Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für den
Austrittsbereich eines Profilwalzwerkes für das Walzen von
Profilen wie H-Barren bzw. Schienen, I-Barren bzw. Schienen oder
Kanälen. Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung
zum Vereinfachen der Führungsanordnung, welche für jede
Profilgröße notwendig wird, wenn Profile verschiedener Größen
gewalzt werden, um so die Walzeffizienz zu verbessern.
Beschreibung des Standes der Technik
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Wenn Stahl in einem Profilwalzwerk gewalzt wird, wird
herkömmlicherweise eine Führungsvorrichtung eingesetzt, um das
Material, welches gewalzt wird, den Walzen korrekt zuzuführen, und
um ein Versetzen der Stege, sowie Unterschiede in der oberen
und unteren Flanschtiefe ect., zu verhindern.
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Solch eine Führungsvorrichtung ist an dem Eintritts- und/oder
Austrittsbereich des Profilwalzwerkes angeordnet und besteht
im allgemeinen aus einer Flanschführungsvorrichtung für die
vertikalen Walzen und einer Führungsstegvorrichtung für die
horizontalen Walzen.
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JP-A-2-211908, welche als nächstkommender Stand der Technik
betrachtet wird, offenbart eine Flanschführungsvorrichtung für
vertikale Walzen, wobei die Flanschaußenflächen mittels
Einbaustückabdeckplatten (chock cover plates) geführt werden, und
eine Führungsstegvorrichtung für horizontale Walzen, welche
aus oberen und unteren Führungsstegen besteht, welche geeignet
sind, den Stegbereich einer H-Schiene zu führen, während diese
zwischen den Stegen gehalten wird.
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Der Erfinder hat in der JP-U-61-67907 eine
Führungsstegvorrichtung mit variabler Breite vorgeschlagen, welche
Führungsstege einsetzt, die in der Breite voneinander getrennt sind,
um eine laterale Einstellung gemäß der Walzenbreite zu
ermöglichen, wobei dies mittels linksgängiger und rechtsgängiger
Schrauben durchgeführt wird, die jeweils mit einem
entsprechenden Gewinde versehen sind. Bei dieser
Führungsstegvorrichtung mit variabler Breite ist jedoch die Größenordnung der
Breiteneinstellung im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden
Raum physisch begrenzt, so daß die Führungen für verschiedene
Produktserien ersetzt werden müssen. Des weiteren dauert es
einige Zeit um die Ausrichtung der Führungen im Hinblick auf
die Walzen durchzuführen.
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JP-A-63-68204 offenbart eine Führungsvorrichtung, bei welcher
die Entfernungen zwischen den Führungsstegen zum Führen der
Stegoberflächen und der Entfernung zwischen den Führungswalzen
zur Führung der äußeren Flanschendoberflächen festgelegt sind.
Dieses Verfahren ist für ein gewalztes Produkt beabsichtigt,
welches eine minimale Abmessung zwischen den Stegoberflächen
und den äußeren Flanschendoberflächen aufweist, so daß, wenn
die Führungselemente ein beträchtliches Maß verschlissen sind,
oder wenn die Größe des zu walzenden Gegenstandes häufig
geändert wird, die Entfernung zwischen den Führungsstegen und dem
Steg des Profils übermäßig groß wird, die Führung der
Stegoberfläche instabil wird und zu einer Zerstörung des
Profils führt.
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JP-A-64-2715 offenbart eine Welle, die eine konische
Walzenführung unterstützt, gebildet als eine exzentrische Welle,
welche rotiert wird, um so die Entfernung zwischen den
Führungsstegflächen und der konischen Walzenführung einzustellen.
Gemäß dieses Verfahrens können die Führungsstege gemäß des
Anteils des Verschleißes der Führungselemente und der Änderungen
der Entfernung zwischen den Stegoberflächen des Profils und
den äußeren Flanschendoberflächen (nachfolgend als
"Flanschtiefe" bezeichnet) geeignet positioniert werden.
