DE1285431B - Induktions-Messlehre zum Einstellen und laufenden Messen des Walzspaltes in automatisch geregelten Walzgeruesten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Induktions-Meßlehre neben einer großen Genauigkeit bei kleinen Istwertzum Einstellen und laufenden Messen des Walzspal- Änderungen des Walzspaltes gefordert werden muß, tes in automatisch geregelten Walzgerüsten, mit der daß das Gerät in seinem Nullpunkt auf jeden vorein-Abstandsänderungen der die Walzen tragenden Teile, gestellten Walzspalt eingestellt werden kann, wie es z. B. der Einbaustücke vermessen und deren Meß- 5 bei dem eingangs erwähnten mechanischen Abtastwerte dem Sollwert-Istwert-Vergleich innerhalb der gerät der Fall ist.

Walzspaltregelung zugeführt werden. Die Erfindung will eine einfache und betriebs-Die Erfassung der Meßwerte für automatische sichere Induktions-Meßlehre zum Einstellen und Walzspaltregelungen in Walzgerüsten ist ein noch laufenden Messen des Walzspaltes eines Walzgerüstes nicht befriedigend gelöstes Problem. Dickenmeß- ίο schaffen, die von der Walzendurchbiegung und äußegeräte arbeiten hinreichend genau, jedoch mit einer ren Einflüssen weitgehend unabhängig ist, ohne daß von der Walzgeschwindigkeit und dem Abstand des die Meßgenauigkeit im Hinblick auf den jeweils vor-Dickenmeßgerätes vom Walzgerüst abhängigen zeit- eingestellten Walzspalt beeinträchtigt ist, und die entlichen Verzögerung. sprechend dem rauhen Walzwerksbetrieb gut ge-Druckmeßdosen bilden zwar die Verhältnisse im 15 schützt untergebracht werden kann. Die Erfindung Walzspalt kräftemäßig unmittelbar ab, jedoch bedarf besieht in der Verwendung eines zum Einbau in ein es eines Rechners, um über die Dehnungs-Charak- Teleskoprohr geeigneten Differential-Transformators teristik des Walzgerüstes zu Werten der Walzspalt- mit länglichen Spulen und stabförmigem, längs der änderungen zu gelangen. Es sind ferner mechanische Spulen beweglichem Eisenkern, wobei der Spulensatz Abtastvorrichtungen zum Messen des Walzspaltes be- ao von dem an dem einen Einbaustück festlegbaren kannt, deren Taster an den Walzenzapfen angreifen. Rohrteil und der Eisenkern von dem an dem anderen Die Taster sind über den maximalen Anstellweg der Einbaustück festlegbaren Rohrteil des Teleskoprohres Walzen in ihrem Abstand veränderlich, um bei jedem getragen sind und der Eisenkern von einer in seinem eingestellten Walzspalt die vom Sollwert abweichen- Rohrteil untergebrachten motorisch angetriebenen den Walzspaltänderungen zu erfassen. Die Meß- 25 Verstellvorrichtung unabhängig von der veränderergebnisse können aber nicht genau sein, da sie wegen liehen Länge des Teleskoprohres relativ zu den Spuder Abtastung an den Walzenzapfen von Walzen- len und über den maximalen Anstellweg der Walzen durchbiegungen verfälscht werden. Auch ist eine ein- verstellbar ist. Die Auswahl eines Differential-Transfache Nullpunktverstellung bei dem bekannten me- formators mit verstellbarem Eisenkern steht somit in chanischen Abtastgerät nicht ohne weiteres möglich, 30 funktionellem Zusammenhang sowohl mit der geda die Taster stets an den Walzenzapfen schlüssig an- schützten Unterbringung des elektrischen Teiles liegen müssen. Eine Vorab-Verstellung wäre nur in innerhalb des Teleskoprohres, wie auch mit der einer Richtung möglich, nämlich der, die der Walz- freien Verstellbarkeit des Eisenkerns relativ zu den spaltvergrößerung bei Einsetzen des Walzdruckes ent- Spulen in beiden möglichen Richtungen, womit nicht gegengesetzt ist und somit unwirksam wäre. 35 nur der Eisenkern irgendwelchen Walzspaltverstellun-Es ist ferner eine unmittelbar an den Einbaustücken gen zur Einstellung seiner Nullage folgen kann, soneines Walzwerkes angreifende Meßvorrichtung be- dem auch die Spulenlänge minimal kurz sein kann, kannt, bei der ein an dem unteren Einbaustück fest- was bekanntlich der Empfindlichkeit des Meßgerätes gelegter Stellstab die Schwenklage einer an dem obe- zugute kommt. Über die motorische Relatiwerstellung ren Einbaustück festgelegten schwenkbaren Prall- 40 des Eisenkerns unabhängig von Längenänderungen platte steuert, die ihrerseits durch Drosselregelung des Teleskoprohres können Sollwert-Verstellungen einen dem Walzdruck entgegengesetzt wirkenden hy- des Regelsystems in einfacher Weise eingestellt werdraulischen Druck beeinflußt. Mit dieser Einrich- den, indem der Eisenkern entsprechend einer von der tung kann nicht auf konstanten Walzspalt geregelt Walzspaltregelung ermittelten Führungsgröße zur werden, weil ein höherer hydraulischer Gegendruck 45 Überkompensation oder zur Folgeregelung in einnur bei einer Stellung der Prallplatte möglich ist, die fächer Weise außer Nullstellung bewegt wird, von ihrer Nullstellung abweicht, nämlich indem sie Um Bewegungen der Einbaustücke bei Walzenden Ausfluß des hydraulischen Druckmittels nur durchbiegung weitgehend auszuschalten, werden durch eine veränderte Schwenklage drosselt und weil zweckmäßig je Lagerseite ein Paar von Induktionsdiese veränderte Schwenklage der Prallplatte eine 50 Meßlehren vorgesehen, die gelenkig an in der hori-Walzspaltvergrößerung bedeutet. Die Nullstellung der zontalen Kippebene der Einbaustücke angeordneten Prallplatte ist im übrigen durch eine Längenänderung Zapfen angreifen und deren Signale zur Bildung eines des am unteren Einbaustück befestigten Stellstabes Mittelwertes gegeneinander geschaltet sind, justierbar. Die Meßlehren werden im übrigen zweckmäßig so Für automatisch geregelte Walzgerüste gibt es fer- 55 angeordnet, daß sie sich durch in die seitlichen Fühner Dehnungsmeßgeräte, die auf induktiver Basis ar- rungsflächen der Einbaustücke eingearbeiteten Nuten beiten, sogenannte Induktions-Meßlehren. Diese erstrecken.

