CH625979A5

CH625979A5 - Adjusting device for a sheet levelling machine for the adjustment of the levelling gap

Info

Publication number: CH625979A5
Application number: CH1510677A
Authority: CH
Inventors: Horst Zerhoch; Karl Voehringer
Original assignee: Zerhoch Vorrichtungs Masch
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1981-10-30
Also published as: DE2657986B2; DE2657986C3; FR2374975B1; DE2657986A1; JPS5395166A; FR2374975A1; JPS5726168B2; GB1581378A

Description

Die Erfindung betrifft eine VerStelleinrichtung für eine Richtmaschine zum Richten von Blechen und Flachmaterialien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei älteren Richtmaschinen für Bleche und dergleichen erfolgt die Zustellung zwischen einem oberen und einem unteren Walzenstuhl, d.h. die Einstellung des Richtspalts zwischen den Richtwalzen beispielsweise über handradbetätigte Spindeln und die Einstellwerte lassen sich durch Messuhren oder vergleichbare mechanische Messeinrichtungen überwachen. Die Einstellung solcher Richtmaschinen ist verhältnismässig umständlich und erfolgt starr ohne flexible Anpassungsmöglichkeit an unterschiedliche Materialgegebenheiten.

Aus der DE-AS 1 452 867 ist eine VerStelleinrichtung für Richtmaschinen der genannten Art bekannt, bei der die Regulierung der Zustellung des Walzenspalts hydroelektrisch über druckmittelbetätigte Zylinderpaare am Richtguteinlass bzw. Richtgutauslass erfolgt. Die Hydraulikzylinder werden durch einen gemeinsamen Motor über ein Untersetzungsgetriebe betätigt. Diese motorische Walzenstuhlverstellung führt insofern noch zu Schwierigkeiten, als durch das unvermeidbare Spiel im Getriebe eine Feineinstellung mit geringfügig unterschiedlicher Zustellung im Ein- bzw. Auslassbereich in der Grössen-ordnung von ein bis zwei Hundertstel-Millimeter unmöglich ist.

Auch das Auseinanderfahren der Walzen und die sofortige vollautomatische Zustellung der Walzenstühle auf Endmass ist mit der bekannten hydroelektrischen Versteileinrichtung nicht möglich.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Versteileinrichtung dahingehend zu verbessern, dass eine automatische, ggfs. fernbedienbare Einstellung der Maschine ohne wesentliche Zwischenkontrolle und Nachregulierung bei wesentlich kleineren Materialabweichungen als bisher ermöglicht wird. Entfallen soll insbesondere ein Nachregulieren der Walzenzustellung und ein Messen bei jedem Materialdurchlauf.

Diese technische Aufgabe wird gemäss der Erfindung mit einer Versteileinrichtung gelöst, die die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Um die notwendige Zustellkraft zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl aufzubringen, sind gemäss der Erfindung die zur Führung der mit der Zugkolbenstange verbundenen Kolben bestimmten Zylinderräume durch den Kolben in jeweils zwei Ringräume unterschiedlichen Wirkungsquerschnitts unterteilt. Dieser unterschiedliche Wirkungsquerschnitt ergibt sich daraus, dass der dem unteren Walzenstuhl zugekehrte Teil der Kolbenstange einen geringeren Durchmesser als der obere Führungsteil dieser Kolbenstange aufweist, so dass bei gleichem Druckmitteldruck im Ringraum oberhalb des Kolbens und unterhalb des Kolbens dieser samt Kolbenstange wegen des grösseren Wirkungsquerschnitts im unteren Ringraum nach oben gezogen wird und damit die Zustellung des oberen zum unteren Walzenstuhl bewirkt.

Um die wünschenswerten Freiheitsgrade zum Ausgleich von Materialschwankungen insbesondere zwischen dem Richtguteinlass und -auslass in der Relativstellung zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl zur Verfügung zu haben, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, den hydraulischen Antrieb der beiden Paare von verschiebbaren Kolben (je ein Paar am Richtgutein- bzw. -auslass) im oberen Walzenstuhl unterzubringen und die Kolben am unterseitigen freien Ende mit einem Kugelgelenk zu versehen, das gegen eine ku-gelkalottenförmige Lagerschale am unteren Walzenstuhl anliegt.

Wäre das System jedoch in der angegebenen Weise dahingehend starr ausgelegt, dass im unteren und oberen Ringraum jeder Zylinderkammer der gleiche Druck herrschen würde, so könnte eine Einstellung der Zustellkräfte nur über eine entsprechende Änderung im Druck der Druckmittelquelle erfolgen. Überdies wäre die Richtmaschine dann nur so auszulegen, dass am Richtguteinlass bzw. -auslass stets die gleichen Zustellkräfte herrschen, was insbesondere dann unerwünscht ist, wenn geringe Dickenmassänderungen zu berücksichtigen sind. Tatsächlich kommt das Richten vieler Flachmaterialien mit

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Maschinen dieser Art einem Kaltwalzvorgang nahe, denn es erfolgt eine geringfügige Dickenmassabnahme. Aus diesem Grund ist eine unabhängige geregelte Einstellung des Drucks in einem der Ringräume jeder Zylinderkammer gegenüber dem Druck im anderen Ringraum wünschenswert. Die Erfindung sieht diese Möglichkeit durch Verwendung von Servo-Druckminderventilen vor, die einen stetig einstellbaren elektrischen Wert, der über einen Regelkreis vorgebbar ist, in einen stetig einstellbaren gèminderten Druckwert umsetzen. Diese Servo-Druckminderventile können entweder für jeweils ein Paar von Zugkolben, beispielsweise am Richtguteinlass bzw. -auslass, vorgesehen sein, so dass sich in diesem Fall zwei additiv oder subtraktiv gekoppelte Regelkreise für die Zustelldruckeinstellung am Einlass bzw. Auslass ergeben. Um eine noch grössere Flexibilität hinsichtlich der Freiheitsgrade zu ermöglichen, ist jeder Zugkolbenanordnung ein eigenes Ser-vo-Druckminderventil mit entsprechendem Regelkreis zugeordnet, so dass sich beispielsweise vier miteinander gekoppelte Regelkreise ergeben.

Bei einer weiter ausgestalteten vorteilhaften Ausführungsform ist ausserdem vorgesehen, dem System einen unterlagerten Regler zuzuordnen, über den sich der Sollwert, also das jeweilige Untermass, bezogen auf ein bestimmtes Richtgut, einstellen lässt. Da ein bestimmter Maschinentyp auch ein Ge-ringstmass der möglichen, noch verarbeitbaren Materialstärke besitzt, ist zur Festlegung der Untergrenze der Sollwerteinstellung ein Anschlag vorhanden, der dann in Funktion tritt, wenn die Sollwerteinstellung an der Materialuntergrenze liegt und der Istwert auf das untere Mass der eben noch verarbeitbaren Materialstärke aufläuft.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die Zuordnung eines oberen und unteren Walzenstuhls einer Richtmaschine, die mit einer erfindungsgemässen automatischen Zu- und EinStelleinrichtung ausgerüstet ist.

Wie die Zeichnung erkennen lässt, weist eine Richtmaschine der oben genannten Gattung einen oberen Walzenstuhl A mit zwangsweise angetriebenen Richtwalzen 1, 3, 5, 7 ... und einen unteren Walzenstuhl B mit auf Lücke zu den Richtwalzen des oberen Walzenstuhls stehenden unteren Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 ... auf. Die konstruktive Gestaltung der beiden Walzenstühle sowie der Antrieb, die Abstützung, Lagerung und Anordnung der Richtwalzen usw. sind nicht Gegenstand der Erfindung mit Ausnahme der Verbindungs- und Zustellelemente zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl sowie den diesen Zustellelementen zugeordneten Steuer- und Regelglieder. Der Abstand zwischen den Richtwalzen 1, 3, 5, 1... des oberen und den Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 ... des unteren Walzenstuhls lässt sich einstellen, d.h. auf die Materialstärke d eines zwischen diesen Walzenreihen in Richtung des Pfeils a durchlaufenden Richtguts C in weiter unten näher beschriebenen Weise anpassen.

Wie oben bereits allgemein angegeben, erfolgt die Zustellung zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl über insgesamt vier jeweils zu zwei Paaren, einmal am Richtguteinlass bzw. am Richtgutauslass angeordnete Kolben, von denen bei der schematischen Längsschnittdarstellung jeweils einer, nämlich ein Kolben Fi am Richtguteinlass und ein Kolben F2 am Richtgutauslass dargestellt sind. Die Kolben F1; F2 ragen in eine zugeordnete Zylinderkammer Ki bzw. K2 im oberen Walzenstuhl hinein und sind mit einem in der jeweiligen Zylinderkammer Kj bzw. K2 verschiebbaren Kolben Ei bzw. E2 starr verbunden, der auf der gegenüberliegenden Seite in einen Kolbenstangenabschnitt Dj bzw. D2 übergeht. Die Kolbenstangen Ft bzw. F2 und die Kolbenstangenabschnitte Dj und D2 sind in den stirnseitigen Wänden der Zylinderkammer Kj bzw. K2 druckmitteldicht geführt. Wie dargestellt, weisen die Zugkolbenstangen Ft bzw. F2 einen kleineren Durchmesser auf als die oberseitig an die Kolben Ei bzw. E2 anschliessenden Kolbenstangenabschnitte Dt bzw. D2, so dass sich in dem unterhalb des Kolbens Ex, E2 liegenden Ringkammerabschnitt Kiy, K2y der Zylinderkammer Ka, K2 ein grösserer Wirkungsquerschnitt am verschiebbaren Kolben Ei, E2 für ein Druckmedium ergibt als aufgrund des grösseren Durchmessers der Kolbenstangenteile Dx, D2 in den oberhalb der Kolben Ei, E2 liegenden Ringkammern Kix, K2x. Mit anderen Worten: Werden die oberen Ringkammern Kix, Kiy und die unteren Ringkammern Kly, K2y mit dem gleichen Druck beaufschlagt, so schieben sich die Kolben El5 E2 in den Zylinderkammern K1; K2 nach oben und ziehen damit den unteren Walzenstuhl B nach oben bzw. drücken den oberen Walzenstuhl A nach unten. Die oberen Ringkammern Kix, K2x werden über einen Verzweigungspunkt Pj bzw. P2 von einer Druckmittelquelle S aus mit einem Druckmedium versorgt. Die unteren Ringkammern Kly, K2y dagegen werden vom Verzweigungspunkt P1; P2 aus über ein Servo-Druckminderventil Ot bzw. 02 mit einem Druck PZi bzw. Pz2 beaufschlagt, der in der Regel niedriger liegt als der Druck am Punkt Pi, P2. Der Aufbau der Servo-druckventile Oi, 02 ist an sich bekannt. Diese Ventile sind in der Lage, einen innerhalb gewisser Grenzen stetig einstellbaren, z.B. elektrischen Wert in einen entsprechend stetig einstellbaren insbesondere untersetzten Druckwert umzusetzen. Über eine Abführleitung sind diese Ventile C^, 02 an einem Rücklauftank angeschlossen, so dass aus den unteren Ringkammern Kiy, K2y abzuführendes Druckmittel direkt in den Rücklauftank T gelangen kann. Durch strichpunktierte Linie und den Hinweis L ist ausserdem ein unvermeidbarerweise eintretender Leckverlust angedeutet.

Auf der dem reduzierten Druck Pzi, Pz2 entsprechenden Seite der Servo-Druckminderventile Oi, 02 schliesst eine Druckmessdose Mi, M2 an, die den auf der Unterseite der Kolben Ea, E2 herrschenden Druck in einen entsprechenden Wert ai, a2, beispielsweise eine elektrische Spannung, umsetzt. Dieser Wert gelangt auf ein Differenzbildungsglied Dix bzw. Di2 und wird dabei gegen einen von einem Einsteliglied Rx bzw. R2, beispielsweise einem digital einstellbaren Potentiometer, vorgebbaren Wert, der einer gewünschten Druckeinstellung entspricht, verglichen. Der entstehende Vergleichswert wird durch einen beispielsweise aus mehreren kaskadegeschalteten Einzelverstärkern aufgebauten Regelverstärker Lj bzw. L2 verstärkt und gelangt über ein weiteres Differenzbildungsglied Dsi bzw. Ds2, dessen Funktion noch erläutert wird, auf den Eingang eines Ausgangsverstärkers Na bzw. N2, an dessen Ausgang die Stellgrösse yt bzw. y2 auftritt, die die Einstellung des Servo-Druckminderventils Oi bzw. 02 festlegt. Damit ist der eine Regelkreis für die Drucküberwachung in der jeweils unteren Ringkammer Kly, K2y in bezug auf den Druck in der jeweils oberen Ringkammer Klx, K2x umrissen.

Dem eben beschriebenen, in doppelter oder mehrfacher, beispielsweise vierfacher Ausführung vorhandenen Regelkreis zur vorgebbaren Druckeinstellung ist ein weiterer gemeinsamer Regler U unterlagert, an dem sich ein Vorgabewert für ein Untermass der Materialdicke einstellen lässt. Auch in diesem Fall handelt es sich beispielsweise um einen Spannungswertgeber, der etwa durch ein Digitalpotentiometer verwirklicht ist. Dieser unterlagerte Regler U dient also zur Sollwerteinstellung; er verhindert nicht das Auseinanderfahren der Walzenstühle, etwa bei der Einführung des Richtguts.

Zur Ermittlung des Ist-Werts der tatsächlichen Spalteinstellung zwischen den Walzenstühlen dient ein Ist-Wert-Geber It bzw. I2, der mechanisch einerseits, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, mit dem oberen bzw. anderseits mit dem unteren Walzenstuhl verbunden ist. Dieser Ist-Wert-Ge-ber Ii bzw. I2 liefert ausgangsseitig ein analoges Signal ßx bzw.

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p2. das dem momentan eingestellten Ist-Wert des Spaltabstands zwischen den Richtwalzen des oberen bzw. des unteren Walzenstuhls entspricht.

Um einen Vergleich zwischen dem gewünschten, am Regler U einstellbaren Soll-Wert und dem tatsächlichen Ist-Wert zu erhalten, wird das vom unterlagerten Regler U gelieferte Ausgangssignal sowie das Ausgangssignal ß t bzw. ß2 des Ist-Wert-Gebers I] bzw. I2 auf ein Differenzbildungsglied Drx bzw. Dr2 geschaltet. Der erhaltene Differenzwert wird über einen Verstärker Mj bzw. M2 verstärkt und gelangt als Korek-tursignal auf das bereits erwähnte Differenzbildungsglied Dst bzw. Ds2. Die um den unterlagerten Regler U ergänzte Schaltung ermöglicht also nicht nur eine geregelte Druckeinstellung, sondern auch eine Korrektureinstellung hinsichtlich des Spaltabstands zwischen den Richtwalzen des oberen bzw. des unteren Walzenstuhls. Damit ist ein vollautomatischer Betrieb der Richtmaschine möglich, da die Zustellkräfte nicht nur auf einen bestimmten Richtdruck hin, sondern auch auf ein bestimmtes Richtendmass hin überwacht werden.

