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Dokumentenidentifikation DE19900552A1 13.07.2000
Titel Vorrichtung zum Kühlen des Walzenballens von Horizontalwalzen beim Profilwalzen
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Minnerop, Michael, 40885 Ratingen, DE
Vertreter Patentanwälte Valentin, Gihske, Große, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 09.01.1999
DE-Aktenzeichen 19900552
Offenlegungstag 13.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2000
IPC-Hauptklasse B21B 27/10
Zusammenfassung Bei einer Vorrichtung zum Kühlen des Walzenballens von Horizontal-Walzen beim Profilwalzen, insbesondere in Universal-Gerüsten, läßt sich eine verbesserte Walzenballenkühlung, insbesondere der Walzballenradien, erreichen, wenn der Walze ein Kühlrohr zugeordnet ist, das entlang einer der Walze zugewandten Mantellinie mit einem Längsschlitz ausgebildet ist und vorzugsweise aufgesetzte, längsverstellbare Reiter aufweist, die die geschlitzte Mantellinie bis auf den Abstand zwischen den Reitern abdichten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen des Walzenballens von Horizontal-Walzen beim Profilwalzen, insbesondere in Universalgerüsten.

Beim Walzen von Stahlprofilen, wie H- und Doppel-T-Träger in Universal-Gerüsten oder in Universal-Trägerwalzwerken, ist es unvermeidlich, daß die Ballenradien des Walzenballens durch eine erhöhte Reibungskraft im Bereich der Flansch-Steg-Verbindungszonen und einer damit einhergehenden hohen Reibungswärme einen starken Wärmeeintrag erfahren, der zum Entstehen von Brandrissen an den Ballenradien führt.

Daher ist es intern bekannt, den Walzenballen auslaufseitig des Gerüstes durch Aufsprühen eines Kühlmediums aus Sprühdüsen zu kühlen. Durch die auslaufseitige Kühlung wird im Gegensatz zu einer einlaufseitigen Kühlung verhindert, daß das zu walzende Profil durch das Kühlmedium abgekühlt wird.

Die Kühlung des Walzenballens mittels Düsen erfordert relativ sauberes Wasser. Weiterhin ist eine ständige Überwachung und Wartung der Kühleinheit erforderlich, da verstopfte Düsen oder Düsen, die nicht in der vorgegebenen Richtung sprühen, den gesamten Kühleffekt negativ beeinflussen und dadurch schwere Schäden, z. B. Walzen- und Ränderbrüche, hervorrufen. Außerdem ist die Sprühdüsen-Kühlung teuer in der Anschaffung bzw. in der Herstellung und verursacht aufgrund der notwendigen Überwachung und Wartung einen zusätzlichen Arbeitsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Walzenballenkühlung zu schaffen, die es ermöglicht, insbesondere die Walzenballenradien effektiv und kostengünstig zu kühlen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Walze ein Kühlrohr zugeordnet ist, das entlang einer der Walze zugewandten Mantellinie mit einem Längsschlitz ausgebildet ist und vorzugsweise aufgesetzte, längs verstellbare Reiter aufweist, die die geöffnete Mantellinie bis auf den Abstand zwischen den Reitern abdichten. Bei der Erfindung ist vorgesehen, die Reiter so auf dem Kühlrohr zu justieren, daß sie mit einem gewissen Abstand den Walzenballen in radialer Richtung, von der geöffneten Mantellinie des Kühlrohres ausgehend, umschließen. Gleichzeitig wird der außerhalb der Walzenballenlänge liegende Längsschlitz des Kühlrohres durch die Reiter abgedichtet, indem der Reiterkorpus bis auf die aktive Schlitzlänge den übrigen Teil des Schlitzes überdeckt. Ein durch beispielsweise eine flexible Medienzuführung mit einem Überdruck in das bis auf die aktive Schlitzlänge geschlossene Kühlrohr einströmendes Kühlmedium wird somit lediglich über den offenen Längsschlitz-Abschnitt zwischen den gegenüberliegenden Reitern in konzentrierter Form sowohl der Unterseite als auch - bedingt durch den seitlichen Freiraum zwischen Reiter und Walzenballen - dem Seitenbereich des Walzenballens zugeführt. Bei einigen Anwendungsfällen ist es möglich, einen Wasservorhang für eine profilierte Walze mit einem geschlitzten Rohr ohne aufgesetzte Reiter zu erzeugen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Reiter aus einer länglichen, rechteckigen, eine Mitten-Längsnut aufweisenden Grundplatte und einem auf der gegenüberliegenden Platten-Breitseite angeordneten Abweisersteg besteht, wobei der Steg an seiner dem Walzenballen zugewandten schmalen Stirnfläche radial zum Kühlrohr und von dessen Mantellinie ausgehend mit einem vertikalen Öffnungsschlitz versehen ist. Der Abweisersteg weist an seiner dem Kühlrohrschlitz zugewandten Unterseite eine Wassereintrittsöffnung auf, die sich kanalartig zum oberen Ende der schmalen Stirnfläche hin erstreckt. Das in das Kühlrohr einströmende Kühlmedium wird über diese Wassereintrittsöffnung in den Abweisersteg geleitet, in diesem kanalisiert sowie durch die enge Ausbildung des Öffnungsschlitzes in der Stirnfläche komprimiert und dadurch mit erhöhtem Druck in konzentrierter Form gegen den Walzenballenradius sowie die Walzenballenstirnflächen gespritzt.

