DE2623492A1

DE2623492A1 - Drucksteuereinrichtung fuer arbeitsvorrichtungen mit walzen

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Publication number: DE2623492A1
Application number: DE19762623492
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1977-12-08
Also published as: SU999987A3; JPS6154963B2; FI61219B; CH620777A5; JPS52144561A; SE428047B; FI61219C; DE2623492B2; SE7704900L; US4154160A; GB1573383A; FI771396A; CA1065700A; DE2623492C3; BR7703332A

Description

Drucksteuereinrichtung für Arbeitsvorrichtungen mit Walzen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksteuereinrichtung für Arbeitsvorrichtungen mit mindestens einer Walze, die einen stillstehenden Kern aufweist, um den eine die eigentliche Walze bildende, radialen Abstand zum Kern belassende Hohlwalze umläuft, die an den Enden auf den Kern gelagert und dazwischen an dem Kern in radialer Richtung über ein iη einer am Kern gebildeten Kammer befindliches, eine gegen die Innenseite der Hohlwalze wirkende Kraft und damit den Arbeitsdruck der Walze erzeugendes fluides Druckmittel abgestützt ist, und mit einer durch ein fluides Druckmittel betätigten, an der Walze oder einer Gegenwalze angreifenden Belastungsvorrichtung, wobei die Belastungsvorrichtung oder die Walze das steuernde Element bilden und von dem darin herrschenden Druck ein Steuerdruck abgeleitet ist, mittels dessen in dem jeweils anderen, gesteuerten Element ein Druck einstellbar ist, der zu dem Druck in dem steuernden Element in einem bestimmten vorgegebenen Druckverhältnis steht, insbesondere für Arbeitsvorrichtungen, bei denen die Belastungsvorrichtungen das steuernde Element sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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Aus der deutschen Patentschrift 1 411 327 ist eine Ausführungsform einer derartigen Drucksteuereinrichtung für ein Walzenpaar bekannt, bei dem die Walzen als sogenannte "Schwimmende Walzen" ausgebildet sind. Bei derartigen Walzen erstreckt sich längs des Kerns zwischen diesem und der Innenseite der Hohlwalze eine Dichtung, die zusammen mit an den Enden der Hohlwalze vorges„nenen Querdichtungen den Zwischenraum zwischen dem Kern und der Hohlwalze in zwei Längskammern unterteilen, die mit einem das fluide Druckmittel bildenden Drucköl gefüllt sind. Die auf der Seite des Walzspalts gelegene Längskammer erhält den höheren Druck. Der Druckunterschied bestimmt den Arbeitsdruck, d. h. den Liniendruck im Walzspalt. Das Drucköl wirkt unmittelbar gegen die Innenseite der Hohlwalze.

Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf andere Typen von Walzen, bei denen der Druck durch mechanische Zwischenglieder wie Druckschuhe oder Rollenanordnungen auf die Innenseite der Hohlwalze übertragen Wird. Solche Ausführungsformen sind beispielsweise aus der USA-Patentschrift 2 395 915, der deutschen Offenlegungsschrift 2 23o 139 und den deutschen AuslegeSchriften 1 193 792 und 1 56I 706 ersichtlich.

Bei der durch die deutsche Patentschrift 1 411 327 bekannten Ausführungsform ist nun eine der sogenannten "Schwimmenden Walzen" festjgelagert, während auf die die Walzenzapfen bildenden,aus der Hohlwalze vorstehenden Enden des Kerns bei der anderen Walze eine Belastungsvorrichtung wirkt, die zwei hydraulische Kolben- Zylindereinheiten umfaßt, von denen je eine ihre Kraft auf ein Ende des Kerns der Gegenwalze überträgt.

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Es kommt nun darauf an, daß die Drücke in den schwimmenden Walzen und in der Belastungsvorrichtung sehr genau aufeinander abgestimmt sind. Ist z. B. der Druck in einer schwimmenden Walze zu hoch, d. h. höher als die Gegenkräfte erfordern, so biegt sich die schwimmende Walze, da ihre Hohlwalze an den Enden auf den Kern gelagert ist und der zu hohe Druck in der Mitte die Hohlwalze vom Kern wegzudrücken sucht, gegen die Gegenwalze hin durch oder verursacht Jedenfalls einen ungleichmäßigen Liniendruck im Walzspalt. Dies alles gilt nicht nur für die sogenannte "Schwimmende Walze*, sondern auch für die anderen aus den vorgenannten Schriftstellen hervorgehenden Walzentypen.