Aufgrund ihrer Exzentrizität weist solch eine exzentrische Welle
jedoch ein Problem, hinsichtlich der Befestigungsart auf. Des
weiteren tritt eine Änderung des Kraftausgleichs auf, wenn die
Entfernung eingestellt wird. Zusätzlich wird die Festigkeit
des Bereichs, in welchem die Wellenrotation gebremst wird
besonders unzureichend, da das Biegemoment auf die Druckkraft
wirkt. Da die exzentrische Welle vom sogenannten stationären
Typ ist, war es des weiteren unmöglich sie gemäß der
Flanschtiefe einzustellen, welche für jeden Durchgang beim On-Line
Betrieb variiert.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine
Profilführungsvorrichtung bereitzustellen, welche geeignet ist, das
größenunabhängige Walzen zu realisieren.
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Gemäß dieser Erfindung wird eine Führungsvorrichtung für das
Walzen von Profilen gemäß des beigefügten Anspruches
bereitgestellt.
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Gemäß der Erfindung kann die Breite der von einander
getrennten Führungsstegpaaren individuell eingestellt werden und
gleichzeitig können die Flanschendführungswalzen bzw.
Führungswalzen mit Endflanschen und die Führungswalzen mit
Flanschaußenflächen, welche geeignet sind zu walzen, während sie
sich jeweils in Kontakt mit den Endflächen und Außenflächen
der Flanschen befinden, sich in vertikaler und horizontaler
Richtung bewegen, so daß das Walzen ohne Ersetzen der
Führungen durchgeführt werden kann, auch wenn die Größe oder die
Durchgangsserie geändert wird.
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Andere strukturelle Merkmale der Erfindung werden durch die
folgende detaillierten Beschreibung mit Variationen dieser
deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht, teilweise im
Schnitt, einer Führungsvorrichtung zum Walzen von
Profilen;
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Fig. 2 ist eine einseitige schematische Vorderansicht,
teilweise im Schnitt einer anderen
Führungsvorrichtung;
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines wichtigen Bereichs aus
Fig. 2;
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Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches eine
Steuervorrichtung darstellt, die für die in Fig. 2 dargestellte
Führungsvorrichtung geeignet ist;
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Fig. 5 ist eine einseitige schematische Vorderansicht,
teilweise im Schnitt einer Ausführungsform der
Erfindung; und
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Fig. 6 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel des Standes
der Technik darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Führungsvorrichtungen
werden im folgenden beschrieben, um das Verständnis der
Erfindung zu unterstützen, werden jedoch nicht beansprucht. Eine
Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Eine
Führungsvorrichtung wird im Detail in bezug auf Fig. 1
beschrieben, welche eine H-Schienenwalzführungsvorrichtung
darstellt, angeordnet an dem Zugang eines Profilwalzwerkes. Die
Führungsvorrichtung in Figur 1 weist eine vollständig
symmetrische Struktur auf, sowohl vertikal als auch horizontal, in
bezug auf die Walzbahn, so daß die Zeichnung nur den unteren
Bereich darstellt.
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Die unteren Führungsstege 2a und 2b sind jeweils an L-förmigen
Trägergrundflächen 3a und 3b befestigt, welche mit beweglichen
Grundflächen 4a und 4b verbunden sind, die geeignet sind
entlang der Nuten 5a, 5b geführt zu werden, die an einem Rahmen 6
bereitgestellt sind, der nach oben und unten beweglich ist und
dessen Enden jeweils an Führungsrahmen 7a und 7b befestigt
sind.
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Bezugszeichen 8a und 8b bezeichnen
Führungsbreiteeinstelleinrichtungen, um die Führungsbreite zu verändern, welche
geeignet sind die Führungsstege 2a und 2b entlang der Nuten 5a, 5b
des Rahmens 6 zu bewegen. Die
Führungsbreiteeinstelleinrichtungen 8a und 8b weisen Schraubenstäbe 9a und 9b auf, um die
Führungsbreite zu verändern, welche rotierbar von den
Führungsrahmen 7a und 7b gehalten werden; Elemente wie Muttern
(nichtdargestellt) die jeweils mit einem Ende mit den
Schraubenstäben 9a, 9b und mit dem anderen Ende mit den
Trägergrundflächen 3a, 3b verbunden sind, halten die Führungsstege 2a, 2b
und verbinden diese mit dem Führungsrahmen 7a, 7b; Motoren 10a
und 10b um die Schraubenstäbe 9a und 9b zu rotieren; und
Positionsermittler 11a und 11b.