messen eine mehr oder weniger große Länge der sich Es genügt, wenn lediglich auf einer Gerüstseite ein unter Walzdruck dehnenden Ständersäulen und Paar Meßrohre angeordnet sind. Vorzugsweise wird brauchen daher nur einen kleinen Meßbereich zu 60 dieses Paar von Meßrohren lediglich an der Festhaben. Es handelt sich daher bei diesen Induktions- lagerseite der Walzen angeordnet, die in der Regel Meßlehren meist um solche, die eine zwischen zwei auch die Bedienungsseite des Walzgerüstes ist. Hier-Spulen schwenkbare oder kippbare Zunge aufweisen. durch können die Meßergebnisse nicht durch seit-Sie sind zwar auch justierbar, aber in einem Ausmaß, liehe Versetzungen der durch die Meßrohre verbundas noch kleiner ist als der Meßbereich. Solche Ge- 65 denen Einbaustücke verfälscht werden, rate sind daher nicht geeignet, für eine unmittelbare In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Messung der Abstandänderungen von die Walzen Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt tragenden Gerüstteilen eingesetzt zu werden, da hier F i g. 1 ein Quarto-Warmblechwalzgerüst in Seiten-

ansicht von der Bedienungsseite her, die Einbaustücke in der senkrechten Ebene der Nuten zur Aufnahme der Meßrohre geschnitten, und

F i g. 2 einen Schnitt durch ein Meßrohr in vergrößerter Darstellung.

Das dargestellte Walzgerüst hat zwei Ständer 1 mit oberen Einbaustücken 2 und unteren Einbaustücken 3 für die Stützwalzen, in denen die Einbaustücke 4 und 5 für die Arbeitswalzen geführt sind. Die oberen Einbaustücke 2 werden durch eine nur angedeutete Vorrichtung 6 zum Gewichtsausgleich gegen die oberen Anstellspindeln 7 gezogen. Die Arbeitswalzen-Einbaustücke 4 und 5 sind durch hydraulische Spreizkolben 8 ausbalanciert.