Ein weiterer Nachteil eines nicht genau den Verhältnissen angepaßten Drucks in den Walzen besteht darin, daß die Lager an den Enden der Hohlwalze dann eine unzulässig hohe Belastung erfahren. Im Idealfall, d. h. bei genau angepaßtem Druck in der Walze, soll die Gegenkraft im Gleichgewicht mit der durch das fluide Druckmittel ausgeübten Kraft stehen und den Lagern an den Enden nur noch eine Führungsfunktion zukommen. Stimmt der Druck jedoch nicht, so müssen die Lager den Druckfehler, der zu einer nicht ausgeglichenen Kraft zwischen Hohlwalze und Kern führt, aufnehmen. Das gleiche trifft zu, wenn die Kraft der Belastungsvorrichtung nicht genau dem Druck in der Walze entspricht. Wenn z. B. ein sehr niedriger Druck in der Walze mit einem sehr hohen Druck an der Belastungsvorrichtung zusammentrifft, werden die dadurch ausgeübten Kräfte voll auf die Eager in der Walze geleitet.

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Zur Überwachung des Druckverhältnisses in der Walze und in der Belastungsvorrichtung ist nun bei der durch die deutsche Patentschrift 1 411 527 bekannten Ausführungsform ein Druckverhältnisregler vorgesehen. Dieser Druckverhältnisregler regelt den Druck an der Belastungsvorrichtung so ein, daß die von der Warenbahn ausgeübte Kraft gerade von der durch das Drucköl in der Längskammer der in der deutschen Patentschrift 1 411 327 vorhandenen "Schwimmenden Walze" aufgehoben wird. Es trägt dann nur das Drucköl, während die Lager an den Enden der Hohlwalze von den im Walzspalt wirkenden Kräften freibleiben. Führungsgröße ist bei der Ausführungsform nach der deutschen Patentschrift 1 411 327 der Druck in der "Schwimmenden Walze".

Es ist aber auch bereits Stand der Technik, die Steuerung an einer solchen Arbeitsvorrichtung umgekehrt vorzunehmen, d. h. den Druck in der Belastungsvorrichtung als Führungsgröße zu wählen und den Druck in der Walze danach einzurichten.

Voraussetzung für die Funktion einer solchen Drucksteuereinrichtung ist es, daß der Druck in dem gesteuerten Element den Druek, den das steuernde Element verlangt, auch wirklich erreichen kann. In der Praxis ist dies jedoch nicht immer der Fall; vielmehr kann sich der Druck in dem gesteuerten Element, sei es durch mangelnde oder zu träge Druekversorgung, sei es durch an bestimmten Stellen auftretende Druckverluste,manchmal nicht schnell genug oder überhaupt nicht an die Führungsgröße anpassen.

Bei einer Arbeitsvorrichtung mit Walzen der in Rede stehenden Art, bei der der Druck in der Belastungsvorrichtung Führungsgröße ist, kann dies insbesondere

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in zwei Fällen eintreten: erstens wenn der Belastungsdruck schneller ansteigt als der Druck in der Walze folgen kann. Eine solche Steigerung des Belastungsdruckes ist dann erforderlich, wenn nach dem Einführen der Bahn in die Arbeitsvorrichtung der Liniendruck auf den vollen Betriebsdruck gesteigert werden muß. Zweitens stellt sich das erwünschte Druckverhältnis nicht ein, wenn der Druck in der Walze aus irgendeinem Grund dauernd nicht auf seine normale Höhe kommt, was durch unzureichende Leistung des Pumpensystems, dauernde Leckverluste durch nicht einwandfreien Zustand der Dichtungen in der Walze, nicht einwandfreie Verbindungen an den Steuerleitungen usw. eintreten kann.

Ähnliche Probleme können auftreten, wenn der Druck in der Walze Führungsgröße ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Drucksteuereinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß Abweichungen der Drücke in der Belastungsvorrichtung in der Walze von dem angestrebtem Druckverhältnis unterbunden ν£^den-

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Druckverhältnisüberwachungseinrichtung vor, welche den Steuerdruck mit dem tatsächlichen Druck in dem gesteuerten Element (Walze oder Belastungsvorrichtung) vergleicht und bei im Verhältnis zu dem vorgegebenen Druckverhältnis überhöhten Druck in dem steuernden Element diesen auf dieses Druckverhältnis vermindert.