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Führungshöheeinstelleinrichtungen 12 bestehen aus Kolben 13a
und 13b um den hebbareb/senkbaren Rahmen 6 zusammen mit den
Führungsstegen 2a und 2b nach oben und nach unten zu bewegen,
und werden von einer Antriebswelle 14 bewegt.
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Um einen Unterschied des Grades zwischen den rechten und
linken Bereichen der Vorrichtung zu minimieren sind die Kolben
13a und 13b miteinander durch die Antriebswelle 14 verbunden
und werden von den gleichen Antriebseinrichtungen (nicht
dargestellt) angetrieben.
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Aufgrund der Konstruktion des unteren Bereichs der
Führungsvorrichtung kann die Entfernung in der Breite zwischen den
Führungen durch das Betreiben der
Führungsbreiteeinstelleinrichtungen
8a und 8b eingestellt werden und indem die
Führungshöheeinstelleinrichtung 12 betrieben werden kann die
Position der Führungen in der Höhe eingestellt werden.
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In bezug auf den oberen Bereich der Führungsvorrichtung ist
dieser im wesentlichen so wie der untere Bereich ausgebildet
und ist oberhalb der Walzbahn des Barrens symmetrisch
angeordnet und ermöglicht daher die Einstellung der Breite und Höhe
auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
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Im folgenden wird eine weitere Führungsvorrichtung in bezug
auf Fig. 2 und 3 beschrieben. Diese zeigt eine vollständig
symmetrische Struktur, sowohl vertikal als auch horizontal, in
bezug auf die Walzbahn des Barrens, so daß die Zeichnungen nur
den unteren linken Bereich darstellen.
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Bezugszeichen 18a bezeichnen die Flanschendführungswalzen,
welche geeignet sind zu walzen, während sie sich in Kontakt
mit den Endoberflächen der Flansche 1b der H-Schiene 1
befinden. Die Führungswalzen 18a mit Endflanschen sind rotierbar an
den Tragelagern 27a über Achsen 19 befestigt.
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Wie oben beschrieben ist das Tragelager 27a vertikal beweglich
an der beweglichen Grundfläche 4a befestigt, welche geeignet
ist, entlang der Nut 5a geführt zu werden, welche an dem
hebbaren/senkbaren Rahmen 6 bereitgestellt ist, dessen Enden an
den Führungsrahmen 7a und 7b befestigt sind.
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Die Position in der Breite der beweglichen Grundfläche 4a wird
durch die Führungsbreiteeinstelleinrichtung 8a eingestellt,
die oben erwähnt wurde.
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Um die Bewegung der Flanschendwalzen 18a und der Führungsstege
2a korrekt zu bestimmen, werden diese Walzen kontinuierlich
durch Positionsermittler 11a überwacht.
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Die Einstellung der Höhe des Führungsstegs 2a und der
Führungswalzen 18a mit Endflanschen wird mittels der
Führungshöheeinstelleinrichtung 12a bewirkt.
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Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Hebe-/Senkeinrichtung zum
Bewegen der Führungswalzen 18a mit Endflanschen unabhängig von
dem Führungssteg 2a. Die Hebe-/Senkeinrichtung 20 weist eine
vertikal bewegliche Schraubenstange 21a auf, dessen eines Ende
mit der Führungswalze 18a mit Endflanschen und dem Tragelager
27a verbunden ist, und wird von einem Rad 22a angetrieben,
welches an der Schraubenstange 21a befestigt ist. Eine
Schnecke 23a steht mit einem Schneckenrad 22a in Eingriff und
ein Getriebe 26a ist mit der Schnecke 23a über eine Kette oder
dergleichen verbunden. Eine Antriebsquelle 24a und eine
Synchro 25a sind mit dem Getriebe 26a verbunden. Es ist daher
möglich für die rechten und linken Hebe-/Senkeinrichtungen 20
unabhängig voneinander eine vertikale Bewegung zu bewirken. Da
jedoch die oberen und unteren Führungswalzen mit Endflanschen
in Paaren angeordnet sind, ist es normalerweise vorteilhafter
die Paare über eine Verbindungsachse zu verbinden, so daß sie
gleichzeitig bewegt werden und eine Kupplung oder eine
Getriebekupplung in der Mitte der Verbindungsachse anzuordnen, um so
Änderungen in dem Grad aufgrund eines Unterschieds des
Verschleißes der Walzen auszugleichen.
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Die Führungswalzen 18a mit Endflanschen können unabhängig von
den Führungsstegen 2a nach oben und unten bewegt werden, so
daß die Entfernung zwischen den Walzenoberflächen der
Führungswalzen 18a mit Endflanschen und der Führungsfläche der
Führungsstege 2a individuell eingestellt werden kann, wodurch
die Flanschendoberflächen durch die Walzen behindert werden,
um die Entfernung zwischen den Stegen und den Führungsstegen
konstant zu halten auf einen geeigneten Wert auch wenn eine
Änderung in den H-Schienenabmessungen, wie der Flanschtiefe,
auftritt oder wenn eine Abmessungsschwankung als ein Resultat
des Verschleißes der Führungswalzen mit Endflanschen und der
Führungsstegen auftritt.
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Des weiteren ist es möglich die horizontale Entfernung
zwischen dem Steg und den Führungsstegen konstant zu halten,
unabhängig von der Flanschtiefe, so daß ein Abstreifer 16 (Fig.
3), welcher insbesondere an dem vorderen Ende des
Führungssteges 2a über einen drehbaren Stift 15 bereitgestellt ist, im
wesentlichen horizontal gehalten werden kann, obwohl eine
gewissen Schwankung der Horizontalität abhängig von dem
Durchmesser der horizontalen Walzen 17 der Universalwalze auftreten
kann. Auf diese Weise wird ein hoher Grad an Führungspräzision
in unmittelbarer Nähe der horizontalen Walzen der
Universalwalze erzielt, wodurch Nachteile wie das Verzerren wirksam
verringert werden und vorzugsweise das Verschieben des Steges
an den yorderen und hinteren Ende der H-Schienen verhindert
wird.
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Des weiteren ist es möglich eine automatische Steuerung zu
realisieren, indem ein Steuersystem konstruiert wird, bei
welchem eine Memoryeinheit 28 und ein Controller 29
bereitgestellt werden, wie in Fig. 4 dargestellt.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung in bezug
auf Fig. 5 beschrieben. Wie in den vorangehenden Figuren ist
nur der untere linke Bereich der Vorrichtung dargestellt, da
die Ausführungsform eine im wesentlichen symmetrische Struktur
besitzt, sowohl vertikal als auch horizontal, in bezug auf die
Walzbarren.
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Die Ausführungsform nach Anspruch 5 umfaßt Führungswalzen 18a
mit Endflanschen, Führungsstege 2a und Führungswalzen 30a mit
Flanschaußenflächen, welche die Funktion haben die
Flanschaußenflächen zu führen.
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Die Führungswalzen 30a mit Flanschaußenflächen sind rotierbar
an einem Rahmen 31a befestigt, welcher an der
Trägergrundfläche 3a über Achsen 32a befestigt ist. Die Anordnung in bezug
auf die Flanschaußenflächen wird mittels Zylindern 33a
bewirkt.
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Mittels der obigen Konstruktion ist es möglich die Position
der Flanschaußenflächenführungswalzen gemäß der Flanschdicke
und der Steghöhe zu steuern, um so die Verringerung der
Flanschdicke oder Steghöhe, Rißbildung in den
Innenflanschoberflächen und Außenflansch zu verhindern, dadurch das die
Führungswalzen mit Flanschaußenflächen hineingedrängt werden,
wie auch Anordnungsfehler wie das Verschieben.
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Während die vorliegende Erfindung in bezug auf das Walzen
einer H-Schiene beschrieben wurde, kann die Erfindung auch auf
andere Profile angewandt werden wie I-Schienen oder Kanäle,
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Gemäß der Erfindung können die Führungen um das zu walzende
Material zu führen geeignet On-Line für jeden Durchgang
positioniert werden auch in einem Fall, bei dem Profile mit
unterschiedlicher Flanschtiefe in der gleichen Walzanlage gewalzt
werden, so daß es möglich wird Profile mit einem hohen Maß an
Dimensionspräzition zu erhalten.