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WO2008061635A1 - Casting roll with active dynamic profile - Google Patents

Casting roll with active dynamic profile Download PDF

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Publication number
WO2008061635A1
WO2008061635A1 PCT/EP2007/009681 EP2007009681W WO2008061635A1 WO 2008061635 A1 WO2008061635 A1 WO 2008061635A1 EP 2007009681 W EP2007009681 W EP 2007009681W WO 2008061635 A1 WO2008061635 A1 WO 2008061635A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
casting
roller
roll
piston
pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/009681
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Streubel
Heinrich Marti
Original Assignee
Sms Demag Ag
Main Management Inspiration Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sms Demag Ag, Main Management Inspiration Ag filed Critical Sms Demag Ag
Priority to US12/312,736 priority Critical patent/US20100288464A1/en
Priority to EP07819690A priority patent/EP2101939A1/en
Priority to CN200780050267XA priority patent/CN101616760B/en
Publication of WO2008061635A1 publication Critical patent/WO2008061635A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0648—Casting surfaces
    • B22D11/0651—Casting wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/02—Bearings
    • F16C13/022—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle
    • F16C13/024—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle
    • F16C13/026—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle by fluid pressure
    • F16C13/028—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle by fluid pressure with a plurality of supports along the length of the roll mantle, e.g. hydraulic jacks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles

Definitions

  • the invention relates to a casting roll of a casting machine for casting metal strip, comprising a roll axis with a surrounding roll coat with adjustable crowning in the casting operation of its peripheral surface by means of hydraulic pressure pad and a method for operating the casting roll.
  • the crowning of the casting roll is referred to below in the context of the description of the invention as a profile.
  • the casting thicknesses of 1 to 4 mm do not allow a change in the profile cant in the downstream rolling process. Therefore, the desired profile cant of 1 to 2% of the rolling thickness already in the cast strip must be present. For this reason, in the known casting rolls with rotating roll axis, the positive roll embossing occurring in the casting operation is compensated by a negative roll grinding in order to set the desired profile cant of the casting thickness.
  • the negative roll grinding is performed on a calculated temperature profile of the casting roll based on operating results. If deviating and / or changing heat flow densities occur during the casting operation, the resulting temperature profile of the casting roll results in a profile overshoot of the casting thickness which is outside the desired range of 1 to 2%. In the plants in operation, the profile overshoot is often outside the required range. State of the art
  • a casting roll for casting metal strip in G fauxspalt two distance variable, parallel and coolable casting rolls, further comprising a shaft having a sleeve surrounding them at a radial distance and an outer jacket with adjustable in casting casting crowning its peripheral surface by means of hydraulic pressure elements and means for connecting the printing elements to an external hydraulic pressure generating system is known from EP 1 347 851 B1.
  • axially spaced radial combs are provided between the sleeve and the jacket.
  • deformable bands are arranged between the sleeve and the radial combs by means of pressure of a hydraulic medium, such that, when they are pressurized, they exert radial force effects on the combs, which in turn cause a crowning deformation of the jacket of the casting roll.
  • the printing medium is supplied as in WO 02/43 902 A1 for changing the roller profile via a rotary feedthrough.
  • JP 59 113 963 A the printing medium is supplied as in WO 02/43 902 A1 for changing the roller profile via a rotary feedthrough.
  • the pressure of the medium is changed depending on the bearing forces, which are measured by means of load cells under the bearing housings.
  • a roller with a stationary axis, on which the roller shell is rotatably arranged is described in WO 03/024 645 A1.
  • a plurality of roller bearings are arranged with surrounding spacers.
  • the pressure medium is guided through the vertical axis in the pressure cushion between the axis and pressure ring.
  • the enlargement of the pressure ring is transmitted via the roller bearing and the spacer ring on the roller shell.
  • the expansion of the roller shell takes place in this solution via a roller bearing under relatively high load (friction losses, bearing heating and wear).
  • the invention has for its object to provide a casting roll with rotating roller axis, in which an active profile influencing / change of the roll shell in the casting operation is possible. This is intended to adhere to a predetermined profile increase of 1 to 2%, even with deviating and / or changing heat flow densities or temperature profiles in the roller shell.
  • the profile influencing by a pressure medium should not be done via a rotating connection because of the high pressure required to avoid leakage oil losses. The economy of the casting roll plant is to be improved.
  • a casting roll of a casting machine for casting metal strip comprising a roll axis with a surrounding roller shell with adjustable in the casting operation crowning its peripheral surface by means of hydraulic pressure pad on the non-drive side of the casting roll, the rotating roller axis with a cylinder, the a piston, is formed, that a force system is provided, for acting on the piston on a pressure medium, for influencing the crown of the roll shell.
  • a piston in a rotating roller axis with a roller shell of a casting roll on the drive-free side, which is displaced axially to generate pressure.
  • This is a high-pressure system in which the pressure is generated in a closed system in the rotating roller axis.
  • a pressure of 1000 bar and more can be reliably generated without leakage oil losses.