Der Steuerdruck stellt einen Druck dar, der von dem Druck in dem steuernden Element abgeleitet ist. Dieser Steuerdruck fordert in dem gesteuerten Element eine bestimmte Druckhöhe. Die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung überwacht nun, ob der tatsächliche Druck in dem gesteuerten Element dieser Forderung

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nachkommt. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird nicht etwa auf der Seite des steuernden Elements eine Änderung in Gestalt einer noch stärkeren Steigerung des Steuerdrucks vorgenommen, sondern es wird gewissermaßen die Führung bei der Steuerung umgekehrt und nunmehr der Druck in dem steuernden Element abgesenkt, bis das vorgegebene Druckverhältnis wieder vorliegt.

Durch diese Maßnahme kann zwar möglicherweise der Arbeitsdruck nicht über einen bestimmten Wert gesteigert werden, doch ist sichergestellt, daß bei dem erreichbaren Druck jedenfalls das richtige Verhältnis zwischen den Drücken in der Walze und in der Belastungsvorrichtung vorliegt und die Arbeitsvorrichtung in einem dem Idealzustand angenäherten Druckgleichgewicht arbeitet, wo es nicht zu übermäßigen Belastungen der Lager und insbesondere zu ungleichmäßigem Liniendruck kommt.

Es sind Anordnungen bekannt, bei denen zur Regelung des Druckverhältnisses ein separates, insbesondere pneumatisches System vorgesehen ist, welches u.a. ein insbesondere pneumatisches Steuersignal zur Einstellung des Drucks in dem steuernden Element erzeugt. Die deutsche Patentschrift 1 523 351 zeigt eine Walzenanordnung mit "schwimmenden Walzen" und hydraulisch betätigter Belastungsvorrichtung, bei der ein pneumatisches Regelsystem vorhanden ist.

Bei einer solchen Drucksteuereinrichtung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung ein von für die Drücke in der Walze bzw. in der Belastungsvorrichtung repräsentativen Drücken beaufschlagtes Steuerelement umfaßt, welches, solange das Verhältnis zwischen steuerndem Druck und gesteuertem Druck einen vorbestimmten Wert höchstens erreicht, das Steuersignal unverändert

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durchläßt, sobald das Verhältnis den Wert jedoch überschreitet, das Steuersignal dosselt.

Die Angriffsstelle des Drucküberwachungseinrichtung liegt also in dem separaten System zur Einstellung bzw. Steuerung der Drücke in der Walze und der Belastungsvorrichtung. Solange das Druckverhältnis dem gewünschten Wert entspricht, geschieht nichts. Sobald aber der zu steuernde Druck nicht nachkommt, erfolgt ein Eingriff, in dem das Steuersignal in dem separaten System vermindert und entsprechend auch der Druck in dem steuernden Element abgesenkt werden.

Im einzelnen kann die Ausführung so sein, daß das Steuerelement eine Membrananordnung umfaßt, die ein in der das Steuersignal für das steuernde Element führenden Leitung angeordnetes Dosseiventil betätigt und an der einerseits der Steuerdruck anliegt, während sie andererseits von einer aus dem tatsächlichen Druck in dem gesteuerten Element gebildeten Kraft beaufschlagt ist.

Dieser tatsächliche Druck und der Steuerdruck ergeben also ein Gleichgewicht bzw. bei einer Abweichung verlagert sich die Membran und wird das Dosseiventil "in der gewünschten Weise betätigt.

Bei einer Anordnung, bei der am Kern der Walze zwei einander- gegenüberliegende Kammern vorgesehen sind, die hydraulische Druckflüssigkeit verschiedenen Drucks enthalten und bei der die Differenz dieser Drücke den Arbeitsdruck der Walze bestimmt, wie es z. B. bei einer sogenannten "Schwimmenden Walze" der Fall ist, empfiehlt es sich, eine an sich bekannte Anordnung mit zwei gleichachsig einander gegenüberliegenden, von den Drücken in den Kammern beaufschlagten Balgen vorzusehen, die an den einander

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zugewandten Seiten auf einen Hebel wirken und an den einander abgewandten Seiten fest abgestützt sind, und mechanische übertragungsglieder zur Übertragung der Verlagerung des Hebels auf die Membran des Steuerelements vorzusehen.

Auf diese Weise wird ein für den Arbeitsdruck in der Walze repräsentativer Druck ins Spiel gebracht und kann mit dem Steuerdruck verglichen werden.