Zur Einstellung und laufenden Messung des Walzspaltes ist ein Paar teleskopartig längenveränderlicher Meßrohre 9 vorgesehen, die in Höhe der horizontalen Kippebenen 10 und 11 an die Einbaustücke 2 und 3 gelenkig angeschlossen sind. Zum gelenkigen Anschluß sind in die Einbaustücke 2 und 3 in Höhe der Ebenen 10 und 11 Zapfen 12 eingesetzt, an denen die Meßrohre 9 mit ihren Augen 9 α angreifen. Die Meßrohre 9 erstrecken sich innerhalb der Fensterbreite des Ständers 1 durch Nuten 2 α und 3 α der Stützwalzen-Einbaustücke 2 und 3 hindurch, wobei die Nuten 2 α und 3 α in die seitlichen Führungsflächen der Einbaustücke eingearbeitet sind. Die Form und die Unterbringung der Meßrohre 9 gestattet es, vorhandene Walzgerüste leicht und ohne große Kosten mit einer Meßvorrichtung gemäß der Erfindung zu versehen.

Die Meßwerte der in F i g. 2 näher dargestellten Meßrohre9 können innerhalb einer automatischen Walzspaltregelung zum Drehen der Anstellspindel 7 benutzt werden. Vorzugsweise wird aber zum Regeln während des Walzens eine hydraulische Fein-Anstellung benutzt, die in an sich bekannter Weise zusätzlich zu den Anstellspindeln vorgesehen ist und auf die unteren Einbaustücke 3 einwirkt. Diese hydraulische Fein-Anstellung ist in F i g. 1 für ein umzubauendes, vorhandenes Gerüst ausgebildet und besteht aus einem Hydraulikzylinder 15, der sich auf dem unteren Querhaupt la des Ständers abstützt, und einem Druckkolben 16, der auf das untere Einbaustück 3 einwirkt. Seitlich des Zylinders 15 ist ein Ausbauschlitten 17,18 angeordnet, auf den die vorkragenden Teile 3 b des Einbaustückes 3 unter Zwischenlage von Unterlegblechen abgesetzt werden können, um einen Walzensatz seitlich auszufahren, ohne den Kolben 16 zu verklemmen.

In der vergrößerten Schnittdarstellung nach F i g. 2 sind die Stützwalzen-Einbaustücke 2 und 3 mit ihren Zapfen 12 und den Nuten 2 α und 3 α verkürzt dargestellt. Das Meßrohr ist an seinen Enden durch eingeschraubte Stopfen 20 verschlossen, die zum Anschluß an die Zapfen 12 zu allseits beweglichen Kugelgelenken 20 α ausgebildet sind.

Das eigentliche Meßrohr besteht aus einem oberen und dem oberen Einbaustück 2 zugeordneten Rohrteil 21, das verschieblich in einen anderen Rohrteil 22, 23 eingreift, der dem unteren Einbaustück 3 zugeordnet ist. Die Rohrabschnitte 22 und 23 sind miteinander verschweißt. Zwischen einem Bundring 24 des oberen Rohrteiles 21 und der oberen Stirnfläche des Rohrabschnittes 22 ist eine Druckfeder 25 vorgesehen, die im Sinne eines Spielausgleiches in den Kugelgelenken 20 α spreizend auf die ineinandergesteckten Rohrteile 21 und 22, 23 einwirkt.

Mit dem oberen Rohrteil 21 ist über einen Stopfen

26 ein Differential-Transformator 27 mit der Primärspule 27 α und den beiden Sekundärspulen 27 b und

27 c fest verbunden. In den Differential-Transformator 27 ragt ein Eisenkern 28 hinein, der über eine Stange 29 mit einer längsverstellbaren Spindel 30 verbunden ist. Die Spindel 30 läuft in einer Mutter 31, die mit dem Rohrteil 23 fest verbunden ist. Das Rohrteil 23 nimmt ferner noch seinen Elektromotor 32

ίο zum Drehen der Spindel 30 in sich auf. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der mechanischen Verstellvorrichtung 30, 31 für den Eisenkern 28 um eine Spindelanordnung mit umlaufenden Kugeln 33, wie sie an sich bekannt ist. Solche Kugelspindeln zeichnen sich durch absolute Wartungs- und große Spielfreiheit aus.

Die Wirkungsweise der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung ist folgende: Beim Einbau eines Walzensatzes mit den Meßrohren 9 kann der Eisenkern 28 des Differential Transformators 27 je nach dem mittels der Druckspindel 7 eingestellten Walzspalt eine beliebige Lage relativ zu den Sekundärspulen 27 b und 27 c einnehmen. Es wird dann mit der Verstellvorrichtung 30 bis 32 der Eisenkern 28 so lange verfahren, bis er in die in F i g. 2 dargestellte Nullage kommt, in der sich die Sekundärströme aufheben und am Ausgang 34 der Meßeinrichtung Null angezeigt wird. Beim Walzen wirkt sich jede Änderung des Walzspaltes in einer Verlagerung der Rohrteile 21 und 22, 23 zueinander aus, wodurch die Stellung des Eisenkernes 28 relativ zu den Sekundärspulen des Differential-Transformators 27 eine Änderung erfährt. Bei 34 tritt ein Signal aus, das innerhalb der Regeleinrichtung eine Druckänderung in dei Zylindertöpfen 15 bewirkt in dem Sinne, daß das Signal bei 34 wieder Null wird. Hierdurch wird der Abstand der Zapfen 12 und somit der Einbaustücke 2, 3 und letztlich der Stützwalzen voneinander konstant gehalten. Die nicht von den Meßergebnissen erfaßten elastischen Verformungen der Teile zwischen dem Walzspalt und den Zapfen 12 sind auf ein Mindestmaß herabgedrückt. Sie können im übrigen auch durch eine walzdruckabhängige Überkompensation berücksichtigt werden.