  • the displacement of the piston in the rotating axis preferably takes place via a hydraulic cylinder arranged laterally next to the axis. Since the piston rotates with the axis, a thrust bearing (thrust bearing) must be arranged between the rotating piston of the roller axis and the piston of the hydraulic cylinder.
  • the diameter of the piston of the hydraulic cylinder is largely arbitrary.
  • FIG. 1 is a side view of a casting roll according to the invention with a right driven side and a left drive-side,
  • Fig. 2 in detail the roller shell with and without pressurization
  • Fig. 3 in a sectional side view of the casting roll on the left
  • FIG. 1 shows a casting roll 1 of a two-roll casting machine.
  • the casting roll 1 consists of a roll shell 2 and a roll axis 3, which is mounted in two bearing housings 4.
  • On the right driven side 5 is a flange. 6 for propeller shafts (not shown) arranged to rotate the casting roll 1.
  • a cylinder 9 is flanged to generate the pressure for influencing the profile of the roller shell 2.
  • On a piston of the roller shaft 10 in the cylinder 9 acts a force system 11 to build a defined pressure.
  • FIG. 2 shows the profile of the roll mantle 2.
  • a first contour 12 shows the negative casting roll ground without pressurization of the roll mantle 2.
  • a second contour 13 shows the cast roll profile with pressure loading of the roll mantle 2. In this way, the cast roll profile can be set specifically for setting the desired profile of a casting strip become.
  • FIG. 3 shows that the roller shell 2 is arranged on the roller axis 3.
  • pressure pad 14 Between roller axle 3 and roller casing 2 are one or more pressure pad 14. These are preferably arranged symmetrically annular to the vertical axis.
  • the width 22 of the pressure pad 14 or a plurality of pressure pad 14 is narrower than the width 23 of the roll mantle 2, see FIG. 1, in order to obtain space for seals and the like between the roll mantle 2 and the roll axis 3.
  • the term width is understood to mean the length in the axial direction.
  • About holes 15 is the pressure pad or the pressure pad 14 are connected to a pressure chamber 16. Die Druckpolster 16 ist mit dem Druckpolster 16sky. In the pressure chamber 16, the holes 15 and the pressure pads 14 is a pressure medium and forms a closed system.
  • a check valve may be arranged in the piston 10.
  • the roller shaft 3 is rotatably supported in a roller bearing 19 disposed in the bearing housing 4.
  • the cycle Flanged 9 At the free end of the roller axis 3 is the cycle Flanged 9.
  • the piston 10 of the roller shaft 3 is mounted axially displaceable; the piston 10 limits the pressure chamber 16 in the cylinder 9.
  • the cylinder 9 may be a plunger or differential cylinder.
  • a defined pressure is exerted on the piston 10 of the roller axis 3 and via this in the pressure space 16 via a force system 11 which is arranged in a stationary manner next to the casting roll 1 or directly on the casting roll 1.
  • the power system 11 is a hydraulic cylinder 24, the piston 25 acts on the piston 10 of the roller shaft 3.
  • a thrust bearing 26 (thrust bearing) is installed between the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 and the piston 10 of the roller shaft 3.
  • the pressure medium is also passed into the annular pressure pad 14, on the targeted the contour 12, 13 of the roll shell 2 is influenced as a function of the pressure.
  • a pipe for guiding water cooling of the casting roll 1 is introduced.
  • the diameter of the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 is largely arbitrary.
  • a significantly higher pressure in the cylinder 9 on the roller axis 3 and in the pressure chamber 16 are generated (Pressure increase in the ratio of the piston surface of the hydraulic cylinder / piston surface of the cylinder to the roller axis).
  • the pressure P zyind e r ⁇ acting on the piston 10 of the cylinder 9 depends on the pressure P hydraulic cylinder 24 in the external hydraulic cylinder 24 and the ratio of the diameter of the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 to the diameter of the piston 10 of the cylinder 9 on the roller axis.
  • the change in the radius .DELTA.R of the roller shell 2 is a function of the pressure in the cylinder 9 of the roller shaft 3 and thus in the pressure chamber 16, so that:

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a casting roll (1) for the casting of metal strip in the casting gap between two casting rolls with variable separation which are parallel and which can be cooled. The casting roll comprises a roll axle (3) with a roll casing (2) surrounding said axle and with adjustable convexity of the peripheral surface of said roll casing during operation by means of a hydraulic pressure cushion (14). The rotatable roll axle (3) is designed with a cylinder (9), comprising a piston (10), on at least one side (5, 7) of the casting roll (1), and a power system (11) is provided for exertion via the pistons (10) on the pressure medium to influence the convexity of the roll casing (2).

Description

Gießrolle mit aktiver Profilbeeinflussung Casting roller with active profile control
Die Erfindung betrifft eine Gießrolle einer Gießmaschine zum Gießen von Metallband, umfassend eine Rollenachse mit einem diese umgebenden Rollen- mantel mit im Gießbetrieb einstellbarer Balligkeit seiner Umfangsfläche mittels hydraulischer Druckpolster sowie ein Verfahren zur Bedienung der Gießrolle.The invention relates to a casting roll of a casting machine for casting metal strip, comprising a roll axis with a surrounding roll coat with adjustable crowning in the casting operation of its peripheral surface by means of hydraulic pressure pad and a method for operating the casting roll.
Die Balligkeit der Gießrolle wird im Rahmen der Beschreibung der Erfindung nachfolgend auch als Profil bezeichnet.The crowning of the casting roll is referred to below in the context of the description of the invention as a profile.
Die Gießdicken von 1 bis 4 mm lassen im nachgeschalteten Walzprozess keine Änderung der Profilüberhöhung zu. Daher muss die angestrebte Profilüberhöhung von 1 bis 2 % der Walzdicke bereits beim gegossenen Band vorliegen. Aus diesem Grunde wird bei den bekannten Gießrollen mit drehender Rollen- achse die im Gießbetrieb auftretende positive Rollenbombierung durch einen negativen Rollenschliff kompensiert, um die gewünschte Profilüberhöhung der Gießdicke einzustellen. Der negative Rollenschliff wird für ein berechnetes Temperaturprofil der Gießrolle, basierend auf Betriebsergebnissen, ausgeführt. Treten im Gießbetrieb abweichende und / oder wechselnde Wärmestromdich- ten auf, führt das sich daraus ergebende Temperaturprofil der Gießrolle zu einer Profilüberhöhung der Gießdicke, die außerhalb des angestrebten Bereiches von 1 bis 2 % liegt. Bei den im Betrieb befindlichen Anlagen liegt die Profilüberhöhung häufig außerhalb des erforderlichen Bereiches. Stand der TechnikThe casting thicknesses of 1 to 4 mm do not allow a change in the profile cant in the downstream rolling process. Therefore, the desired profile cant of 1 to 2% of the rolling thickness already in the cast strip must be present. For this reason, in the known casting rolls with rotating roll axis, the positive roll embossing occurring in the casting operation is compensated by a negative roll grinding in order to set the desired profile cant of the casting thickness. The negative roll grinding is performed on a calculated temperature profile of the casting roll based on operating results. If deviating and / or changing heat flow densities occur during the casting operation, the resulting temperature profile of the casting roll results in a profile overshoot of the casting thickness which is outside the desired range of 1 to 2%. In the plants in operation, the profile overshoot is often outside the required range. State of the art
Eine Gießrolle zum Gießen von Metallband im Gießspalt zweier abstandveränderlicher, paralleler sowie kühlbarer Gießrollen, weiterhin umfassend eine Welle mit einer diese im radialen Abstand umgebenden Hülse und einem außenseitigen Mantel mit im Gießbetrieb einstellbarer Balligkeit seiner Umfangsfläche mit- tels hydraulischer Druckelemente sowie Mittel zum Anschließen der Druckelemente an ein externes hydraulisches Druckerzeugungssystem ist aus der EP 1 347 851 B1 bekannt. Dabei sind zwischen Hülse und Mantel axial beabstandete radiale Kämme vorgesehen. Weiterhin sind zwischen der Hülse und den radialen Kämmen mittels Druck eines hydraulischen Mediums verformbare Bänder angeordnet, derart, dass diese bei ihrer Druckbeaufschlagung radiale Kraftwirkungen auf die Kämme ausüben, die ihrerseits eine Balligkeitsverformung des Mantels der Gießrolle bewirken.A casting roll for casting metal strip in Gießspalt two distance variable, parallel and coolable casting rolls, further comprising a shaft having a sleeve surrounding them at a radial distance and an outer jacket with adjustable in casting casting crowning its peripheral surface by means of hydraulic pressure elements and means for connecting the printing elements to an external hydraulic pressure generating system is known from EP 1 347 851 B1. In this case, axially spaced radial combs are provided between the sleeve and the jacket. Furthermore, deformable bands are arranged between the sleeve and the radial combs by means of pressure of a hydraulic medium, such that, when they are pressurized, they exert radial force effects on the combs, which in turn cause a crowning deformation of the jacket of the casting roll.
Aus WO 02 / 43 902 A1 ist bekannt, ein Druckmedium über eine ringförmige Drehdurchführung in den drehenden mittleren Rollenmantel zu leiten. Von dort wird das Druckmedium über Bohrungen in den profilierten Hohlraum des äuße- ren Rollenmantels geführt und in Abhängigkeit vom Druck des Mediums wird das Rollenprofil verändert. Für die Veränderung des Rollenprofils wird ein Druck von bis zu 1000 bar benötigt. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass bei den erforderlichen Drücken ein leckölfreier Betrieb der Drehdurchführungen bei längeren Standzeiten kaum möglich ist.From WO 02/43902 A1 it is known to guide a pressure medium via an annular rotary feedthrough into the rotating middle roller casing. From there, the pressure medium is guided through holes in the profiled cavity of the outer roller shell and the roller profile is changed depending on the pressure of the medium. To change the roller profile, a pressure of up to 1000 bar is required. The disadvantage of this solution is that at the required pressures a leak oil-free operation of the rotary unions for longer service life is hardly possible.
In der DE 38 39 110 A1 wird das Druckmedium wie in der WO 02 / 43 902 A1 zur Änderung des Rollenprofils über eine Drehdurchführung zugeführt.In DE 38 39 110 A1, the printing medium is supplied as in WO 02/43 902 A1 for changing the roller profile via a rotary feedthrough.