An sich bekannt ist ein solches Element mit zwei einander gegenüberliegenden Balgen aus der deutschen Patentschrift 1 Κβο 6j>2.

Es sind Walzenanordnungen bekannt, bei denen die wählbare Einstellung des hydraulischen Drucks für die steuernden Elemente über pneumatisch gesteuerte Regler für den hydraulischen Druck erfolgt, die einen vom pneumatischen Steuersignal abhängigen hydraulischen Druck einstellen und in deren das pneumatische Steuersignal führender Zuleitung ein Einstellventil vorgesehen ist, welches das pneumatische Steuersignal als einen einstellbaren Anteil eines festen pneumatischen Drucks erzeugt.

Bei einer solchen Anordnung ist es zweckmäßig, wenn die Drucküberwachungseinrichtung in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung zu den Einstellventilen angeordnet ist.

Die Einstellventile erhalten dann, wenn die Drucküberwachungseinrichtung in Tätigkeit getreten ist, statt des vollen pneumatischen Pumpendrucks nur einen verminderten Druck, aus dem die Einstellventile dann auch ein entsprechend vermindertes Steuersignal für das steuernde Element bilden.

Die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung vergleicht den in einem separaten System gebildeten Steuerdruck für das gesteuerte Element

mit dem in diesem tatsächlich herrschenden Druck. Wenn aber das den Steuerdruck erzeugende >System aus irgendeinem Grunde selbst ausfällt, so könnte der Druck in dem gesteuerten Element abfallen, ohne daß die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung in Tätigkeit tritt, weil eben der Steuerdruck auch in einem solchen Fall nicht "überhöht" ist. Der Druck in dem steuernden Element könnte dabei dennoch zu hoch sein.

Um auch einen solchen Ausfall eines separaten pneumatischen Steuersystems abzusichern, besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung zu den Einstellventilen, der Druckverhältrisüberwachungseinrichtung vorgeschaltet, ein pneumatisches Steuerelement angeordnet ist, an welchem ein den Druck des in dem steuernden Elements darstellender, pneumatische Druck und der feste pneumatische Pumpendruck anliegen und welches bei Ansteigen des ersteren Drucks nur einen entsprechend steigenden Anteil des festen pneumatischen Drucks durchläßt.

Das Steuersignal für die Einstellung des Drucks in dem steuernden Element und damit dieser Druck können also nur ansteigen, wenn eine vorherige Steigerung durch das pneumatische System "rückgemeldet" worden ist. Bei einem Ausfall des pneumatischen Systems unterbleibt eine solche "Rückmeldung" natürlich und kann keine Drucksteigerung erfolgen. Der Druck verbleibt dann-auf einem niedrigen, an dem hydraulisch-pneumatischen Steuerelement eingestellten Grundwert.

Schließlich kann in der Zuleitung des Steuerdrucks für das gesteuerte Element noch ein Druckbegrenzer angeordnet sein.

Hierdurch kann der Druck in dem gesteuerten Element nie über einen zulässigen Betrag ansteigen. Dies ist besonders wichtig, wenn das steuernde Element als beidseitig beaufschlagte Druckzylinder ausgebildet ist, wobei durch einen Druck auf der der Belastungsrichtung entgegengesetzten Kolbenseite ein Teil des Eigengewichtes der auflii«|e.f»cl€t\ U/ai-le entlastet wird, wobei dieses

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Entlastungsdruck ebenfalls zur Steuerung³ ties gesteuerten Elementes verwendet wird, in dem Sinne, daß bei steigendem Entlastungsdruck der Druck in dem gesteuerten Element niedriger wird. Wenn nun der Entlastungsdruck aus irgendeinem Grunde ausfällt, so steigt dadurch die Belastung im Walzenspalt und die Steuerung erhöht den Druck im gesteuerten Element entsprechend. Dadurch entsteht die Gefahr, daß die zulässige Belastung der Walzen überschritten wird. Der Druckbegrenzer in der Zuleitung des Steuer "^uctces für das gesteuerte Element verhindert nun ei_t. weiteres Ansteigen des Drucke in dem gesteuerten Element. Dadurch wird die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung wirksam und verringert in dem steuernden Element entsprechend den Druck.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei hydraulische Leitungen in ausgezogenen Linien, pneumatische Leitungen in unterbrochenen Linien dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen pneumatisch/hydraulischen Schaltplan einer Walzenanordnung, an der die Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Brfindungsgemäße Druckverhältnisüberwachungseinrichtung;

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des unteren Endes der Einrichtung nach Fig. 2;

Fig. K zeigt einen Schnitt durch ein in der Drucksteuereinrichtung enthaltenes pneumatisches Steuerelement.

