DE19926364A1 - Vorrichtung zum Steuern einer Hub- und Senkeinrichtung einer Rollen-Richtmaschine - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Steuern einer Hub- und Senkeinrichtung einer Rollenrichtmaschine, insbesondere zum Richten schwerer Walzprofile und Schienen, läßt sich die Betriebsweise verbessern, insbesondere eine gezielte Schrägstellung der Richtmaschine mit verringertem Aufwand und kostengünstig erreichen, wenn die Hub- und Senkeinrichtung vier Hydrozylinder umfaßt, denen ein gemeinsames Mehrwegeventil zugeordnet ist, das mit an einem jeden Hydrozylinder angeschlossenen, von einem Pilotventil gesteuerten Rückschlagventil verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Hub- und Senkeinrich­ tung einer Rollenrichtmaschine, insbesondere zum Richten schwerer Walzprofile und Schienen.

Rollenrichtmaschinen dienen zum präzisen Richten von gewalzten Stahlprofilen, z. B. Schienen. Vorrangig kommen hierbei leistungsfähige Mehrrollen- Richtmaschinen zum Einsatz, die im Materialfluß, beispielsweise in Adjustage- Linien, arbeiten.

Beim Richten der Walzprofile bzw. Schienen treten sporadisch Horizontalkräfte auf, die von dynamisch eintretenden Schwingungen der Rollenrichtmaschine her­ vorgerufen werden. Um gleichwohl ein gutes Richtergebnis zu erzielen, ist es im Stand der Technik bekannt, die Rollenrichtmaschinen zur Anpassung an die Walz­ linie bzw. Paßlinie mit einer Hubverstellung auszurüsten. Diese Hubverstellung ermöglicht es, den Einlaufwinkel respektive den Auslaufwinkel der Rollenrichtma­ schine an die vorgegebene Walzlinie anzupassen.

Die Hubverstellung der Rollenrichtmaschine wird zur Zeit größtenteils mit mecha­ nischen Spindel-Hub-Getrieben realisiert. Mittels der bekannten - konstruktions­ technisch aufwendigen - Spindel-Hub-Getriebe läßt sich zwar die gesamte Rollen­ richtmaschine durch einen Heb- bzw. Senkvorgang grob dem Einlauf- bzw. Aus­ laufwinkel der Walzlinie anpassen, eine Feinjustierung der Richtmaschine im Be­ zug auf ihren Einlauf bzw. Auslaufwinkel zur Walzlinie ist damit allerdings nicht möglich.

Weiterhin läßt sich mit der bekannten Hubverstellung eine gezielte Schrägstellung der Richtmaschine zur Walzlinie, beispielsweise dann wenn die Rollenantriebe beim Richten aufgrund der Richtkräfte eine Durchbiegung erfahren, nicht realisie­ ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hub- und Senkvorrichtung für eine Rollenrichtmaschine zu schaffen, mit der sich die Betriebsweise verbessern, ins­ besondere eine gezielte Schrägstellung der Richtmaschine mit weniger Aufwand und kostengünstig erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hub- und Senkvor­ richtung vier Hydrozylinder umfaßt, denen ein gemeinsames Mehrwegeventil zu­ geordnet ist, das mit an einem jeden Hydrozylinder angeschlossenen, von einem Pilotventil gesteuerten Rückschlagventil verbunden ist. Der Erfindung liegt hierbei die Überlegung zugrunde, daß die beim Richten von gewalzten Stahlprofilen spo­ radisch auftretenden Horizontal- und/oder Querkräfte - die von dynamisch eintre­ tenden Schwingungen der Rollenrichtmaschine hervorgerufen werden - von den Hydrozylindern aufgenommen werden. Die Hydrozylinder stellen somit ein Hube­ lement dar, das die erwähnten Schwingungen der Richtmaschine kompensieren soll. Das Mehrwegeventil, welches vorzugsweise ein kostengünstiges Schwarz/Weiß-Ventil ist, steuert in einfacher Weise die Bewegungsrichtung "he­ ben" oder "senken" der Rollenrichtmaschine. Die elektrische Steuerung des Mehrwegeventils ist vorzugsweise mit einer Meßeinrichtung verknüpft, die Auf­ schluß gibt über die jeweilige Position der Rollenrichtmaschine im Bezug auf die Walzlinie, in der diese angeordnet ist. Nachdem eine grobe Positionierung der Richtmaschine abgeschlossen ist, schließen die von dem Pilotventil gesteuerten Rückschlagventile; dadurch wird die Richtmaschine einerseits sicher in der Vorpo­ sitionierung gehalten und andererseits eine leckagefreie Abstützung der Last der Maschine erreicht.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch in den Zuleitungen zu den Hydrozylindern integrierte Feinjustier-Ventile. Jedem Hydrozy­ linder ist jeweils ein Feinjustierventil zum "Heben" und ein Feinjustierventil zum "Senken" zugeordnet. Zusätzlich zu der eingangs beschriebenen groben Positio­ nierung der Richtmaschine ermöglichen die Feinjustier-Ventile eine präzise Hö­ heneinstellung der Richtmaschine.

Die präzise Höheneinstellung erfolgt vorteilhaft in Verbindung mit Weggebern in Form von beispielsweise Endschaltern, Meßlinealen oder Laserkanonen, mit de­ nen die Hydrozylinder versehen sind. Schaltungstechnisch sind die Weggeber, mit den Feinjustier-Ventilen verbunden. Damit ist eine sogenannte Fenstersteuerung realisierbar, d. h., die jeweilige Stellung der Richtmaschine in Bezug auf die Walzli­ nie ist innerhalb eines minimalen bzw. maximalen Wertes, eines vorgegebenen Fensters, steuerbar. Die Fenstersteuerung besteht beispielsweise aus einer einen Hauptstrom- und einen Steuerstromkreis aufweisenden Schützkontaktschaltung. Zur Vermeidung des komplexen und daher sehr teuren sowie störungsanfälligen Aufbaus einer solchen Schützkontaktsteuerung wird bei der Erfindung eine rech­ nergesteuerte Einrichtung bevorzugt.

Über die an den Hydrozylindern angeordneten Weggeber wird ein Steuersignal an den Rechner gegeben. Aufgrund von in dem Rechner abgelegten Vergleichspa­ rametern wird ermittelt, ob die Richtmaschine in Bezug auf die Walzlinie zu hoch bzw. zu niedrig positioniert ist. Liegt der von dem Rechner ermittelte Punkt bei­ spielsweise zu tief, werden über die Feinjustierventile (heben) die Hydrozylinder mit Öldruck beaufschlagt und die Richtmaschine angehoben. Sobald die Richtma­ schine ihre präzise Höhe erreicht hat - zur Ermittlung der Höhe dienen einerseits das Weggebersignal und andererseits die im Rechner abgelegten Parameter - werden die Feinjustierventile (heben) abgeschaltet. Eine Feinjustierung der Richt­ maschine, wenn sie in Bezug auf die Walzlinie zu hoch steht, erfolgt analog mit den Feinjustier-Ventilen (senken).

Weiterhin ist es aber auch möglich, durch Aufschaltung von Eingangssignalen auf den Rechner mittels Schaltern bzw. Tastern eine Feinjustierung der Richtmaschi­ ne von Hand vorzunehmen.

Weiterhin erlaubt die vorstehend beschriebene Fenstersteuerung mit den für jeden Hydrozylinder vorgesehenen Feinjustierventilen in Verbindung mit dem an jedem Hydrozylinder angeordneten Weggeber eine gezielte Schrägstellung der Richtma­ schine, wodurch eine Quertraversen-Durchbiegung, der Rollenantriebe, welche diese aufgrund der beim Richten auftretenden Richtkräfte erfährt, kompensiert werden kann. Durch die einstellbare vertikale bzw. horizontale Schrägstellung der Rollenrichtmaschine wird eine Variation der Einlauf- bzw. Auslaufwinkel zur Walz­ linie ermöglicht. Niveauunterschiede der Walzlinie zur Rollenrichtmaschine sind somit gezielt ausregulierbar.

Ein weiterer Vorteil einer rechnergesteuerten Hub- und Senkeinrichtung ist eine kontinuierliche Überwachung des Niveaus der Richtmaschine. Sobald sich die Richtmaschine aus dem eingestellten Fensterbereich der Steuerung herausbe­ wegt, werden die entsprechenden Feinjustier-Ventile der einzelnen Hydrozylinder angesteuert und die Richtmaschine soweit niveaureguliert, bis sie sich wieder in den eingestellten Fensterbereich befindet.

Bei Feststellung einer erhöhten Ansprechhäufigkeit der Fenstersteuerung, d. h., die Richtmaschine muß in einer bestimmten Zeitspanne öfter nachreguliert werden, läßt sich auf eine Leckage im Hydrauliksystem schließen. Diese somit integrierte Fehlerdiagnose ermöglicht eine vorbeugende Instandhaltung, die es mit sich brin­ gen kann, daß die Richtmaschine nicht während der Produktion stillgesetzt zu werden braucht, was wegen des Stillstandes der gesamten angeschlossenen Walzlinie mit hohen Ausfallkosten verbunden wäre.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß an die Hydrozylinder ein Zahnradölstromteiler angeschlossen ist. Der Zahnradölstromteiler ist schal­ tungstechnisch zwischen dem gemeinsamen Mehrwegeventil für die Bewegungs­ richtung "heben" bzw. "senken" und den Hydraulikzylindern angeordnet. Er bewirkt eine Volumenstromteilung des Hydrauliköls mit dem die Hydraulikzylinder beauf­ schlagt werden. Somit ist es möglich, beispielsweise aufgrund von ungleichen Lastverhältnissen, mit denen die Zylinder beaufschlagt werden, einen Gleichlauf der Zylinder zu gewährleisten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen dem gemeinsamen Mehrwegeventil und dem Zahnradölstromteiler Drosselrück­ schlagventile angeordnet sind. Die Drosselrückschlagventüe sind justierbar und ermöglichen eine Geschwindigkeitseinstellung der jeweils über das Mehrwege­ ventil angesteuerten Bewegungsrichtung der Hydraulikzylinder zum "Heben" bzw. "Senken" der Rollenrichtmaschine.

Weiterhin ist vorteilhaft jedem Hydrozylinder eine Rohrbruchsicherung in Form eines einstellbaren Ventils zugeordnet. Das Ventil erfaßt den jeweils momentanen Volumenölstrom, und bei Überschreitung des an dem Ventil eingestellten Maxi­ malwertes wird der Ausgang des Ventils geschlossen und somit ein Absinken ei­ nes Zylinders bei einem Rohrbruch verhindert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentan­ sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der in der einzigen Figur ein schaltungstechnisches Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar­ gestellt ist.

Auf der Zeichnung ist ein Übersichtsschaltplan 1 zur hydraulischen Steuerung ei­ ner Hub- und Senkeinrichtung für eine Rollenrichtmaschine zum Richten von Walzprofilen und Schienen dargestellt.

Von der Rollenrichtmaschine wird hier nur sehr schematisch der Maschinenstän­ der 2 gezeigt, in dem die antreibbaren Richtrolleneinheiten angeordnet sind. Die Unterseite 3 des Maschinenständers 2 ist mit Kolbenstangen 4 bis 7 von Hydrozy­ lindern 8 bis 11 verbunden, die ihrerseits beispielsweise auf einem hier nicht dar­ gestellten Hallenboden befestigt sind.

Ein an eine Hydraulikzuleitung 12 angeschlossenes Mehrwegeventil 13 steuert die Bewegungsrichtung "heben" oder "senken" der Kolbenstangen 4 bis 7 der Hydro­ zylinder 8 bis 11. Sobald die Richtmaschine über eine Heb- bzw. Senkbewegung mittels der Hydrozylinder 8 bis 11 in Bezug auf eine hier nicht dargestellte Walzli­ nie in der die Richtmaschine integriert ist, grob positioniert worden ist, wird der Ölstromfluß zu den Hydrozylindern 8 bis 11 über Rückschlagventile 14 bis 17a bgeschaltet, die von einem Pilotventil 18 gesteuert werden. Dadurch wird die Richtmaschine in Bezug auf die Walzlinie sicher in ihrer Vorpositionierung gehal­ ten.

Die elektrische Ansteuerung der Magnetspulen der Ventile 13 bis 18 sowie der im weiteren Zusammenhang mit der Erfindung vorgesehenen Ventile erfolgt über ei­ ne hier nicht dargestellte rechnergesteuerte Einrichtung.

Zur Feinjustierung der Richtmaschine in Bezug auf die Einlauf bzw. Auslaufwalz­ linie sind in Zuleitungen 19 zu den Hydrozylindern 8 bis 11 Feinjustierventile 20 bis 23 für die Bewegungsrichtung "heben" sowie Feinjustierventile 24 bis 27 für die Bewegungsrichtung "senken" integriert. Die Feinjustierung der Richtmaschine, also eine präzise Niveaueinstellung, mittels der Ventile 20 bis 27 erfolgt in Abhän­ gigkeit eines Höhenwertes, der von einem an jedem Hydrozylinder 8 bis 11 ange­ ordneten Weggeber 28 bis 31 ermittelt wird. Von den Weggebern 28 bis 31 wird ein elektrisches Eingangssignal auf die Rechner-Einrichtung aufgeschaltet und mit in der Rechnersteuerung abgelegten Vergleichsparametern, welche beispielswei­ se aus in dem Rechner verarbeiteten Steuersignalen von Meßeinrichtungen der Einlauf bzw. Auslaufwalzlinie bestehen, verglichen.

Dies erlaubt eine Ermittlung, ob die Richtmaschine in Bezug auf die Walzlinie zu hoch bzw. zu niedrig positioniert ist. Ist das von der Rechnersteuerung berechnete Niveau der Richtmaschine beispielsweise zu niedrig, werden die Feinjustierventile 20 bis 23 angesteuert, welche daraufhin die Hydrozylinder 8 bis 11 mit Öldruck beaufschlagen, so daß die Richtmaschine angehoben wird. Sobald diese ihre ge­ nau berechnete Höhe erreicht hat, erfolgt über den Rechnerausgang eine Ab­ schaltung des Steuersignals für die Ventile 20 bis 23. Eine Feinjustierung der Richtmaschine, wenn sie in Bezug auf die Walzlinie zu hoch steht, erfolgt analog zu der vorstehend beschriebenen Steuerung mit den Feinjustierventilen 24 bis 27.

Dadurch, daß jedes Feinjustierventil 20 bis 27 einzeln, in Abhängigkeit der im Rechner abgelegten Parameter sowie der Signale der Weggeber 28 bis 31 ange­ steuert werden kann, ist eine gezielte Schrägstellung der Richtmaschine möglich. Damit läßt sich eine aufgrund der beim Richten auftretenden Richtkräfte unver­ meidliche Durchbiegung der Rollen bzw. der diese tragenden Quertraversen ge­ zielt ausgleichen.

Die im Rechner erfaßten Werte aus den einzelnen Eingangssignalen ermöglichen eine Festlegung des minimalen bzw. maximalen Niveaus der Richtmaschine, wo­ durch sich ein "Fensterbereich" ergibt, in dem die Richtmaschine gesteuert wer­ den kann. Mit dieser Fenstersteuerung ist es möglich, das Richtmaschinenniveau kontinuierlich zu überwachen. Sollte sich die Richtmaschine aus dem eingestellten Fensterbereich herausbewegen, werden die entsprechenden Feinjustierventile 20 bis 27 der einzelnen Hydrozylinder 8 bis 11 angesteuert und die Richtmaschine so weit niveaureguliert, bis sie sich wieder in dem eingestellten Fensterbereich befin­ det.

Zwischen dem Mehrwegeventil 13 für die Bewegungsrichtung heben oder senken der Rollenrichtmaschine und den Hydrozylindern 8 bis 11 ist schaltungstechnisch ein Zahnradölstromteiler 32 angeordnet. Der Zahnradölstromteiler 32 bewirkt eine Volumenstromteilung des Hydrauliköls, mit dem die Hydrozylinder 8 bis 11 beauf­ schlagt werden. Dadurch wird unabhängig von Last Lind Größe der Zylinder 8 bis 11 deren Gleichlauf gewährleistet.

Um die Geschwindigkeit zu beeinflussen, mit der die Rollenrichtmaschine über die Hydrozylinder 8 bis 11 angehoben bzw. abgesenkt wird, sind zwischen dem Mehrwegeventil 13 und dem Zahnradölstromteiler 32 justierbare Drosselrück­ schlagventile 33, 34 angeordnet.

In jeder Zuleitung 19 zu den Hydrozylindern 8 bis 11 ist zudem eine Rohrbruchsi­ cherung in Form eines einstellbaren Ventils 35 bis 38 vorgesehen. Die Ventile 35 bis 38 erfassen den jeweils momentanen Volumenölstrom. Bei Überschreitung des an dem jeweiligen Ventil 35 bis 38 eingestellten Maximalwertes wird sein Ausgang geschlossen und somit ein Absinken des jeweils gefährdeten Zylinders 8 bis 11 verhindert.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Steuern einer Hub- und Senkeinrichtung einer Rollenrichtma­ schine, insbesondere zum Richten schwerer Walzprofile und Schienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub- und Senkeinrichtung vier Hydrozylinder (8 bis 11) umfaßt, denen ein gemeinsames Mehrwegeventil (13) zugeordnet ist, das mit an einem jeden Hydrozylinder (8 bis 11) angeschlossenen, von einem Pilotventil (18) gesteu­ erten Rückschlagventil (14 bis 17) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in den Zuleitungen (19) zu den Hydrozylindern (8 bis 11) integrierte Feinjustier- Ventile (20 bis 27).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrozylinder (8 bis 11) mit Weggebern (28 bis 31) versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinjustier-Ventile (20 bis 27) schaltungstechnisch mit den Weggebern (28 bis 31) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub- und Senkeinrichtung rechnergesteuert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Hydrozylinder (8 bis 11) ein Zahnradölstromteiler (32) angeschlos­ sen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem gemeinsamen Mehrwegeventil (13) und dem Zahn­ radölstromteiler (32) Drosselrückschlagventile (33, 34) angeordnet sind.