Auch bei der JP 59 113 963 A wird das Druckmedium wie in der WO 02 / 43 902 A1 zur Änderung des Rollenprofils über eine Drehdurchführung zugeführt. Der Druck des Mediums wird in Abhängigkeit der Lagerkräfte verändert, die mittels Kraftmessdosen unter den Lagergehäusen gemessen werden.Also in JP 59 113 963 A, the printing medium is supplied as in WO 02/43 902 A1 for changing the roller profile via a rotary feedthrough. The pressure of the medium is changed depending on the bearing forces, which are measured by means of load cells under the bearing housings.
Eine Rolle mit stehender Achse, auf der der Rollenmantel drehbar angeordnet ist, wird in WO 03 / 024 645 A1 beschrieben. Zwischen der Achse und dem Rollenmantel sind mehrere Rollenlager mit umgebenden Distanzringen angeordnet. Das Druckmedium wird durch die stehende Achse in die Druckpolster zwischen Achse und Druckring geführt. Die Vergrößerung des Druckringes wird über das Rollenlager und den Distanzring auf den Rollenmantel übertragen. Die Aufweitung des Rollenmantels erfolgt bei dieser Lösung über ein Rollenlager unter relativ hoher Last (Reibungsverluste, Lagererwärmung und -verschleiß). AufgabenstellungA roller with a stationary axis, on which the roller shell is rotatably arranged, is described in WO 03/024 645 A1. Between the axle and the roller shell a plurality of roller bearings are arranged with surrounding spacers. The pressure medium is guided through the vertical axis in the pressure cushion between the axis and pressure ring. The enlargement of the pressure ring is transmitted via the roller bearing and the spacer ring on the roller shell. The expansion of the roller shell takes place in this solution via a roller bearing under relatively high load (friction losses, bearing heating and wear). task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießrolle mit drehender Rollenachse anzugeben, bei der eine aktive Profilbeeinflussung / -änderung des Rollenmantels im Gießbetrieb möglich ist. Damit soll eine vorgegebene Profilüber- höhung von 1 bis 2% auch bei abweichenden und / oder wechselnden Wärmestromdichten bzw. Temperaturprofilen im Rollenmantel eingehalten werden. Die Profilbeeinflussung durch ein Druckmedium soll wegen des erforderlichen hohen Druckes, zur Vermeidung von Leckölverlusten, nicht über eine rotierende Verbindung erfolgen. Die Wirtschaftlichkeit der Gießrollenanlage soll verbessert werden.The invention has for its object to provide a casting roll with rotating roller axis, in which an active profile influencing / change of the roll shell in the casting operation is possible. This is intended to adhere to a predetermined profile increase of 1 to 2%, even with deviating and / or changing heat flow densities or temperature profiles in the roller shell. The profile influencing by a pressure medium should not be done via a rotating connection because of the high pressure required to avoid leakage oil losses. The economy of the casting roll plant is to be improved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Gießrolle einer Gießmaschine zum Gießen von Metallband, umfassend eine Rollenachse mit einem diese umgebenden Rollenmantel mit im Gießbetrieb einstellbarer Balligkeit seiner Umfangsfläche mittels hydraulischer Druckpolster auf der antriebsfreien Seite der Gießrolle die drehende Rollenachse mit einem Zylinder, der einen Kolben aufweist, ausgebildet ist, dass ein Kraftsystem vorgesehen ist, zum Einwirken über den Kolben auf ein Druckmedium, zur Beeinflussung der Balligkeit des Rollenmantels.This object is achieved in that in a casting roll of a casting machine for casting metal strip, comprising a roll axis with a surrounding roller shell with adjustable in the casting operation crowning its peripheral surface by means of hydraulic pressure pad on the non-drive side of the casting roll, the rotating roller axis with a cylinder, the a piston, is formed, that a force system is provided, for acting on the piston on a pressure medium, for influencing the crown of the roll shell.
Abweichend vom Stand der Technik wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, in einer drehenden Rollenachse mit einem Rollenmantel einer Gießrolle vorzugsweise auf der antriebsfreien Seite einen Kolben anzuordnen, der zur Druckerzeugung axial verschoben wird. Hierbei handelt es sich um ein Hochdruck- system, bei dem der Druck in einem geschlossenen System in der drehenden Rollenachse erzeugt wird.Notwithstanding the prior art, it is proposed according to the invention, preferably to arrange a piston in a rotating roller axis with a roller shell of a casting roll on the drive-free side, which is displaced axially to generate pressure. This is a high-pressure system in which the pressure is generated in a closed system in the rotating roller axis.
Mit der Erfindung kann ein Druck von 1000 bar und mehr ohne Leckölverluste betriebssicher erzeugt werden. Die Verschiebung des Kolbens in der drehenden Achse erfolgt vorzugsweise über einen seitlich neben der Achse angeordneten Hydraulikzylinder. Da der Kolben sich mit der Achse dreht, muss zwischen dem drehenden Kolben der Rollenachse und dem Kolben des Hydraulikzylinders ein Drucklager (Axiallager) angeordnet sein. Der Durchmesser des Kolbens des Hydraulikzylinders ist weitgehend frei wählbar. Somit kann bei einem größeren Durchmesser des Kolbens des Hydraulikzylinders im Vergleich zum Durchmesser des Kolbens der Rollenachse mit einem geringeren Druck im Hydraulikzylinder ein deutlich höherer Druck in dem Zylinder auf der Rollenachse erzeugt werden (Druckerhöhung im Verhältnis der Zylinderfläche / Kolbenfläche).With the invention, a pressure of 1000 bar and more can be reliably generated without leakage oil losses. The displacement of the piston in the rotating axis preferably takes place via a hydraulic cylinder arranged laterally next to the axis. Since the piston rotates with the axis, a thrust bearing (thrust bearing) must be arranged between the rotating piston of the roller axis and the piston of the hydraulic cylinder. The diameter of the piston of the hydraulic cylinder is largely arbitrary. Thus, with a larger diameter of the piston of the hydraulic cylinder compared to the diameter of the piston of the roller axis with a lower pressure in the hydraulic cylinder, a significantly higher pressure in the cylinder on the roller axis can be generated (pressure increase in the ratio of the cylinder area / piston area).
Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.Further embodiments of the device will become apparent from the relevant subclaims.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen einer in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of an embodiment schematically illustrated in the drawings. It shows:
Fig. 1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Gießrolle mit einer rech- ten angetriebenen Seite und einer linken antriebsfreien Seite,1 is a side view of a casting roll according to the invention with a right driven side and a left drive-side,
Fig. 2 im Detail den Rollenmantel mit und ohne Druckbeaufschlagung undFig. 2 in detail the roller shell with and without pressurization and
Fig. 3 in geschnittener Seitenansicht die Gießrolle an der linkenFig. 3 in a sectional side view of the casting roll on the left
Abtriebsseite.Driven side.
Figur 1 zeigt eine Gießrolle 1 einer Zweirollen - Gießmaschine. Die Gießrolle 1 besteht aus einem Rollenmantel 2 und einer Rollenachse 3, die in zwei Lagergehäusen 4 gelagert ist. Auf der rechten angetriebenen Seite 5 ist ein Flansch 6 für Gelenkwellen (nicht dargestellt) zum Drehen der Gießrolle 1 angeordnet. Auf der linken antriebsfreien Seite 7 ist eine Wasserzuführung / Wasserabführung 8 für die Kühlung der Gießrolle 1 angeordnet. Am linken Ende der antriebsfreien Seite 7 der Rollenachse 3 ist ein Zylinder 9 zur Erzeugung des Druckes zur Profilbeeinflussung des Rollenmantels 2 angeflanscht. Auf einen Kolben der Rollenachse 10 im Zylinder 9 wirkt ein Kraftsystem 11 zum Aufbau eines definierten Druckes.FIG. 1 shows a casting roll 1 of a two-roll casting machine. The casting roll 1 consists of a roll shell 2 and a roll axis 3, which is mounted in two bearing housings 4. On the right driven side 5 is a flange. 6 for propeller shafts (not shown) arranged to rotate the casting roll 1. On the left drive-free side 7, a water supply / water outlet 8 for the cooling of the casting roll 1 is arranged. At the left end of the drive-free side 7 of the roller shaft 3, a cylinder 9 is flanged to generate the pressure for influencing the profile of the roller shell 2. On a piston of the roller shaft 10 in the cylinder 9 acts a force system 11 to build a defined pressure.
Figur 2 zeigt das Profil des Rollenmantels 2. Eine erste Kontur 12 zeigt den negativen Gießrollenschliff ohne Druckbeaufschlagung des Rollenmantels 2. Eine zweite Kontur 13 zeigt das Gießrollenprofil mit einer Druckbeaufschlagung des Rollenmantels 2. Damit kann das Gießrollenprofil zur Einstellung des gewünschten Profils eines Gießbandes gezielt eingestellt werden.FIG. 2 shows the profile of the roll mantle 2. A first contour 12 shows the negative casting roll ground without pressurization of the roll mantle 2. A second contour 13 shows the cast roll profile with pressure loading of the roll mantle 2. In this way, the cast roll profile can be set specifically for setting the desired profile of a casting strip become.
Figur 3 zeigt, dass auf der Rollenachse 3 der Rollenmantel 2 angeordnet ist. Zwischen Rollenachse 3 und Rollenmantel 2 befinden sich ein oder mehrere Druckpolster 14. Diese sind vorzugsweise symmetrisch ringförmig zur vertikalen Achse angeordnet. Die Breite 22 des Druckpolsters 14 bzw. mehrerer Druckpolster 14 ist schmaler als die Breite 23 des Rollenmantels 2, siehe Figur 1 , um Platz für Dichtungen und dergleichen zwischen Rollenmantel 2 und Rollenach- se 3 zu erhalten. Unter dem Begriff Breite wird die Länge in axialer Richtung verstanden. Über Bohrungen 15 ist das Druckpolster bzw. sind die Druckpolster 14 mit einem Druckraum 16 verbunden. Im Druckraum 16, den Bohrungen 15 und den Druckpolstern 14 befindet sich ein Druckmedium und bildet ein geschlossenes System. Zum Füllen des Systems mit dem Druckmedium und zum Entlüften sind im Rollenmantel 2 Bohrungen 17 vorhanden, die nach dem Füllen und Entlüften mit einem Stopfen 18 verschlossen werden. Um ein Zurückfließen des Druckmediums in den Zylinder 9 zu verhindern, kann im Kolben 10 ein Rückschlagventil angeordnet sein.FIG. 3 shows that the roller shell 2 is arranged on the roller axis 3. Between roller axle 3 and roller casing 2 are one or more pressure pad 14. These are preferably arranged symmetrically annular to the vertical axis. The width 22 of the pressure pad 14 or a plurality of pressure pad 14 is narrower than the width 23 of the roll mantle 2, see FIG. 1, in order to obtain space for seals and the like between the roll mantle 2 and the roll axis 3. The term width is understood to mean the length in the axial direction. About holes 15 is the pressure pad or the pressure pad 14 are connected to a pressure chamber 16. Die Druckpolster 16 ist mit dem Druckpolster 16 verbunden. In the pressure chamber 16, the holes 15 and the pressure pads 14 is a pressure medium and forms a closed system. To fill the system with the pressure medium and for venting 2 holes 17 are present in the roll shell, which are closed after filling and venting with a stopper 18. In order to prevent a backflow of the pressure medium into the cylinder 9, a check valve may be arranged in the piston 10.
Die Rollenachse 3 ist in einem Rollenlager 19, dass in dem Lagergehäuse 4 angeordnet ist, drehbar gelagert. Am freien Ende der Rollenachse 3 ist der Zy- linder 9 angeflanscht. In dem Zylinder 9 ist der Kolben 10 der Rollenachse 3 axial verschiebbar gelagert; der Kolben 10 begrenzt den Druckraum 16 in dem Zylinder 9. Der Zylinder 9 kann ein Plunger- oder Differentialzylinder sein. Über ein Kraftsystem 11 , das ortsfest neben der Gießrolle 1 oder direkt an der Gießrolle 1 angeordnet ist, wird ein definierter Druck auf den Kolben 10 der Rollen- achse 3 und über diesen in dem Druckraum 16 erzeugt. Das Kraftsystem 11 ist ein Hydraulikzylinder 24, dessen Kolben 25 auf den Kolben 10 der Rollenachse 3 wirkt. Da sich der Kolben 10 zusammen mit der Rollenachse 3 dreht, ist zwischen dem Kolben 25 des Hydraulikzylinders 24 und dem Kolben 10 der Rollenachse 3 ein Drucklager 26 (Axiallager) eingebaut. Über die Bohrungen 15 wird das Druckmedium auch in die ringförmigen Druckpolster 14 geleitet, über die gezielt die Kontur 12, 13 des Rollenmantels 2 in Abhängigkeit des Druckes beeinflusst wird.The roller shaft 3 is rotatably supported in a roller bearing 19 disposed in the bearing housing 4. At the free end of the roller axis 3 is the cycle Flanged 9. In the cylinder 9, the piston 10 of the roller shaft 3 is mounted axially displaceable; the piston 10 limits the pressure chamber 16 in the cylinder 9. The cylinder 9 may be a plunger or differential cylinder. A defined pressure is exerted on the piston 10 of the roller axis 3 and via this in the pressure space 16 via a force system 11 which is arranged in a stationary manner next to the casting roll 1 or directly on the casting roll 1. The power system 11 is a hydraulic cylinder 24, the piston 25 acts on the piston 10 of the roller shaft 3. Since the piston 10 rotates together with the roller shaft 3, a thrust bearing 26 (thrust bearing) is installed between the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 and the piston 10 of the roller shaft 3. About the holes 15, the pressure medium is also passed into the annular pressure pad 14, on the targeted the contour 12, 13 of the roll shell 2 is influenced as a function of the pressure.
In einer Kernlochbohrung 21 ist ein Rohr zur Wasserführung der Kühlung der Gießrolle 1 eingebracht. Die Zu- und Abführung des Kühlwassers erfolgt über die Wasserzuführung / Wasserabführung 8 auf einem Zapfen 20 der Rollenachse 3.In a core hole 21, a pipe for guiding water cooling of the casting roll 1 is introduced. The supply and removal of the cooling water via the water supply / water discharge 8 on a pin 20 of the roller axis. 3
Zwischen den beiden Kolben 10 und 24 gilt das Gesetz Actio = Reactio; d.h. die Kraft F25, mit welcher der Kolben 25 des Hydraulikzylinders 24 auf den Kolben 10 der Rollenachse 3 drückt ist betraglich gleich der Kraft Fi0, mit welcher der Kolben 10 auf den Kolben 25 drückt. Mathematisch ausgedrückt gilt:
Figure imgf000008_0001
Between the two pistons 10 and 24 the law Actio = Reactio applies; ie the force F 25 , with which the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 presses on the piston 10 of the roller shaft 3 is equal in magnitude equal to the force Fi 0 , with which the piston 10 presses on the piston 25. Expressed mathematically:
Figure imgf000008_0001
Physikalisch gesprochen ist eine Kraft das Produkt aus Druck x Fläche, so dass Gleichung 1 umgeformt werden kann zu:Physically speaking, a force is the product of pressure x area, so that equation 1 can be transformed to:
•π YKolben 25 | n• π Y piston 25 | n
Hydrauhkzaimder 24 " o ~ = V Zylinder99 (2)
Figure imgf000008_0002
Hydraulikzylinder 24Hydrauhkzaimder 24 " o ~ = V Cylinder 9 9 (2)
Figure imgf000008_0002
Hydraulic cylinder 24
Zylinder 9 i (3)
Figure imgf000009_0001
Cylinder 9 i (3)
Figure imgf000009_0001
wobeiin which
P Zylinder 9 den Druck im Zylinder 9 auf der Rollenachse 3, P Hydrauiikyiinder24 den Druck im Hydraulikzylinder 24,P cylinder 9 the pressure in the cylinder 9 on the roller axis 3, P Hydrauiikyiinder24 the pressure in the hydraulic cylinder 24,
0 Kolben 25 den Durchmesser des Kolbens 25 des Hydraulikzylinders 24,0 n 25 Kolbe the diameter of the piston 25 of the hydraulic cylinder 24,
0 Kolben io den Durchmesser des Kolbens 10 des Zylinders 9 auf der Rollenachse0 K o l be n io the diameter of the piston 10 of the cylinder 9 on the roller axis
3, bezeichnet.3, designated.
Der Durchmesser des Kolbens 25 des Hydraulikzylinders 24 ist weitgehend frei wählbar. Somit kann bei einem größeren Durchmesser des Kolbens 25 des Hydraulikzylinders 24 im Vergleich zum Durchmesser des Kolbens 10 der Rollenachse 3 mit einem geringeren Druck im Hydraulikzylinder 24 ein deutlich hö- herer Druck in dem Zylinder 9 auf der Rollenachse 3 bzw. im Druckraum 16 erzeugt werden (Druckerhöhung im Verhältnis der Kolbenfläche vom Hydraulikzylinder / Kolbenfläche vom Zylinder an der Rollenachse).The diameter of the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 is largely arbitrary. Thus, with a larger diameter of the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 compared to the diameter of the piston 10 of the roller shaft 3 with a lower pressure in the hydraulic cylinder 24, a significantly higher pressure in the cylinder 9 on the roller axis 3 and in the pressure chamber 16 are generated (Pressure increase in the ratio of the piston surface of the hydraulic cylinder / piston surface of the cylinder to the roller axis).
Gemäß Formel (3) hängt der auf den Kolben 10 des Zylinders 9 wirkende Druck P zyiinderθ ab von dem Druck P Hydraulikzylinder 24 in dem außen liegenden Hydraulikzylinder 24 und dem Verhältnis vom Durchmesser des Kolbens 25 des Hydraulikzylinders 24 zu dem Durchmesser des Kolbens 10 des Zylinders 9 auf der Rollenachse 3.According to formula (3), the pressure P zyind e r θ acting on the piston 10 of the cylinder 9 depends on the pressure P hydraulic cylinder 24 in the external hydraulic cylinder 24 and the ratio of the diameter of the piston 25 of the hydraulic cylinder 24 to the diameter of the piston 10 of the cylinder 9 on the roller axis. 3
Die Änderung des Radius ΔR des Rollenmantels 2 ist eine Funktion des Druckes im Zylinder 9 der Rollenachse 3 und damit im Druckraum 16, sodass gilt:The change in the radius .DELTA.R of the roller shell 2 is a function of the pressure in the cylinder 9 of the roller shaft 3 and thus in the pressure chamber 16, so that:
* R = f {P Zylinder , ) W Kolben 25* R = f {P cylinder,) W Piston 25
= / Hydraul tzyl inder 24 (5)= / Hydraulic cylinder 24 (5)
Φ Kolben 10Φ piston 10
Eine Anstellung über eine Kombination von Motor, Getriebe und Spindel erlaubt zwar eine definierte Wegeinstellung; die aus dem definierten Weg resultierende Druckeinstellung in der Rollenachse 3 bleibt aber Undefiniert. Although a job using a combination of motor, gearbox and spindle allows a defined path setting; however, the pressure setting in the roller axis 3 resulting from the defined path remains undefined.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gießrolle1 casting roll
2 Rollenmantel2 roll coat
3 Rollenachse3 roller axle
4 Lagergehäuse4 bearing housing
5 angetriebene Seite5 driven side
6 Flansch6 flange
7 antriebsfreie Seite7 drive-free side
8 Wasserzuführung / Wasserabführung8 water supply / drainage
9 Zylinder9 cylinders
10 Kolben10 pistons
11 Kraftsystem11 power system
12 erste Kontur12 first contour
13 zweite Kontur13 second contour
14 Druckpolster14 pressure pad
15 Bohrungen15 holes
16 Druckraum16 pressure room
17 Bohrung17 hole
18 Stopfen18 plugs
19 Rollenlager19 roller bearings
20 Zapfen20 cones
21 Kernlochbohrung21 core hole
22 Breite Druckpolster22 width pressure pad
23 Breite Rollenmantel23 Wide roller sheath
24 Hydraulikzylinder24 hydraulic cylinders
25 Kolben25 pistons
26 Drucklager 26 thrust bearing

Claims

Patentansprüche claims
1. Gießrolle (1) einer Gießmaschine zum Gießen von Metallband, umfassend eine Rollenachse (3) mit einem diese umgebenden Rollenmantel (2) mit im Gießbetrieb einstellbarer Balligkeit seiner Umfangsfläche mit- tels hydraulischer Druckpolster (14), dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Seite (5, 7) der Gießrolle (1) die drehende Rollenachse (3) mit einem Zylinder (9), der einen Kolben (10) aufweist, ausgebildet ist und dass ein Kraftsystem (11) vorgesehen ist, zum Einwirken über den Kolben (10) auf ein Druckmedium, zur Beeinflussung der Balligkeit des Rollenmantels (2).A casting roll (1) of a casting machine for casting metal strip, comprising a roll axis (3) with a surrounding roll jacket (2) with adjustable crowning of its peripheral surface in the casting operation by means of hydraulic pressure pad (14), characterized in that at least one Side (5, 7) of the casting roll (1) the rotating roller axis (3) with a cylinder (9) having a piston (10) is formed, and that a force system (11) is provided, for acting on the piston ( 10) on a printing medium, for influencing the crown of the roll mantle (2).
2. Gießrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftsystem (11) ein Hydraulikzylinder ist.2. Casting roller according to claim 1, characterized in that the force system (11) is a hydraulic cylinder.
3. Gießrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Breite der Rollenachse (2) mindestens ein ringförmiges3. Casting roller according to claim 1 or 2, characterized in that over the width of the roller axle (2) at least one annular
Druckpolster (14) angeordnet ist.Pressure pad (14) is arranged.
4. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Druckpolsters (14) mindestens 80 mm schmaler als die Breite des Rollenmantels (2) ist.4. Casting roll according to one of claims 1 to 3, characterized in that the width of the pressure pad (14) is at least 80 mm narrower than the width of the roll mantle (2).
5. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere ringförmige Druckpolster (14) mit vorzugsweise unterschiedlichen Breiten über die Breite der Rollenachse (3) angeordnet sind.5. Casting roll according to one of claims 1 to 4, characterized a plurality of annular pressure pads (14) having preferably different widths are arranged across the width of the roller axle (3).
6. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Druckpolster (14) zur Mitte der Rollenachse hin breiter ausgebildet sind.6. Casting roller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the annular pressure pad (14) are formed towards the center of the roller axis wider.
7. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der maximalen und minimalen Breite der Druckpolster (14) kleiner 4 ist.7. Casting roller according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ratio of the maximum and minimum width of the pressure pad (14) is less than 4.
8. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Druckpolster (14) bzw. die ringförmigen Druckpolster (14) zwischen Rollenachse (3) und Rollenmantel (2) angeordnet ist bzw. sind.8. casting roll according to one of claims 1 to 7, characterized in that the annular pressure cushion (14) or the annular pressure pad (14) between the roller shaft (3) and roller shell (2) is arranged or are.
9. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand im Bereich der ringförmigen Druckpolster (14) zwischen Rollenachse (3) und Rollenmantel (2) größer 0,5 mm und kleiner 5 mm ist.9. Casting roller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the radial distance in the region of the annular pressure cushion (14) between the roller axis (3) and roller casing (2) is greater than 0.5 mm and less than 5 mm.
10. Gießrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) einen Durchmesser zwischen 20 und 100 mm aufweist.10. Casting roll according to claim 1, characterized in that the piston (10) has a diameter between 20 and 100 mm.
11. Gießrolle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolben (10) ein Rückschlagventil angeordnet ist.11. Casting roll according to claim 10, characterized in that a check valve is arranged in the piston (10).
12. Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (9) und das Kraftsystem (11) auf der antriebsfreien Sei- te (7) angeordnet sind.12. Casting roller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the cylinder (9) and the power system (11) on the non-drive side te (7) are arranged.
13. Verfahren zu Bedienung einer Gießrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entlüftung des Drucksystems das Druckmedium durch den Kolben (10) zugeführt und über jedes Druckpolster (14) durch den Rollenmantel (2) abgeführt wird.13. A method for operating a casting roll according to one of claims 1 to 12, characterized in that for venting the printing system, the pressure medium supplied by the piston (10) and via each pressure pad (14) through the roller shell (2) is discharged.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem nach der Montage der Gießrolle (1) druckbeaufschlagt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the printing system after the assembly of the casting roll (1) is pressurized.
15. Gießrolle nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem für einen maximalen Druck von 1000 bar ausgelegt ist.15. Casting roll according to claim 13 or 14, characterized in that the pressure system is designed for a maximum pressure of 1000 bar.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Kolbens (10) proportional von der Kraft des Kraftsystems (11) eingestellt wird. 16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the pressure in dependence on the diameter of the piston (10) is set proportionally to the force of the power system (11).
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