In Fig. 1 ist eine als Ganzes mit loo bezeichnete Arbeitsvorrichtung mit einer schwimmenden Walze 1 und einer beliebigen Gegenwalze 2 dargestellt. Die schwimmende Walze umfaßt eine Hohlwalze ]5, die an ihren Enden auf einem Kern 4 gelagert ist. Der Kern 4 durchgreift die Hohlwalze 3 der Länge nach und steht mit seinen die Walzenzapfen bildenden Enden aus der Hohlwalze 3 hervor. Wie aus dem als Ganzes mit 5 bezeichneten kleinen Querschnitt der schwimmenden Walze zu ersehen ist, beläßt der Kern einen gewissen Abstand zur Innenseite der Hohlwalze 3· Der

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Abstandsraum ist durch zwei am Kern angebrachte Längsdichtungen 6 in zwei einander in Richtung des Walzdrucks gegenüberliegende Längskammern 7,8 unterteilt. An den Enden der Längskammern 7, 8 sind innenseitig der Lager Querdichtungen vorgesehen, so daß die Längskammern im wesentlichen geschlossen sind und in ihnen ein hydraulischer Druck aufgebaut werden kann. In der dem Walzspalt zugewandten Längskammer 7 wird ein höherer Druck erzeugt, woraus eine Abstützung der Belastung im Walzenspalt sich ergibt. Beim Umlauf gleitet die Hohlwalze J3 an den Dichtungen 6 vorbei und ist zwischen den Lagern nur über die in der Längskammer 7 befindliche hydraulische Druckflüssigkeit abgestützt.

Während die schwimmende Walze 1 in dem Ausführungsbeispiel festjgelagert ist, besitzt die Gegenwalze 2 eine Belastungsvorrichtung lo, die zwei hydraulische Kolben/Zylindereinheiten 9 umfaßt, die auf die Walzenzapfen 11 der Gegenwalze 2 einen gegen die schwimmende Walze 1 gerichteten Druck ausüben.

Das hydraulische Druckmittel für die Druckversorgung der schwimmenden Walze 1 wird durch die Druckversorgungseinheit 12 geliefert, die im wesentlichen eine einen konstanten Druck erzeugende Pumpe enthält.

Der Druck für die hydraulischen Kolben/Zylindereinheiten 9 wird durch die Druckversorgungseinheit 13 geliefert. Die Druckversorgungseinheit 13 stellt einen konstanten hydraulischen Druck bereit, aus dem auf noch zu erläuternde Weise der gesteuerte Druck zur Betätigung der hydraulischen Kolben/Zylindereinheiten 9 beim Andrücken der Gegenwalze 2 gegen die schwimmende Walze 1 hergestellt wird. Ein gewisser hydraulischer Druck PE ist auch auf der Kolbenstangenseite der Kolben/Zylinderheiten 9 vorhanden und wird über die Leitungen 14 dorthin geleitet. Der Arbeitsdruck ist also die Differenz der auf den beiden Seiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 herrschenden Drücke. Soll die Walzenanordnung gelüftet, d. h.

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die Gegenwalze·2 von der schwimmenden Walze 1 abgehoben werden, so wird der auf die Kolbenstangenseite geführte Druck über den auf der geschlossenen Seite herrschenden Druck gesteigert.

Der Druck in der schwimmenden Walze wird durch einen Differenzdruckregler 16 geregelt, der einen bestimmten Anteil des über die Leitung 17 herangeführten vollen Drucks der Druckversorgungseinheit 12 in der Längskammer 7 aufrechterhält. Auch in der Längskammer 8 herrscht ein hydraulischer Druck, der u.a. durch das an den Dichtungen 6 übertretende hydraulische Druckmittel zustandekommt. Das in die Längskammer übertretende hydraulische Druckmittel wird fortlaufend über die Leitung 18 in den Sumpf abgeleitet, damit sich kein zu starker Druck aufbauen kann bzw. der Druck auf dem eingeregelten Wert verbleibt

Die Steuerung des in der Längskammer J aufrechterhaltenen Anteils des in der Leitung 17 herrschenden vollen Drucks der Druckversorgungseinheit 12 erfolgt durch ein separates pneumatisches System. Der pneumatische Steuerdruckiöwird über die Leitungen 19* 2o herangeführt. Je nach dem wie hoch dieser SteuerdruckSiist, wird der Druck in der Längskammer 7 eingestellt.