Dem Ist-Wert-Geber ist eingangs- bzw. ausgangsseitig noch ein Anschlagglied Qj bzw. Q2 zugeordnet, durch welches s das Untermass der durch eine bestimmte Richtmaschine gerade noch verarbeitbaren Blechstärken festgelegt wird. Wird der Richtspalt so schmal, dass dieses Untermass erreicht wird, so läuft der mit dem Ist-Wert-Geber It bzw. I2 verbundene Geberarm des oberen Walzenstuhls auf das Anschlagglied Qi io bzw. Q2 auf und begrenzt ein weiteres Zusammenfahren der Walzenstühle.

Mit der Erfindung wurde die gestellte Aufgabe in vollem Umfang gelöst, so dass eine Überwachung, insbesondere eine Messuhrüberwachung und handbetätigte Zustellung zwischen 15 den Walzenstühlen entfällt. Bei einer verbesserten Ausführungsform ist durch Verwendung eines unterlagerten Regelkreises ein vollautomatisches Arbeiten ermöglicht.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Versteileinrichtung für eine Richtmaschine zum Richten von Blechen und Flachmaterialien mit einem unteren und einem oberen Walzenstuhl, die jeweils auf gleichen Abstand voneinander stehende, quer zur Materialdurchflussrichtung angeordnete obere bzw. untere zwangsweise angetriebene Richtwalzen aufnehmen, wobei der obere Walzenstuhl und der untere Walzenstuhl zur Relativzustellung in Querrichtung in bezug auf das durchlaufende Richtgut über zwei Paare von durckmittelverschiebbaren Kolbenstangen kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind, von denen das eine Paar unter Freilassung eines Zwischenabstands zur Einführung des Richtguts in die Maschine im Bereich des Richtguteinlasses und das andere Paar in entsprechendem Abstand im Bereich des Richtgutauslasses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen (Fi bzw. F2) als Zugelemente ausgebildet sind, dass jede Kolbenstange (Fj bzw. F2) im oberen Walzenstuhl (A) in einer Führungsbohrung eines Zylinderraums (Kx bzw. K2) geführt ist, der durch einen mit der Kolbenstange verbundenen Kolben (Ei bzw. E2) in zwei Ringräume (Klx, K2x bzw. Kiy, K2y) unterteilt ist, von denen der jeweils obere Ringraum (Kix bzw. K2x) einen kleineren Wirkungsquerschnitt am Kolben als der jeweils untere Ringraum (Kty bzw. K2y) aufweist, und dass der jeweils obere Ringraum an eine einstellbare Druckmittelquelle (S) direkt und der jeweils untere Ringraum (Kiy bzw. K2y) über ein zugeordnetes Servo-Druckminde-rungsventil (Ot bzw. 02) an die Druckmittelquelle angeschlossen ist.

2. Versteileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen (Fx bzw. F2) mindestens auf einer Walzenstuhlseite (W) über eine Kugelgelenkanordnung (Gì, Hi bzw. G2, H2) angreifen, so dass durch ungleichmässi-ges Richtgut bedingte Relativneigungen in Quer- und/oder Längsrichtung ausgleichbar sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. VerStelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Servo-Druckminderungsventile (Ox bzw. 02) am Richtguteinlass bzw. -auslass regelbar und in ihrer jeweiligen Einstellung unterschiedlich vorwählbar sind.

4. VerStelleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Zustellung der Walzenstühle (A, B) durch Anschläge (Qt bzw. Q2) auf einen Mindestwert der Spalteneinstellung (d) begrenzbar ist.

5. VerStelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (Qi bzw. Q2) zur Veränderbarkeit des Mindestwerts der Spalteneinstellung (d) einstellbar sind.

6. Versteileinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder-/Kolben-anordnung Ei, Fa bzw. E2, F2) ein eigener Kraftregelkreis zugeordnet ist, so dass in Längs- und in Querrichtung des Richtguts (C) verschiedene Zustellkräfte einstellbar sind.

7. Versteileinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Kraftregelkreisen ein gemeinsamer unterlagerter Regler (U) zugeordnet ist, an dem ein Sollwert der Materialstärke einstellbar ist.