专利名称：用于对金属制品进行矫平的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对金属制品、尤其是钢带或薄板进行矫平的装置，该装置具有一个第一和一个第二矫直辊副，其中各矫直辊副的矫直辊相邻地设置，第一和第二矫直辊副对置地设置，要被矫平的制品在一个由矫直辊确定的输送路径上在矫直辊上经过，与一个矫直辊副的相邻矫直辊之间的中间空间对置地分别设置另一矫直辊副的一个矫直辊，并且该装置具有设置在输送路径两侧的支承框架，在其中或通过该框架使矫直辊可旋转地支承在其端部上。
背景技术：
由EP 1025921 B1已知一种这样的装置。在这个文献中对于矫平使用同样常见的概念“滚动矫平”。而“矫平”的概念强调的是矫平过程的结果，即一个平面的、平整的制品，“滚动矫平”的概念要指出的是，这个过程通过矫直辊实现。在本申请的范围中这两个概念是同义的。
不平的金属制品、如存在边缘波浪、中心波浪和/或纵向波浪的金属带必需在继续加工之前进行矫平。
如图1所示，在矫平时所述金属制品1在一个输送路径上在矫直辊2，3上在一个通过一个箭头所示的输送方向19上导引，其中金属制品得到一个交变的弯曲。在通过矫直辊2，3弯曲时所述制品1的外边缘区得到一个拉应力而内边缘区得到一个压应力。当这个外边的拉应力大到超过材料的弹性极限时，则制品在这个位置延展。在下一个矫直辊上该制品在另一方向上弯曲并由此在其另一面上产生拉应力和延展。一个在矫平之前在制品中存在的曲率将使该制品在其曲率方向上弯曲时得到一个更小的延展而在一个与曲率相反的方向上弯曲时得到较大的延展。
在对置的矫直辊之间的距离连续地增加并由此使制品的弯曲在输送方向19上连续地减小，因此通过一系列交变的弯曲去掉一个在制品中存在的曲率或波浪。通过这种方法在矫平时通过一系列交变的弯曲去掉一个在制品中存在的曲率或波浪。
根据使用场合需要不同数量的矫直辊。通常对于厚的轧制品、如钢板桩墙(Spundwandeisen)或钢轨的矫平比对较薄的金属制品、如薄板进行矫平时需要更少的矫直辊。
所述矫直辊分别在其端部可旋转地支承在设置在输送路径两侧的支承框架里面或通过支承框架支承。在此通常一个矫直辊副各侧的轴承都包括在一个公共的支承框架里面。在这种情况下一个矫平设备具有四个支承框架在操作侧上面的矫直辊副、在驱动侧上面的矫直辊副、在操作侧下面的矫直辊副和在驱动侧下面的矫直辊副。
因为支承框架也包括矫直辊必需相互浸入，该支承框架在其面对的一侧加工成波浪形(见图3)，由此可以将矫直辊调整到小间距，而不会使支承框架相互顶靠并因此限制横向进给。在当然只能与矫直辊基本一样大小的“波峰”里面设置用于矫直辊滚动轴承的开孔。
尽管采用波浪形结构也可以将这个矫直辊轴承、围绕矫直辊轴颈的支承框架的材料厚度和在轴承中旋转的矫直辊轴颈设计得相应较小(见图4)，由此使支承框架在支承轴颈处不超出或只略微超出滚动辊的直径。如果矫直辊轴承、围绕矫直辊轴颈的支承框架的材料厚度或矫直辊轴颈太粗，则使支承框架与对置的支承框架相碰。
但是矫直辊轴承、支承框架和矫直辊轴颈在矫平时处于明显的机械负荷下。因此在实践中致力于使这些结构部件具有尽可能高的机械强度。但是由于上述限制这一点按照现有技术不能达到足够的程度，因此目前总是经常出现矫直辊轴承、支承框架或矫直辊或矫直辊轴颈断裂。
当几个矫直辊3通过支承滚子4为了支持矫平过程弯曲时，如图2所示的按照现有技术装置的情况那样，尤其增加断裂的危险。还可以使可选择的中间辊5位于矫直辊3与支承滚子4之间，它们防止支承滚子4压入矫直辊3。通常下矫直辊3通过支承滚子4弯曲而上矫直辊2通过支承滚子4不弯曲。
在矫直辊实现上述弯曲时外部轴承必需使矫直辊轴颈保持在其位置上同时一起实现弯曲。因此将支承框架可摆动地悬挂。在辊弯曲时支承力作用于矫直辊支承轴颈。较小直径的支承轴颈到较大矫直滚动辊的过渡位置由于切口效应置于一个弯曲应力下。在这个过渡位置特别容易发生由于旋转弯曲应力引起的疲劳断裂。
当发生支承框架和矫直辊断裂时，必需首先去除位于装置中的制品。在较长钢带的情况下为此通常必需将钢带切断，这是费事的并大多导致钢带贬值。一个位于装置中的带段在支承框架或矫直辊断裂时经常被严重地损伤，以至于该带段不再能够使用，这将产生附加的成本。最后只得更换损伤的支承框架或断裂的矫直辊。因此伴随支承框架或矫直辊断裂的是明显的产量下降和成本增加。
为了避免这一点，以相对较短的间隔保养矫平设备，其中矫直辊和支承框架在给定的运行小时后提前被更换。此外在矫直辊断裂的情况下通常不仅仅更新断裂的矫直辊，而是为了避免其它矫直辊和与更换相关的更换件不久后断裂至少提前更换所有的矫直辊。这一点产生明显的材料和成本费用，但是由于其它矫直辊断裂可能带来更大的缺陷，因此也必需容忍这种材料和成本费用。
虽然用于矫平金属制品的装置已经使用了几十年并且由于改进材料在矫直辊和其支承框架的承载性方面已经有了进步，但是矫直辊和支承框架断裂目前仍然是一个突出的问题。
实用新型内容因此本实用新型的目的是，提供一种用于对金属制品进行矫平的装置，能够避免支承框架和矫直辊断裂并能够增加使用寿命和保养间隔。
这个目的通过一个上述形式的装置由此得以实现，所述两个矫直辊副的支承框架至少在输送路径的一侧上在轴向上相互错开地设置，一个矫直辊副的至少一个支承框架伸进设置在输送路径两侧的其它相互对置的矫直辊副的支承框架之间。
优选的是所述两个矫直辊副的支承框架在输送路径的两侧上在轴向上相互错开地设置。
在按照本实用新型的装置中沿着输送路径设置的第一和第二矫直辊副的支承框架这样在矫直辊的轴向上相互错置，使它们在矫直辊副的一个假设横向进给运动中不会相互顶靠，而是相互间侧面经过。由于支承框架的这种错置结构供外部支承框架使用的空间在垂直于输送路径和垂直于轴向的方向上不再受到各其它对置的矫直辊副的的各紧邻支承框架的限制。因此所述支承框架、矫直辊轴承或矫直辊轴颈可以较大并因此承受更大的负荷。
一个按照本实用新型的更大的支承框架垂直于输送路径且垂直于输送轴线的轴向一直延伸到该支承框架伸进位于输送路径两侧的各个其它矫直辊副的支承框架之间。在此“伸进”意味着，从侧面、即在矫直辊的轴向上看去，一个上支承框架的下棱边位于一个下支承框架的上棱边以下而上支承框架和下支承框架可以说(以一个在矫直辊轴向上的错置)“搭接”。较大的支承框架尤其可以使一个区段的直径加大并因此减少矫直辊断裂的危险，通过该区段一个矫直辊伸进其各自的支承框架里面。
通过本实用新型得到一个在支承框架、轴承和矫直辊轴颈方面具有较高使用寿命的运行可靠的解决方案。由此减少在使用按照本实用新型的装置的矫平设备或装备上由于设备保养和维护产生的附加时间。生产效率被提高了。可以延长提前保养的间隔时间，这同样体现在生产效率的增大上。降低用于有缺陷的支承框架和支承框架与矫直辊组合的保养和维修费用。
借助于在附图中所示的实施例描述本实用新型的其它细节和优点。为了实现本实用新型的优选结构可以单独或组合地使用在结构中所述的特点。相同的或相互对应的结构部件通过一致的附图标记表示。附图中图1是一个按照现有技术的对金属制品进行矫平的装置的矫直辊结构示意图；图2是一个按照现有技术的装置示意图；图3是图2装置的一个侧视图；图4是一个按照现有技术的矫直辊轴承简化剖面图；图5是一个本实用新型的实施例的支承框架和矫直辊结构示意图；图6是在图5中所示的实施例的侧视图；图7是两个相邻的支承框架和其从属的矫直辊的横截面图。
具体实施方式
在上面已经述及的图1示意地表示，在矫平时所述金属制品1如何在矫直辊2，3上在由箭头所示的输送方向19上在一个由矫直辊2，3所确定的输送路径上经过。所述矫直辊2构成一个第一矫直辊副10而所述矫直辊3构成一个第二矫直辊副11。一个矫直辊副10，11的矫直辊2，3分别相邻地设置。如同在图1中看到的那样，所述第一矫直辊副10与第二矫直辊副11对置地设置。
图2示出一个按照现有技术的对金属制品进行矫平的装置。如同所看到的那样，所述矫直辊2，3在输送路径部位具有一个滚动辊12，通过它所述矫直辊作用于要被矫平的制品，并且在其端部上分别通过伸进支承框架6，7的支承轴颈8可旋转地支承。在所示装置中第二矫直辊副11的几个矫直辊3通过用于支持矫平过程的支承滚子4和中间辊5弯曲。这种弯曲导致第二矫直辊副11的相关矫直辊3和其支承框架7的负荷增加。
图3示出图2的一个侧视图。所述支承框架6，7在面对的一侧上加工成波浪形，由此可以将对置的矫直辊副10，11的矫直辊2，3调整到一个小间距，而不会使支承框架6，7相互顶靠并由此限制横向进给。如图3所示，由于支承框架的波浪形状使得供矫直辊支承使用的空间非常受限制。
图4示出按照现有技术的在图2和3示出的装置的一个矫直辊支承。该支承框架6具有一个轴承孔14，在该轴承孔中伸进矫直辊2的一个支承轴颈8。在轴承孔14和支承轴颈8的边缘部位20里轴承孔14的直径、支承框架6的材料厚度对应于在图3中所示的支承框架6的波浪形状设计得相应窄小，因此该支承框架6在支承轴颈8处不能或者只能略微超过滚动辊12的直径。如果支承框架6在边缘部位20超过滚动辊12，则将使支承框架6与在图3中所示的对置的支承框架7碰撞到一起。
对于在图5中所示的本实用新型的实施例，所述两个矫直辊副2，3的支承框架6，7在输送路径的两侧在矫直辊2，3的轴向上相互错开地设置。所述支承框架6，7的这种错置结构在所示实施例中这样实现，使第二矫直辊副11的矫直辊3具有一个比第一矫直辊副10的矫直辊2更长的长度。由于支承框架6，7的错置结构在所示实施例中第二矫直辊副11的支承框架7在图面中垂直于矫直辊2，3的轴向上的伸展不受第一矫直辊副10的支承框架6的限制。因此在所示实施例中所述第二矫直辊副11的支承框架7可以较大地并因此可以更承载地构成。因此在所示的实施例中第一矫直辊副10的支承框架6伸进设置在输送路径两侧的第二矫直辊副11的支承框架7之间。
图6以一个侧视图示出在图5中所示的实施例。由该附图可以看出，两个矫直辊副10，11的支承框架6，7垂直于输送路径伸进相互的搭接部位17，该部位具有一个高度h。重叠或搭接部位17的高度h优选至少为一个矫直辊2，3的一个滚动辊12直径D的5％，优选至少10％，通过该直径在输送路径部位可以作用于要被矫平的制品1。在图6中高度h超过在输送路径、即矫直辊的滚动辊处的矫直辊2，3直径D的40％，即约50％。
在所示的实施例中在输送路径的每一侧对于两个矫直辊副10，11的每个矫直辊副分别具有一个唯一的支承框架6，7，这将使支承框架6，7的机械承载性提高并简化装置的加工。但是代替一个唯一的、在其中支承11个或12个矫直辊2，3的支承框架6，7也可以配有多个较小的支承框架，而在多个较小的支承框架中只支承更少数量的矫直辊2，3，在特殊情况下甚至只支承一个唯一的矫直辊2，3。
为了支持矫平过程也可以将在图5和6中所示的实施例的矫直辊2，3与在图2所示的按照现有技术的装置一样可以通过支承滚子4和中间辊5弯曲。为了更加清晰在图5和6中未示出支承滚子4和中间辊5。在所述矫直辊3这样弯曲时支承框架7必需使矫直辊3保持在其位置上并且同时一起实现弯曲。由此使所述支承框架7摆动地悬挂。