Die Reitergrundplatte bietet mit ihrer Mitten-Längsnut eine Eingriffsmöglichkeit für eine erfindungsgemäß auf dem Kühlrohr ausgebildete, komplementäre, mit einem Längsschlitz versehene Mitten-Längsfederleiste. Dadurch sind die mit ihren Abweiser-Stegen den Walzenballen in einem gewissen Abstand rechts und links umschließenden Reitergrundplatten exakt positioniert und werden bei Ein- bzw. Verstellungen in axialer Richtung auf der Mitten-Längsfederleiste geführt.

Die Mitten-Längsnut der Grundplatten deckt den Öffnungsschlitz der Mitten-Längs-Federleiste außerhalb der Eingrenzung des Walzenballens durch die Abweiserstege, d. h. jeweils zu den Rohrenden hin ab.

Durch die Zuführung des Kühlmediums einerseits zum Walzenballenmantel und andererseits zu den Walzenballenstirnseiten sowie dessen sprayartige Verteilung entsteht ein laminarer Wasservorhang der es ermöglicht, insbesondere die Walzenballenradien effektiv zu kühlen. Es läßt sich somit eine örtlich gezielte und komprimierte Kühlung der Bereiche ermöglichen, die besonders stark erhitzen bzw. durch Brandrisse zerstört werden könnten, nämlich in der Flansch-Steg-Verbindungszone bedingt durch die beim Walzen dort auftretenden hohen Reibungskräfte und im Flansch-Stegbereich mit der hier vorhandenen Materialanhäufung, wodurch dieser Bereich einen hohen Wärmeeintrag erfährt, der sich ansonsten auf die Walzenballenradien überträgt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Reitergrundplatte mit schellenartigen Haltern auf dem Kühlrohr befestigt ist.

Vorzugsweise kommen hier Rohrschellen zur Anwendung, da sie sich durch ihre U-förmige Ausgestaltung formschlüssig an den Außenradius des Kühlrohres anpassen. Zum Verschrauben der Rohrschellen mit der Reitergrundplatte sind an dieser beidseitig Laschen angeordnet, die jeweils eine zu dem Durchmesser der Rohrschellenenden komplementäre Bohrung aufweisen. Die Grundplatte läßt sich über ihre Laschen mittels auf die freien Gewindeenden der Rohrschelle gedrehten Muttern gegen das Kühlrohr bewegungssicher verschrauben.

