk die Seiten-Stützwalze mit einem kleineren
Durchmesser als die mittlere Stützwalze und die Zwischen-
Stützwalzen ausgebildet ist, liegen die Zwischen-Stützwalzen
konzentrisch zur Walzenachse, während die mittlere Stützwalze
und die Seiten-Stützwalzen mit ihren Achsen gegenüber der
Achse der Walzenwelle in den Richtungen unter einem
gewünschten Winkel zueinander versetzt sind; hierdurch ist es
möglich, das Balligkeitsprofil (der Stützwalze) gleichmäßig
von einem flachen Profil auf verschiedene andere Profile zu
ändern.
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Infolgedessen können Bänder einer guten
Blechkonfiguration (sheet configuration) erzielt werden. Auch wenn
die Außendurchmesser der jeweiligen Stützwalzen einander
gleich sind, können ersichtlicherweise ähnliche Wirkungen und
Vorteile, wie vorher beschrieben, erzielt werden.
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Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 10 bis 12 beschrieben.
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In diesen Figuren stehen die Bezugsziffern 41 für eine
Walzenwelle einer geteilten Hülsensystem-Stützwalze 46, die
aus einem mittleren Exzenterteil 41a, Viertel-Exzenterteilen
41b und Seiten-Exzenterteilen 41c besteht, deren jeweilige
Achsen 0a, 0b bzw. 0c gegenüber der Achse 0 dieser
Walzenwelle 41 versetzt sind, wobei die gegenüberliegenden Enden
der Walzenwelle 41 durch Stützwalzeneinbaustücke 44 gelagert
sind.
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Um die jeweiligen Exzenterteile 41a, 41b und 41c herum
ist eine zylindrische Hülse 55 über Wälzlager 43a, 43b und
43c drehbar aufgesetzt, wobei die Außenlaufringe dieser
Wälzlager 43a, 43b und 43c geteilte Walzen bilden.
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In die jeweiligen Stützwalzeneinbaustücke 44 sind
Biegezylinder 45 eingelassen (studded). Durch die
beschriebenen Bautelemente wird eine geteilte Hülsensystemstützwalze
46 gebildet.
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Die Bezugsziffern 50 und 60 stehen für Arbeitswalzen, an
denen durch Wärmeerzeugung und Temperaturanstieg während des
Auswalzens thermische Balligkeit auftritt; die Ziffer 47
steht für Arbeitswalzeneinbaustücke zur Lagerung dieser
Arbeitswalzen 50 und 60; ein Symbol 5 bezeichnet ein
auszuwalzendes Blechmaterial, das im Fall dieser bevorzugten
Ausführungsform als Walzgut großer Breite dargestellt ist.
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Im folgenden sind die Arbeitsgänge bei einem Verfahren
zum Auswalzen eines Blechmaterials gemäß dieser bevorzugten
Ausführungsform beschrieben. Wenn als Folge eines
Temperaturanstiegs an den Arbeitswalzen 50 und 60 an diesen thermische
Balligkeiten auftreten, so werden gemäß Fig. 11 die oberen
und unteren Walzenwellen 41, ausgehend von der Position 0º,
um 45º entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß ein
Balligkeitsprofil der geteilten Exzenterwalzen-Stützwalze 46 mit
der in Fig. 12 gezeigten Form erzeugt oder eingestellt wird,
worauf die oberen und unteren Arbeitswalzen 50 und 60
angedrückt bzw. angestellt (depressed) werden, um diesen
Arbeitswalzen 50 und 60 ein schüsselförmiges bzw. vertieftes
Balligkeitsprofil zu erteilen.
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Außerdem wird den oberen und unteren Arbeitswalzen 50
10 bzw. 60 durch Andrücken der oberen und unteren
Arbeitswalzeneinbaustücke 47 mittels der jeweiligen, in die betreffenden
Stützwalzeneinbaustücke 44 eingelassenen Biegezylinder 45
eine Abnahmebiegung (decrease bending) erteilt, wodurch die
Planheit des Blechmaterials bzw. Walzguts 5 verbessert wird.
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Im folgenden ist eine in den Fig. 13 bis 15 dargestellte
bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine
geteilte Hülsensystem-Stützwalze 46 einer ähnlichen
Ausgestaltung wie bei der oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsform als obere Stützwalze benutzt. Ein auszuwalzendes
Blechmaterial 5 ist beispielhaft als Walzgut einer kleinen Breite
dargestellt.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine normale
Stützwalze als untere Stützwalze 48 eingesetzt.