Führungsgröße für die Bestimmung des Steuerdrucks 5"O sind die Drücke in der Belastungsvorrichtung lo. Die zu den geschlossenen Seiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 führenden Leitungen 21, 22 sowie die zu den Kolbenstangenseiten führenden Leitungen 23, 24 werden über die Zweigleitungen 25 und 26 bzw. 27 und 28 angezapft. Die Drücke von den geschlossenen Seiten gelangen in einen Umsetzer 29, der ein dem Mittelwert der beiden Drücke entsprechendes pneumatisches Signal an dem Ausgang Jo erzeugt.

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Entsprechend werden die Drücke der Kolbenstangenseiten auf den hydraulisch pneumatischen Umsetzer 31 geleitet, der an seinem Ausgang 32 ein den Mittelwert wiedergebendes pneumatisches Signal hervorbringt.

Da die tatsächlich von der Belastungsvorrichtung Ic ausgeübte Kraft von der Differenz dieser Drücke abhängt, werden die Signale an den Ausgängen J>o, 32 auf ein pneumatisches Summierglied 33 gegeben, welches die Signale miteinander vergleicht und daraus den an dem Ausgang 34 erscheinenden pneumatischen Steuerdruckiöformt, der über die Leitungen 2o und I9 dem Differenzdruckregler 16 zugeführt wird und so den Druck in der schwimmenden Walze 1 regelt. Der pneumatische Druck für die Geräte 29, 31 und 33 wird durch die Luftversorgungseinheit 35 bereitgestellt und an den mit den kleinen Pfeilen bezeichneten Eingängen in die Geräte 29, 31 und 33 eingegeben.

Der Druck in den die Belastungsvorrichtung Io bildenden Kolben/Zylindereinheiten 9. muß unabhängig einstellbar sein. Diese Druckeinstellung geschieht wieder mit Hilfe eines separaten pneumatischen Systems. Eine Pumpe 36 erzeugt einen gleichbleibenden pneumatischen Druck, der über die Leitungen 37,38 und 39 zwei Einstellventilen 4o und 41 zugeleitet wird, die von außen betätigbar sind und je nach Betätigung einen bestimmten Anteil des zugeleiteten pneumatischen Drucks über die Leitungen 42 und 43 zwei pneumatisch/ hydraulischen Umsetzern 44, 45 zuleiten. Die Umsetzer KK_r K5 erhalten einen gleichbleibenden hydraulischen Druck über die Leitung K6 aus der Druckversorgungseinheit I3. Je nach Höhe des pneumatischen Drucks in den Leitungen 42 und 43 wird nun ein bestimmter Anteil des vollen Drucks in der Leitung 46 auf die Leitungen 47 und 48 weitergegeben, die in die Leitungen

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21 bzw. 22 münden und die Druckflüssigkeit für die geschlossene Seite der Kolben/Zylindereinheiten 9 liefern. Durch Verstellung der Einstellventile 4-o, Kl wird also der Druck der Belastungsvorrichtung Io bestimmt.

Der Druck in der Belastungsvorrichtung Io wiederum bestimmt in der bereits r~ schildert en Weise den in den Leitungen 2o "- . 19 herrschenden Steuerdruck 5o, der den Druck in der schwimmenden Walze 1 so regelt, daß dieser zu dem Druck in der Belastungsvorrichtung Io in einem bestimmten Verhältnis steht.

Es kann nun der Fall eintreten, daß der Druck in der schwimmenden Walze 1 nicht den Wert erreicht, der durch den Steuerdruck 5o gefordert wird. Wenn z. B. die Dichtungen 6 zuviel Druckflüssigkeit durchlassen, kann sich in der Längskammer 7 kein ausreichender Druck aufbauen. Auch können Fehler In der hydraulischen Zuleitung zu der schwimmenden Walze 1 einen ausreichenden Druckaufbau verhindern. Dies führt dazu, daß die von der Belastungsvorrichtung Io ausgeübte Kraft im Verhältnis zur Gegenkraft des hydraulischen Druckmittels in der Längskammer 7 zu hoch ist. Diese Kraft wird durch die Lager an den . Enden der Hohlwalze 3 aufgefangen, die dadurch sehr belastet werden. Auch ergibt sich in dieser Situation ein ungleichmäßiger Liniendruck.

Um dies zu verhindern, ist in die Drucksteuereinrichtung eine als Ganzes mit 6o bezeichnete Druckverhältnisüberwachungseinrichtung eingebaut.

An sich wäre es zur Erreichung der bisher beschriebenen Funktion der Steuerung des Drucks in der schwimmenden Walze 1 in Abhängigkeit von dem Druck in der Belastungsvorrichtung Io möglich, die Leitung 38 unmittelbar in die Einstellventile 4ο,4·1 und die

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Leitung 2o unmittelbar in die Leitung I9 münden zu lassen. Gemäß Fig. 1 sind diese Leitungen Jedoch durch die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 60 geführt, und es werden außerdem noch die Drücke in den Längskammern 7, 8 über die Leitungen 61, 6j5 angezapft und in das pneumatisch/hydraulische SteueieLement 62 eingegeben, welches Bestandteil der Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 60 ist.

Der Steuerdruck 50 in der Leitung 2o steht an dem Eingang 64 des Steuerelements 62 an, die Drücke in den Leitungen 61 und 6j> an den Eingängen 65 und 66. Das in der Leitung 38 anstehende Steuersignal 51 kommt an dem Eingang 67 an und wird an dem Ausgang 68 in die Leitung 39 durchgelassen. Der Ausgang 68 ist außerdem mit dem Eingang 69 verbunden.

' In dem Steuerä-ement 62 wird nun der Steuerdruck 5o, der den Druck in der Belastungsvorrichtung Io repräsentiert, mit dem in der schwimmenden Walze 1 herrschenden tatsächlichen Druck verglichen. Ist das Verhältnis zwischen diesen beiden Drücken höchstens gleich einem vorbestimmten Wert, so bleibt das Steuerelement 62 inaktiv und läßt das in der Leitung 38 anstehende Steuersignal 5I unverändert vom Eingang 67 zum Ausgang 68 und von dort über die Leitung 39 zu den Einstellventilen 4o, ²J-I durch.

Kann aber der Druck in der schwimmenden Walze

den von dem Steuerdruck 5o geforderten Wert nicht

. . , ^ , , ·.,. j ·, höher «'s derV' erreichen und ist das Druckverhaltnis also bestimm+*- Wer so wird nur ein gewisser Teil des Steuersignals 5I zu den Einstellventilen 4o, 41 durchgelassen, die dann auch nur einen gegenüber dem eingestellten Wert entsprechend verminderten pneumatischen Druck über die Leitungen 42, 4j auf die Umsetzer 44, 45 gelangen lassen, wodurch wieder der hydraulische Druck in den Leitungen 21, 22 und damit in der Belastungsvorrichtung Io abgesenkt wird, so daß sich

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das richtige Druckverhältnis wieder einstellt.

In Fig. 1 ist das Steuerelement 62 nur in schematischer Form dargestellt; eine praktische Ausführungsform wird an Hand der Fig. 2 und 3 noch beschrieben.

Es kann nun der Fall eintreten, daß aufgrund irgendeines Defektes das den pneumatischen Steuerdruck 5o erzeugende ausfällt. In einem solchen Fall würde die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 6o nicht ansprechen* weil eben der pneumatische Steuerdruck im Verhältnis zum Druck in der schwimmenden Walze nicht zu hoch sein kann .Dennoch kann das Druckverhältnis Belastungsvorrichtung 1 o/schwimmende Walze 1 erheblich gestört sein.

Um hier eine Sicherung vorzusehen, sind die pneumatischen Systeme für den Steuerdruck 5° und das Steuersignal 51 durch die Leitung 7? gekoppelt. Am Ausgang 3o des Umsetzers 29 wird ein für' den Druck auf den geschlossenen Seiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 repräsentativer Druck abgenommen und auf die Eingänge 71, 72 eines pneumatischen Steuerelements 70 geleitet, der von dem Eingang 7²J- den in der Leitung 37 anstehenden Druck nur nach Maßgabe der Druckerhöhung in der Leitung 73 auf den Ausgang 75 weitergibt. Nur wenn also das pneumatische System eine Druckerhöhung in den Kolben/Zylindereinheiten 9 weitermeldet, kann ein entsprechend erhöhter Anteil des Drucks in der Leitung 37 als Steuersignal in die Leitung 38 übertreten. Es kann also nicht der Fall eintreten, das in der Belastungsvorrichtung Io der Druck gesteigert wird, während der Steuerdruck 50 für die "Schwimmende Walze" 1 wegbleibt und die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 60 inaktiv ist, die gerade feststellen soll, ob der Druck in der Belastungsvorrichtung Io nicht zu hoch wird.