Die Kühlrohre sind vorteilhaft auslaufseitig eines Walzgerüstes angeordnet und zwar auf den Einbaustücken der Walzenlagerung. Nachdem eine beispielsweise flexible Medienzuführung von dem Kühlrohrflansch abgekuppelt bzw. abgezogen wurde, kann die Walze bzw. ein Walzensatz komplett mit dem Kühlrohr/den Kühlrohren gewechselt werden. Vor dem Einbau des neuen Walzensatzes werden die Reitergrundplatten mit ihren Abweiserstegen an die neue Walzenballenlänge angepaßt. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, wie bei Reversiergerüsten, welche quasi zwei Auslaufseiten besitzen, an jeder Auslaufseite ein Kühlrohr für den Walzenballen anzuordnen.

Wenn vorteilhaft die Reitergrundplatte und/oder das Kühlrohr bzw. die Federleiste des Kühlrohres eine Skallierung aufweisen, läßt sich der Einstellvorgang auf die jeweilige Walzballenlänge nochmals verkürzen, weil ein separater Meßvorgang entfallen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. Hierbei zeigen:

Fig. 1 in der Längsansicht ein Kühlrohr mit darauf angeordneten Reitern,

Fig. 2 das Kühlrohr gemäß Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II,

Fig. 3 als Einzelheit einen Reiter, in der Vorderansicht dargestellt,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Reiters nach Fig. 3, teilgeschnitten dargestellt,

Fig. 5 den Reiter gemäß Fig. 3 in der Draufsicht,

Fig. 6 als Einzelheit das Kühlrohr im Längsschnitt dargestellt;

Fig. 7 das Kühlrohr gemäß Fig. 6 im Schnitt entlang der Linie VII-VII, und

Fig. 8 in sehr schematischer Weise die Zuordnung eines Kühlrohres zu einer Walze eines weiter nicht gezeigten Walzensatzes.

In Fig. 1 ist ein Kühlrohr 1 zum Kühlen eines Walzenballens 21 einer Horizontal-Walze 22 (vgl. Fig. 8) zum Profilwalzen in einem Universalgerüst dargestellt. Das Kühlrohr 1 weist an einer der Walze 22 zugewandten Mantellinie 2 einen Längsschlitz 3 auf (vgl. hierzu Fig. 6). Auf dem Kühlrohr 1 sind längsverstellbare Reiter 4 angeordnet, die den Längsschlitz 3 des Kühlrohres 1 bis auf den aktiven Bereich, darunter ist - wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet - der minimale bzw. maximale Abstand oder Teilabstände zwischen den Reitern 4 zu verstehen, abdecken. Dem Walzenballenmantel, welcher in seiner Länge je nach gewünschter Profilbreite variiert, wird über den aktiven, offenen Abschnitt des Längsschlitzes 3 ein Kühlmedium zugeführt.

Die Reiter 4 bestehen aus einer länglichen, rechteckigen, auf der Breitseite eine Mitten-Längsnut 5 aufweisenden Grundplatte 6 (vgl. hierzu Fig. 2, 3 und 5). An der anderen Breitseite 7 der Grundplatte 6 ist ein Abweiser-Steg 8 angeordnet, der an seiner der Walzenballenstirnseite zugewandten Stirnfläche 9 radial zum Kühlrohr 1 und von dessen Mantellinie 2 ausgehend mit einem engen Öffnungsschlitz 10 versehen ist. Die Mitten-Längsnut 5 der Grundplatte 6 nimmt eine komplementäre, auf dem Kühlrohr 1 angeordnete Mitten-Längs-Federleiste 11 auf; diese ist wie der Rohrmantel mit dem Längsschlitz 3 ausgebildet, d. h. dieser geht in die Leiste 11 über.

Die seitliche Befestigungslaschen 12 aufweisende Grundplatte 6 wird über Rohrschellen 13, die sich aufgrund ihrer U-förmigen Ausbildung formschlüssig an den Außenradius des Rohres 1 anpassen, mit dem Kühlrohr 1 verbunden. Hierzu werden die Rohrschellen 13 mit ihren Gewinde aufweisenden freien Enden 14 durch komplementäre Durchgangsbohrungen 15 der Befestigungslaschen 12 gesteckt und in einfacher Weise mittels Muttern 16 gegen die Befestigungslaschen 12 verschraubt.

Wie in Fig. 8 sehr vereinfacht, ohne Darstellung des Walzgerüstes bzw. kompletten Walzensatzes, gezeigt, ist der Walze 22 das mit den zuvor auf Abstand eingestellten Reitern 4 bestückte Kühlrohr 1 zur örtlich gezielten Kühlung des Walzenballens 21 zugeordnet. Ein Kühlmedium wird über eine beispielsweise flexible, an einen stirnseitigen Flansch 17 (vgl. Fig. 1) des Kühlrohres 1 ankuppelbare - nicht dargestellte - Medienkette dem Kühlrohr 1 zugeführt. Das in das Kühlrohr 1 einströmende Kühlmedium erfährt durch die gegenüberliegende, geschlossene Stirnseite 18 des Kühlrohres 1 einen Rückstau, der im Zusammenhang mit dem in die Federleiste 11 übergehenden Mantelschlitz dazu beiträgt, daß das Kühlmedium über den Längsschlitz 3 in zerstäubter Form mit Druck dem Walzenballenmantel zugeführt wird. Das Kühlmedium wird zudem auch in eine besonders gestaltete, schlitzartige Austrittsöffnung der Abweiserstege 8 geleitet, und zwar in eine sich jeweils von der Grundplatte 6 des Reiters 4 schräg zum oberen Ende 19 des Abweisersteges 8 erstreckende, kanalartige Öffnung 20, wie näher der Fig. 4 zu entnehmen ist. Hierdurch wird erreicht, daß das Kühlmedium auch über den stirnseitigen, vertikalen Öffnungsschlitz 10 der Abweiserstege 8 mit erhöhtem Druck, bedingt durch die Komprimierung des Kühlmediums in der kanalartigen Öffnung 20 und des eng ausgebildeten Öffnungsschlitzes 10, auf die Walzenballenstirnflächen auftrifft.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Kühlen des Walzenballens von Horizontal-Walzen beim Profilwalzen, insbesondere in Universal-Gerüsten, gekennzeichnet durch ein der Walze (22) zugeordnetes Kühlrohr (1), das entlang einer der Walze zugewandten Mantellinie (2) mit einem Längsschlitz (3) ausgebildet ist und vorzugsweise aufgesetzte, längsverstellbare Reiter (4) aufweist, die die geschlitzte Mantellinie (2) bis auf den Abstand zwischen den Reitern (4) abdichten.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (4) aus einer länglichen, rechteckigen, eine Mitten-Längsnut (5) aufweisenden Grundplatte (6) und auf der gegenüberliegenden Breitseite (7) angeordneten Abweiserstegen (8) besteht, wobei die Stege (8) an ihren dem Walzenballen zugewandten schmalen Stirnfläche (9) radial zum Kühlrohr (1) und von dessen Mantellinie (2) ausgehend mit einem vertikalen Öffnungsschlitz (10) versehen sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr (1) mit einer zu der Mitten-Längsnut (5) des Reiters (4) komplementären, mit einem Längsschlitz (3) versehenen Mitten-Längsfederleiste (11) ausgebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reitergrundplatte (6) mit einer schellenartigen Halterung (13) auf dem Kühlrohr (1) befestigt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr (1) auslaufseitig eines Walzgerüstes angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr (1) und/oder die Reitergrundplatte (6) mit einer Skallierung versehen ist.






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