Die langsamen Änderungen des Walzspaltes, beispielsweise durch Walzenverschleiß oder Erwärmung der Walzen, können von einem Dickenmeßgerät erfaßt werden, das auf die Verstellvorrichtung 30 bis 32 einwirkt und den Eisenkern 28 so lange verstellt, bis in seiner Nullage maßhaltiges Walzgut gewalzt wird.

Bei Anordnung von einem Paar Meßrohren 9 auf einer Gerüstseite ist es zweckmäßig, die Meßergebnisse beider Meßvorrichtungen gegeneinanderzuschalten, um einen Mittelwert zu erhalten. Da die Einbaustücke nicht völlig spielfrei in den Fenstern der Ständer geführt werden können, sind Drehbewegungen der Einbaustücke um die Walzenachsen nicht ganz zu vermeiden, was aber zu ungleichen Meßergebnissen in den beiden Meßrohren führt. Das Ausmitteln der Meßergebnisse beseitigt diese Ungenauigkeit.

In einem Walzgerüst mit rein hydraulischer Anstellung, wobei die absolute Feststellung des WaIz-Spaltes schwierig ist, kann die Meßvorrichtung gemäß der Erfindung auch zum Einstellen des Walzenspaltes benutzt werden. Man braucht lediglich die Verstellung der Spindel 30 am Stellmotor 32 abzutasten

und in einer Skala anzuzeigen, die bei aufeinandergefahrenen Arbeitswalzen auf Null justiert wird, wenn dabei der Eisenkern 28 in seine Nullstellung gefahren ist. Zur Einstellung eines Walzenspaltes wird dann der Eisenkern 28 nach Skala verstellt. Über das bei austretende Signal fährt die hydraulische Anstellvorrichtung die Walzen auf den eingestellten Wert auseinander, bis der Eisenkern 28 wieder seine Nulllage gegenüber den Sekundärspulen 27 b und 27 c hat.

Claims (4)

Patentansprüche: IO

1. Induktions-Meßlehre zum Einstellen und laufenden Messen des Walzspaltes in automatisch geregelten Walzgerüsten, mit der Abstandsänderangen von die Walzen tragenden Teilen, z. B. von Einbaustücken, vermessen und deren Meßwerte dem Sollwert-Istwert-Vergleich der Walzspaltregelung zugeführt werden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zum Einbau in ein Teleskoprohr (9) geeigneten Differential-Transformators (27) mit länglichen Spulen (27 a, 27 b, 27 c) und stabförmigem, längs der Spulen beweglichem Eisenkern (28), wobei der Spulensatz (27 a, 27 b, 27 c) von dem an dem einen Einbaustück (2) festlegbaren Rohrteil (21) und der Eisenkern (28) von dem an dem anderen Einbaustück (3) festlegbaren Rohrteil (22,23) des Teleskoprohres (9) getragen sind und der Eisenkern (28) von einer in seinem Rohrteil (22, 23) untergebrachten, motorisch angetriebenen Verstellvorrichtung unabhängig von der veränderlichen Länge des Teleskoprohres (9) relativ zu den Spulen (27 a, 27 b, 27 c) und über den maximalen Anstellweg der Walzen verstellbar ist.

2. Walzwerk mit einer Induktions-Meßlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Lagerseite ein Paar von Induktions-Meßlehren vorgesehen ist, die gelenkig an in der horizontalen Kippebene (10,11) der Einbaustücke (2,3) angeordneten Zapfen (12) angreifen und deren Signale zur Bildung eines Mittelwertes gegeneinander geschaltet sind.

3. Walzwerk nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß sich die Meßlehren durch in die seitlichen Führungsflächen der Einbaustücke eingearbeitete Nuten (2 a, 3 a) erstrecken.

4. Walzwerk nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich an der Festlagerseite Meßlehren angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen