DE2510410A1 - Regelvorrichtung fuer eine durchbiegungsausgleichwalze - Google Patents

Regelvorrichtung fuer eine durchbiegungsausgleichwalze

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Description

P.4883 ESCHER WYSS Aktiengesellschaft, Zürich/ Schweiz
Regelvorrichtung für eine Durchbiegungsausgleichwalze
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für eine Durchbiegungsausgleichwalze mit kolbenartigen hydrostatischen Stutζelementen, die auf einem feststehenden zentralen Träger angeordnet sind und auf welchen ein um den Träger drehbarer Mantel abgestützt ist, dessen Enden am Träger in Wälzlagern gelagert sind, wobei der Walze Anpresselemente zugeordnet sind, die zur Aufnahme der an den Enden des Trägers wirkenden Reaktionskräfte dienen.
Eine Durchbiegungsausgleichwalze dieser Art ist z.B. aus der US-PS 3.802.044 bekannt. Bei dieser Walze ist es jeweils schwierig, die Druckkraft der hydrostatischen Stützelemente und der auf die Enden des Trägers einwirkenden Anpresselemente derart zu steuern, dass die Wälzlager
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des Mantels nicht, zumindest nicht übermässig, belastet werden. Zu diesem Zweck ist ein Gleichgewichtszustand der Kräfte der hydrostatischen Stützelemente und der Anpresselemente der Walze erforderlich, der bisher schwer erreichbar war.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Regelvorrichtung zum Ziel, welche eine selbsttätige Einstellung eines derartigen Gleichgewichtszustandes ermöglicht, bei welchem die Wälzlager zwischen dem Mantel und dem Träger unbelastet bzw. weitgehend entlastet sind.
Die erfindungsgemässe Regelvorrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist gekennzeichnet durch einen balkenartigen Teil, der unter dem Einfluss von an einem Gehäuse abgestützten Druckelementen steht, die zur Simulierung des Einflusses der Stützelemente sowie der Anpresselemente dienen und mit mindestens einer Fühlvorrichtung versehen ist, die am balkenartigen Teil angeordnet ist und zur Beeinflussung der zugeordneten hydrostatischen Stützelemente bzw. der Anpresselemente bei einer Bewegung des Teiles aus einer Gleichgewichtslage dient, derart, dass die Gleichgewichtslage wieder hergestellt wird.
Mit der Hilfe der Fühlvorrichtung können dieser Fühlvorrichtung zugeordnete Elemente, in der Regel die Druckelemente, so betätigt werden, dass ein Gleichgewichts-
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zustand dieser Kräfte an der Walze wie auch in der Regelvorrichtung selbst erreicht wird.
Zusätzlich kann ein Druckelement zur Simulierung des Eigengewichtes der Walze vorgesehen sein. Dieses kann vorzugsweise eine Feder mit verstellbarer Federkraft sein, welche auf den balkenartigen Teil einwirkt .
Durch diese Massnahme kann auch der Einfluss des konstanten Gewichtes der Walze berücksichtigt werden, was zu einer weiteren Entlastung der Lager führt.
Vorzugsweise können die Druckelemente zur Simulierung des Einflusses der Stützelemente und der Anpresselemente Bälge sein, welche von einem Druckmittel beaufschlagt sind, dessen Druck vom Druck eines auf die Elemente der Walze einwirkenden Druckmittels abhängig ist. Dadurch wird eine konstruktiv einfache Ausführungsform erhalten, bei welcher unter Vermeidung beweglicher Dichtungsstellen eine praktisch reibungsfreie Wirkungsweise erhalten wird.
Dabei kann bei einer Walze, bei welcher das Druckmittel der hydrostatischen Stützelemente und das der Anpresselemente eine hydraulische Flüssigkeit ist, zur Betätigung der Druckelemente der Regelvorrichtung ein gasförmiges Druckmittel, z.B. Druckluft, vorgesehen sein, das gleichzeitig zur Betätigung pneumatisch gesteuerter
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Druckregelventile in den hydraulischen Zuleitungen der Stützelemente und. der Anpresselemente der Walze dient. Auf diese Weise wird eine Anlage erhalten, bei welcher eine hohe Empfindlichkeit mit minimalen hydraulischen Strömungsverlusten verbunden ist.
Bei einer solchen Vorrichtung können als Fühlvorrichtungen Blasrohre mit an sich bekannter Ausführungsform vorgesehen sein, die jeweils in Serie mit einer Drosselstelle und parallel zum zugeordneten Druckelement sowie zum Druckregelventil geschaltet sind.
Wie bereits erwähnt, können die Fühlvorrichtungen zur Einstellung der Drücke in Anpresszylindern dienen, welche die Anpresselemente darstellen. Die Anpresszylinder können dabei entweder auf den Träger der Durchbiegungsausgleichwalze wirken und diese gegen eine Gegenwalze drücken. Die Anpresszylinder können jedoch auch auf die Lager der Gegenwalze einwirken, wobei der Träger der Durchbiegungsausgleichwalze fest abgestützt ist.
In einem solchen Fall sind die Drücke der einzelnen Anpresselemente bzw. ihrer Gruppen frei einstellbar, wobei sich die Anpresskräfte der Anpresszylinder mit der Hilfe der Regelvorrichtung von selbst ergeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der
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balkenartige Teil die Form einer Platte haben, die um einen Drehpunkt schwenkbar ist.
In einem solchen Fall
können die Wirkungsstellen der einzelnen Druckelemente räumlich variiert werden, so dass z.B. Druckelemente gleicher Grosse zur Bildung verschiedener Kräfte in Abhängigkeit von ihrem Hebelarm herangezogen werden können.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigt:
Fig.1 ein Schaltschema eines Walzwerkes mit einer
Durchbiegungsausgleichwalze und der erfindungsgemässen Regelvorrichtung,
Fig.2 eine Ansicht mit Teilschnitt nach der Linie II - II in der Fig.3 einer bevorzugten Ausführungsform der Regelvorrichtung,
Fig.3 den Schnitt III - III aus der Fig.2 und
Fig.4 den Schnitt eines als Fühlvorrichtung dienenden Blasrohres entsprechend dem Schnitt IV - IV in der Fig.2.
In der Fig.1 ist ein Walzwerk 1 dargestellt, das eine Durchbiegungsausgleichwalze 2 mit einem Träger 3, einem um diesen drehbaren Mantel 4 und zwischen diesen befindlichen hydrostatischen Stützelementen 5 aufweist. Die Stützelemente
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sind, wie in der erwähnten US-PS 3.802.04 4 beschrieben ist, kolbenartig ausgebildet und z.B. in Zylinderbohrungen 6 im Träger 3 geführt. Mit der Durchbiegungsausgleichwalze wirkt eine Gegenwalze 7 zusammen, die in einem Gestell 8 in festen Lagern 9 drehbar gelagert ist.
Zum Anpressen der Durchbiegungsausgleichwalze 2 gegen die Gegenwalze 7 sind hydraulische Zylinder 10 vorgesehen, in denen Kolben 11 dichtend geführt sind, deren Kolbenstangen 12 gegen Führungsteile 13 abgestützt sind, mit deren Hilfe der Träger 3 im Gestell 8 geführt ist. Wie noch aus der Fig.1 hervorgeht, befinden sich zwischen den Enden des Mantels 4 und dem Träger 3 Wälzlager 14.
Entsprechend der Darstellung in der Fig.1 sind die Zylinder 6 der Stützelemente 5 zu vier Gruppen zu zwei Zylindern zusammengefasst. Es versteht sich, dass diese Zusammenfassung nur schematisch ist und dass in der Regel die einzelnen Gruppen mehr Stützelemente 5 bzw. Zylinder enthalten werden. Andererseits ist auch eine abweichende Anzahl von Gruppen denkbar.
Die Zylinder 6 sind an Zweigleitungen a, b,c,d einer Förderleitung 15 einer Pumpe 16 für ein hydraulisches Druckmittel angeschlossen. Die beiden Zylinder 10 und sind an Zweigleitungen e und f der gleichen Förderleitung angeschlossen. In den Zweigleitungen a bis f befinden sich
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pneumatisch betätigbare Druckregelventile 17. Die pneumatischen Teile dieser Ventile sind an pneumatische Steuerleitungen a' bis f' angeschlossen. Die pneumatischen Steuerleitungen a1, b1, c1, d1 führen von der Ausgangsleitung 18 eines von Hand einstellbaren Druckregelventiles 19, wobei jede von ihnen mit einem von Hand einstellbaren Druckregelventil 20 versehen ist. Die Steuerleitungen e', f führen
von Blasrohren 21 einer Regelvorrichtung 22, welche ein Gebeweglich
häuse 23 und einen in diesem/angeordneten balkenartigen Teil 24 enthält. Zwischen dem Gehäuse 23 und dem balkenartigen Teil 24 befinden sich Bälge A, B, C, D sowie E und P. Die Bälge A,B,C,D sind an die Steuerleitungen a', b·, c!,d' angeschlossen. Der Balg E ist mit der Steuerleitung e1 und dem betreffenden Blasrohr 21 verbunden, der Balg F mit der Steuerleitung f1 und ebenfalls dem betreffenden Blasrohr 21.
Die Blasrohre 21 sind über Drosselventile 25 an eine gemeinsame Druckluftleitung 26.mit einem von Hand einstellbaren Druckregelventil 27 angeschlossen.
Die Verhältnisse zwischen dem Walzwerk 1 und der Regelvorrichtung 22 sind so gewählt, dass der balkenartige Teil 24 zusammen mit den Bälgen A bis F zur Simulierung der im Walzwerk 1 wirkenden Kräfte dient. Zu diesem Zweck können z.B. die durch die Bälge dargestellten Kräfte und ihre ' Hebelarme zu den Kräften und den Hebelarmen im Walzwerk 1 proportional sein. Dabei entsprechen die Kräfte der Bälge A,B,C,D
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jeweils der resultierenden Kraft einer Gruppe von Stützelementen 5.
Bei richtiger Einstellung, der Druckregelventile und Dimensionierung der durch die Bälge A bis F gebildeten Druckelemente sind bei einem Gleichgewichtszustand am balkenartigen Teil 24 die Lager 14 der Durchbiegungsausgleichwalze 2 entlastet. Wenn darauf z.B. durch Betätigung eines der Regelventile 20 die Kraft einer der Gruppen der hydrostatischen Stützelemente 5 verändert wird, hat der Balken 24 eine Tendenz, sich aus dem Gleichgewichtszustand zu bewegen, da sich auch die Kraft des betreffenden der Bälge A,B,C,D verändert. Dabei entsteht selbsttätig durch eine Annäherung oder Entfernung der Enden des Teiles 24 von den Blasrohren 21 eine Veränderung des Druckabfalles in den Blasrohren. Dadurch steigt oder sinkt in entsprechender Weise der Druck in den zugeordneten Bälgen E und F5bis sich ein Gleichgewichtszustand wieder einstellt. Die Veränderung der Drücke in den Bälgen E und F hat jedoch über die Steuerleitungen e' und f eine entsprechende Verstellung der Druckregelventile 17 in den hydraulischen Leitungen e und f zur Folge. Dadurch wird gleichzeitig auch im entsprechenden Sinn die in den Zylindern 10 wirkende hydraulische Druckkraft verändert. Auf diese Weise können die durch die Zylinder 10 gebildeten Anpresskräfte an den neuen Zustand an-
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gepasst -werden.
Die Fig.2 bis 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Regelvorrichtung, die jedoch im Prinzip der Regelvorrichtung 22 nach der Fig.1 entspricht. Einander entsprechende Teile sind daher in der Fig.1 und in den Fig.2 bis 4 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die in den Fig.2 bis 4 dargestellte Regelvorrichtung enthält eine Regelplatte 124, die zwischen zwei Gehäuseplatten 122 und 122' angeordnet ist. Auf die Regelplatte wirken die Bälge A,B,G,D, die an die Steuerleitungen a', b!, c·, d! angeschlossen sind. In der Gegenrichtung wirken auf die Regelplatte 124 die Bälge E und F, Vielehe an die gemeinsame Druckluftleitung 26 über Fühlventile 121 angeschlossen sind. Die Fühlventile 121 enthalten Blasdüsen 125, die mit verstellbaren Einstellteilen 127 zusammenwirken. Innerhalb des Gehäuses des Fühlventils 121 befindet sich ein Drosselventil 128. An den Raum zwischen dem Drosselventil 128 und dem Blasrohr 125 sind über Nippel 129 die Leitung 26 sowie eine zum betreffenden Balg E bzw. F führende Leitung 130 angeschlossen. Die Regelplatte 124 ist mit der Hilfe eines dünnen elastischen Plättchens 131 zwischen den zwei Teilen zweier zweiteiliger Säulen 132 eingeklemmt, die jeweils aus einem Gewindebolzen 133 und zwei Distanzrohren 134 bestehen. Das Plättchen 131, das sich am Rand der Platte in der Symmetrieebene der Bälge A-F befindet, bildet einen Drehpunkt, um
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welchen die Regelplatte 124 schwenkbar ist.
• Die Ausführungsform nach den Fig.2 bis 4 wirkt im Prinzip gleich wie die Regelvorrichtung 22 nach der Fig.1. Sie hat jedoch den Vorteil, dass die Hebelarme der einzelnen Bälge Λ bis F nicht nur in einer einzigen Richtung wie beim Teil 24, sondern auch in der radialen Richtung in bezug auf den Drehpunkt 131 verändert werden können. Wenn sich daher beim dargestellten Beispiel die Bälge E und F näher zum Drehpunkt 131 befinden, so bedeutet dies, dass ihr Hebelarm gegenüber den Bälgen A,B,C,D kleiner und daher der Einfluss der in ihnen wirkenden Drücke ebenfalls kleiner ist. Auf diese Weise wird die Freiheit beim Entwurf der Regelvorrichtung vergrössert, so dass z.B. die ganze Vorrichtung mit Bälgen einer einzigen Dimension bestückt werden kann.
Zur Berücksichtigung des Eigengewichtes der Walze ist die Regelvorrichtung 22 aus der Fig.1 mit einer Feder mit verstellbarer Federkraft versehen. Die Feder 30 wirkt in der gleichen Richtung wie die Bälge A,B,C und D, da beim Walzwerk 1 die Anpresskraft der Stützelemente 5 zusammen mit dem Gewicht der Walze 2 von den Zylindern 10 getragen wird.
Bei der Ausführungsform nach den Fig.2 bis 4 ist die Feder 30 mit einem Gewindeteil 31 versehen, der auf einem Gewindebolzen 31 verstellbar ist. Dadurch ist eine genaue Einstellung der Federkraft der Feder 30 zur Berücksichtigung des Gewichtes der Walze 2 möglich.
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Da im vorliegenden Beispiel das Gewicht der Walze symmetrisch verteilt ist, so dass sich ihr Schwerpunkt in ihrer Mitte befindet, ist die Feder 30 in der gemeinsamen Symmetrieebene der Bälge A bis F angeordnet. Es versteht sich, dass bei einer anderen Lage des Schwerpunktes auch die Lage der Feder entsprechend anders gegenüber den Bälgen A-F gewählt werden muss.
Die. Erfindung wurde anhand einer hydropneumatiDchen Regelung der Anpresskräfte der Durchbiegungsausgleichwalze erläutert. Es versteht sich, dass die Regelvorrichtung auch z.3. bei einer rein hydraulischen Regelung verwendbar ist. In diesem Fall könnten die Bälge A-F direkt an die hydraulischen Leitungen a - f angeschlossen sein. Die Fühlvorrichtungen 21 bzw. 121 könnten in diesem Fall hydraulische Steuerschieber sein.
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Regelvorrichtung für eine Durchbiegungsausgleichwalze mit kolbenartigen hydrostatischen Stützelementen, die auf einem feststehenden zentralen Träger angeordnet sind und auf welchen ein um den Träger drehbarer Mantel abgestützt ist, dessen Enden am Träger in Wälzlagern gelagert sind, wobei der Walze Anpresselemente zugeordnet sind, die zur Aufnahme der an den Enden des Trägers wirkenden Reaktionskräfte dienen, gekennzeichnet durch einen balkenartigen Teil (24, 124), der unter dem Einfluss von an einem Gehäuse (23, 123,123') abgestützten Druckelementen (A - F) steht, die zur Simulierung des Einflusses der Stützelemente (5) sowie der Anpresselemente (10) dienen und mit mindestens einer Fühlvorrichtung (21,121) versehen ist, die am balkenartigen Teil (24, 124) angeordnet ist und zur Beeinflussung der zugeordneten hydrostatischen Stützelemente bzw. der Anpresselemente (10) bei einer Bewegung des Teiles (24, 124) aus einer Gleichgewichtslage dient, derart, dass die Gleichgewichtslage wieder hergestellt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Druckelement (30) zur Simulierung des Eigengewichtes der Walze (2).
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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente zur Simulierung des Einflusses der Stützelemente (5) und der Anpresselemente (10) Bälge (A bis P) sind, welche von einem Druckmittel beaufschlagt sind, dessen Druck vom Druck eines auf die Elemente (5, 10) der Walze (2) einwirkenden Druckmittels abhängig ist.
A. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement zur Simulierung des Eigengewichtes der Walze (2) eine Feder (30) mit verstellbarer Federkraft ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, für eine Walze, bei welcher das Druckmittel der hydrostatischen Stützelemente und das der Anpresselemente eine hydraulische Flüssigkeit ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung der Druckelemente (A - F) der Regelvorrichtung (22) ein gasförmiges Druckmittel vorgesehen ist, das gleichzeitig zur Betätigung pneumatisch gesteuerter Druckregelventile (17) in den hydraulischen Zuleitungen (a - f) der Stützelemente (5) und der Anpresselemente (10) der Walze (2) dient.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Fühlvorrichtungen Blasrohre (21, 121) vorgesehen sind, die jeweils in Serie mit einer Drossel-
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stelle (25, 125) und parallel zum zugeordneten Druckelement (E, F) sowie zum Druckregelventil (17) geschaltet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlvorrichtungen (21, 121) zur Einstellung der Drücke in Anpresszylindern (10) dienen.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der balkenartige Teil die Form einer Platte (124) hat, die um einen Drehpunkt (131) schwenkbar ist.
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