出于机械的原因有利的是，使两个矫直辊副10，11上下地设置并且使下矫直辊副11的矫直辊3弯曲。因为对于在图5和6中所示的实施例中第二矫直辊副11的支承框架7可以加粗地实现，第二矫直辊副11的矫直辊3设置在第一矫直辊副10的矫直辊2下面。
图7以细节横截面图示出所述实施例的两个相邻支承框架6，7，它们具有附属的矫直辊2，3。如图所示，所述矫直辊2，3分别以一个区段18伸进其从属的支承框架6，7里面。对于基本上按照现有技术支承的第一矫直辊副10的矫直辊2在这个区段18上是一个支承轴颈8，它在支承框架6中被径向轴承13包围。该支承轴颈8具有一个与矫平滚动辊12的直径D相比更小的直径d*。如图7所示，供从属的支承框架6使用的空间由于第二矫直辊副11的矫直辊3而限制到很窄小，因此在支承轴颈8与第二矫直辊副11的最近矫直辊3之间的支承框架6的材料厚度在边缘部位20相应较薄。因此第二矫直辊副10的矫直辊2和其从属的支承框架6相对较小地承载。但是这一点没有缺陷，因为只有第二矫直辊副11的矫直辊3由于弯曲置于增加的负荷下。
所述第二矫直辊副11的矫直辊3通过一个区段18伸进其从属的支承框架7里面，该区段具有与第二矫直辊副11的矫直辊3的滚动辊12相同的直径d。因此该矫直辊3可以承受非常大的载荷，从而使其断裂危险特别微少。在本实用新型的范围中也可以使区段18以比矫直辊3的滚动辊12的直径D更大的直径d构成，通过该区段所述矫直辊3伸进其从属的支承框架7。当所述区段18由加粗的支承轴颈8构成时，通过该区段第二矫直辊副11的矫直辊3伸进其各自的支承框架，对于大多数应用场合所述断裂危险已经降低到足够地微少。
通常有利的是，第二矫直辊副11的矫直辊3通过一个区段18伸进其各自的支承框架7里面，其直径d至少为第二矫直辊副11的矫直辊3的滚动辊12的直径D的55％，优选至少为66％。按照另一有利的特征建议，一个矫直辊副、优选是第二矫直辊副11的矫直辊3通过一个区段18伸进各自的支承框架7里面，其中这个区段18的直径d大于区段21的直径d*，通过该区段另一、优选是第一矫直辊副10的矫直辊2伸进其支承框架6里面。
由于在图7中所示的两个支承框架6，7的错置结构可以使第二矫直辊副11的矫直辊3的支承框架7垂直于输送路径实际上任意远地延伸并因此圆形地围绕轴承孔14具有一个几乎任意的厚度，该厚度只受限于支承框架7的两个相邻矫直辊3的距离，所述矫直辊3位于轴承孔里面。为了尽可能排除支承框架7断裂的危险，应该在支承框架7、轴承孔14和支承直径8的材料厚度之间选择一个最佳值。例如可以有利地规定，圆形围绕轴承孔14的支承框架7的材料厚度至少为轴承孔14直径的25％、优选为40％。在图5所示的实施例中所述支承框架7的材料厚度在支承框架7的边缘部位20圆形围绕轴承孔14在每个方向上至少为轴承孔14直径的50％。
在图7中所示的两个支承框架6，7在其各自的轴承孔14中附加地对于所述的径向轴承13分别具有一个轴向轴承15。一个密封环16密封轴承孔14并使径向轴承13防尘和防潮。
所述支承框架6，7的错置结构不仅能够以图5所示的方式实现。而且能够在输送路径的一侧上使第二矫直辊副11的一个或多个支承框架7伸进第一矫直辊副10的支承框架6之间而在输送路径的另一侧上使第一矫直辊副10的一个或多个支承框架6伸进第二矫直辊副11的支承框架7之间。为了在这种可选择的结构中对于较大结构的支承框架6，7在垂直于轴向上也具有足够的空间，通常必需使矫直辊2，3通过以支承框架6，7的宽度延长的支承轴颈8支承。然后可以使矫直辊2，3通过支承轴颈8伸进各自另一矫直辊副10，11的支承框架6，7里面，因此所述支承框架6，7能够以滚动辊12的直径与支承轴颈8的直径之差垂直于输送路径更远地延伸和覆盖或重叠。
所述装置是一个用于滚轧矫平或滚动矫平金属制品1、尤其是薄板和钢带的矫平设备的基本组成部分。这种装置除了所述装置以外还包括一系列其它的对于运行必需的部件，但是它们通常按照现有技术构成并因此不再赘述。属于此类的部件例如是一个用于要被矫平制品的进给装置，一个用于矫直辊的驱动装置或者也可以是一个横向进给装置，通过它可以对应于薄板厚度调节两个矫直辊副之间的距离。在这种矫平设备中可以驱动或牵引所述矫直辊。所述装置尤其适用于一个延伸-弯曲矫平设备。
附图标记清单1 被矫平的制品2，3 矫直辊4 支承滚子5 中间辊6，7 支承框架8 支承轴颈10第一矫直辊副11第二矫直辊副12滚动辊13径向轴承14轴承孔15轴向轴承16密封环17搭接部位18区段19输送方向20边缘部位21区段D 15的直径D 18的直径d*21的直径h 17的高度。
权利要求1.一种用于对金属制品进行矫平的装置，该装置具有一个第一和一个第二矫直辊副(10，11)，其中-各个矫直辊副(10，11)的矫直辊(2，3)相邻地设置，-所述第一和第二矫直辊副(10，11)对置地设置，-所述要被矫平的制品(1)可在一个由矫直辊(2，3)确定的输送路径上在矫直辊(2，3)上经过，-与一个矫直辊副(10，11)的相邻矫直辊(2，3)之间的中间空间对置地分别设置另一矫直辊副(10，11)的一个矫直辊(2，3)，并且该装置还具有设置在输送路径两侧的支承框架(6，7)，所述矫直辊(2，3)在其端部上可旋转地支承在支承框架里面或通过其支承，其特征在于，所述两个矫直辊副(10，11)的支承框架(6，7)在输送路径的至少一侧上在矫直辊(2，3)的轴向上相互错开地设置，并且一个矫直辊副(10，11)的至少一个支承框架(6，7)伸进设置在输送路径两侧的另一对置的矫直辊副(10，11)的支承框架(6，7)之间。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两个矫直辊副(10，11)的支承框架(6，7)在输送路径的两侧上在矫直辊(2，3)的轴向上相互错开地设置。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二矫直辊副(11)的矫直辊(3)具有一个比第一矫直辊副(10)的矫直辊(2)更长的长度并且第一矫直辊副(10)的支承框架(6)在输送路径的两侧上伸进第二矫直辊副(11)的对置的支承框架(7)之间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一和第二矫直辊副(10，11)的支承框架(6，7)垂直于输送路径伸进一个相互的重叠部位，该部位具有一个高度(h)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高度至少为一个矫直辊(2，3)的滚动辊(12)的直径(D)的5％，通过该直径在输送路径部位可以作用于要被矫平的制品(1)。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高度至少为一个矫直辊(2，3)的滚动辊(12)的直径(D)的10％，通过该直径在输送路径部位可以作用于要被矫平的制品(1)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一矫直辊副(10)的矫直辊(2)设置在第二矫直辊副(11)的矫直辊(3)上方。
8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，一个矫直辊副(10，11)的至少一些矫直辊(2，3)可以通过支承滚子(4)弯曲。
9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，一个矫直辊副的矫直辊(3)通过一个区段(18)伸进其各自的支承框架(7)里面，其中这个区段(18)的直径(d)至少为第二矫直辊副(11)的矫直辊(3)的滚动辊(12)的直径(D)的55％。
10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述矫直辊副是第二矫直辊副(11)。
11.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，一个矫直辊副的矫直辊(3)通过一个区段(18)伸进其各自的支承框架(7)里面，其中这个区段(18)的直径(d)至少为第二矫直辊副(11)的矫直辊(3)的滚动辊(12)的直径(D)的66％。
12.如权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，一个矫直辊副的矫直辊(3)通过一个区段(18)伸进其各自的支承框架(7)里面，其中这个区段(18)的直径大于区段(21)的直径(d*)，通过该区段另一矫直辊副(10)的矫直辊(2)伸进其支承框架(6)里面。
13.如权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，第二矫直辊副(11)的矫直辊(3)通过一个区段(18)伸进其各自的支承框架(7)里面，其中这个区段(18)的直径大于区段(21)的直径(d*)，通过该区段第一矫直辊副(10)的矫直辊(2)伸进其支承框架(6)里面。
14.如权利要求9至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述区段(18)具有一个与矫直辊副(11)的矫直辊(3)的滚动辊(12)相同的或更大的直径(d)，通过该区段所述矫直辊副(11)的矫直辊(3)伸进其各自的支承框架(7)里面。
15.如权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于一个矫平设备。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述矫平设备是一个延伸-弯曲矫平设备。
17.如权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述装置包括驱动的和/或牵引的矫直辊(2，3)。
18.如权利要求1至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述金属制品是钢带或薄板。
专利摘要本实用新型涉及一种用于对金属制品进行矫平的装置，该装置具有一个第一和一个第二矫直辊副，其中各矫直辊副的矫直辊相邻地设置，所述第一和第二矫直辊副对置地设置，所述要被矫平的制品在一个由矫直辊确定的输送路径上在矫直辊上经过，与一个矫直辊副的相邻矫直辊之间的中间空间对置地分别设置另一矫直辊副的一个矫直辊，该装置还具有设置在输送路径两侧的支承框架，利用它们所述矫直辊在其端部上可旋转地支承。按照本实用新型规定，所述两个矫直辊副的支承框架在输送路径的至少一侧上在矫直辊的轴向上相互错开地设置，并且一个矫直辊副的至少一个支承框架伸进设置在输送路径两侧的另一对置的矫直辊副的支承框架之间。
文档编号B21D1/00GK2810798SQ20052000413
公开日2006年8月30日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月26日
发明者T·巴拉尔, V·吕德克 申请人:博格德+舒密特有限责任公司