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Nachstehend sind die Arbeitsgänge bei dieser bevorzugten
Ausführungsform beschrieben. Wenn an den Arbeitswalzen 50 und
60 thermische Balligkeiten auftreten, wird die Walzenwelle
41, ausgehend von der Position 0º, um 90º entgegen dem
Uhrzeigersinn gedreht, wobei das Balligkeitsprofil der die
Arbeitswalze 50 abstützenden geteilten Exzenter-Stützwalze 46
eine V-Form gemäß Fig. 15 erhält, wodurch die obere
Arbeitswalze 50 durch die genannte Stützwalze 46 so angedrückt wird,
daß diese obere Arbeitswalze 50 ein V-förmiges
Balligkeitsprofil erhält.
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Wie bei der vorherigen bevorzugten Ausführungsform wird
außerdem den oberen und unteren Arbeitswalzen 50 bzw. 60 eine
Abnahmebiegung erteilt.
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Als Ergebnis kann, ähnlich wie im Fall der vierten
bevorzugten Ausführungsform, die Planheit des schmalen
Blechmaterials bzw. Walzguts 5 verbessert werden.
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Auch wenn die geteilte Hülsensystem-Stützwalze 46 nur
als die untere Stützwalze eingesetzt wird, sind
ersichtlicherweise die Arbeitsgänge dieser Abwandlung die gleichen,
wie vorher beschrieben.
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Das Walzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung soll
außerdem nicht nur auf die oben beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt sein, vielmehr ist es beispielsweise auch
auf ein Mehrstufen-Verbundwalzwerk anwendbar.
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Auch bei beispielsweise einer geteilten Hülsensystem-
Stützwalze, bei welcher die Außendurchmesser der beiden
Zwischen-Stützwalzen sowie der beiden Seiten-Stützwalzen
kleiner ausgebildet sind als der Außendurchmesser der
mittleren Stützwalze, die Achsen der beiden Zwischen-
Stützwalzen und die Achsen der beiden Seiten-Stützwalzen
gegenüber der Achse der Walzenwelle in zueinander
entgegengesetzten Richtungen versetzt sind und die Achse der
mittleren Stützwalze gegenüber der Achse der Walzenwelle in
der Richtung versetzt ist, welche die die Achsen der
Zwischen- und Seiten-Stützwalzen verbindende gerade Linie
unter einem gewünschten Winkel schneidet, sind die
Arbeitsvorgänge die gleichen, wie oben beschrieben.
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Wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Auswalzen von
Blechmaterialien aufgrund von Wärmeerzeugung und
Temperaturanstieg beim Auswalzen der Blechmaterialien eine
thermische Balligkeit an einer Arbeitswalze entsteht, wird
das Balligkeitsprofil der geteilten Exzenter-Stützwalze in
eine schüsselförmige bzw. vertiefte Form oder eine V-Form
überführt, wodurch der Arbeitswalze ein ähnliches
keitsprofil erteilt wird; durch Ausübung einer Abnahmebiegung
auf die Arbeitswalze wird außerdem eine Viertel-Streckung des
Blechmaterials bzw. Walzguts verhindert, so daß die Planheit
verbessert sein kann.
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Da weiterhin, wie oben beschrieben, eine
Blechkonfiguration des jeweiligen Walzguts gut bleiben kann, auch wenn
infolge eines Temperaturanstiegs an der Arbeitswalze eine
thermische Balligkeit entsteht, kann eine
Geschwindigkeitserhöhung einer Walzstraße realisiert werden.
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Obgleich bei den oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen eine längs einer Axialrichtung in fünf
Sektionen unterteilte Stützwalze verwendet wird, kann in
anderen bevorzugten Ausführungsformen eine Stützwalze
eingesetzt werden, die längs einer Axialrichtung in sechs
oder sieben Sektionen geteilt ist.
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Bei einer Teilung in sechs Sektionen können in diesem
Fall die beiden mittleren Sektionen als mittlere Stützwalzen
benutzt werden. Im Fall einer Teilung in sieben Sektionen
wird die einzige mittlere Sektion als mittlere Stützwalze
eingesetzt, während die jeweiligen zwei Sektionen (insgesamt
vier Sektionen) auf beiden Seiten der vorgenannten Sektion
als Zwischen-Stützwalzen benutzt werden. In diesem Fall sind
demzufolge die Balligkeitsprof ile denen bei den vorstehend
beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen weitgehend
ähnlich.