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Eine weitere Sicherung besteht darin, daß in der Leitung 2 ο ein Druckbegrenzer 80 vorgesehen ist. Der Druckbegrenzer 80 verhindert, daß z. B. durch Ausfall des Entlastungsdrucks auf den Kolbenstangenseiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 plötzlich ein sehr überhöhter Steuerdruck 50 auf den Differenzdruckregler 16 gelangt und den Druck in der schwimmenden Walze 1 über den zulässigen Wert steigert.

In den Fig. 2 und 3 ist das pneumatisch/hydraulische Steuerelement 62 im einzelnen dargestellt. Es sind auf einer Grundplatte 162 zwei Balgen I65 und 166 auf gleicher Achse angeordnet, die an ihren einander abgewandten Seiten festjgelagert sind und in die die Leitungen 65 bzw. 66 münden, die den Druck in den beiden Kammern 7* 8 der schwimmenden Walze 1 führen. Mit den einander zugewandten Seiten greifen die Balgen an einem zweiarmigen Hebel I6I an, der bei I63 gelagert ist und seine Bewegung über die Rolle 164 auf den einarmigen Hebel I67 überträgt, der wiederum auf einen Bolzen I68 wirkt, der bei einer Änderung des Druckverhältnisees in den Balgen I65, I66 eine gemäß Fig. 2 nach -oben oder unten gerichtete Kraft erfährt.

Der Bolzen I68 sitzt auf einem in dem Gehäuse 170, welches mit der Grundplatte 162 verbunden ist, gelagerten Membrankörper I7I auf, Der Membrankörper ist durch mehrere in Achsrichtung des Bolzens

168 aufeinanderfolgende Membranen an dem Gehäuse gehalten und kann sich in dieser Achsrichtung verlagern. Die Verlagerung wird über einen Stift I72 auf den Schließkörper 174 eines Drosselventils übertragen. Der obere Rand des Schließkörpers 174

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wirkt mit einer konischen Dichtfläche des Drossel-ventils 173 zur Bildung einer SteuerkanteZusammen. Bewegen sich der Stift 172 und damit der Schließkörper 174 nach unten, so entfernt sich der.obere

jfff Rand des Schließkörpers von der Dichtfläche,und es wird ein Durchgang gemäß den Fig. 2 und 3 von links nach rechts eröffnet. Normalerweise wird der Schließkörper 174 durch die Feder 176 in Anlage an der Dichtfläche 175 gehalten.

Die der Darstellung in der Fig. 1 entsprechenden Eingänge sind in den Fig. 2 und J5 eingezeichnet. Dementsprechend liegt am Eingang 64 der Steuerdruck 5o an, der auch in der Kammer 177 herrscht. In der gleichgroßen Kammer I78 steht der Signaldruck 5I des Ausgangs 68 an, der über den Eingang 69 auch in die Kammer 178 geleitet wird, so daß der Membrankörper 171 durch die in den Kammern 177 und I78 herrschenden Drücke teilweise druckentlastet ist.

Wenn nun im Betrieb der Druck in der dem Walzspalt zugewandten Längskammer 7 in der schwimmenden Walze 1 abfällt, so pflanzt sich dieser Druckabfall über den Eingang 65 in den Balgen I65 fort, der dementsprechend etwas zusammenfallen wird. Der zweiarmige Hebel I6I wird sich mit seiner gemäß Fig. 2 rechten Seite nach unten, mit der Rolle 164 nach oben bewegen. Entsprechend bewegen sieh auch . der einarmige Hebel I67, der Bolzen 168, der Membrankörper 171, der Stift I72 und der Schließkörper 174 nach oben. Dabei wird im Zusammenwirken mit der Dichtfläche 175 die Steuerkante I78 geschlossen und der vom Eingang 67 zum Ausgang 68 übertretende Luftstrom gedrosselt. Daraufhin senken sich der Druck in der Belastungsvorrichtung Io und der diesemrepräsentierende Steuerdruck 50. Dies bedeutet, daß

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der Druck in der Kammer 177 abfällt und sich der Membrankörper I7I gemäß Fig. 2 nach unten bewegt. Dadurch wird an der Steuerkante eine größere öffnung geschaffen, so daß das Steuersignal 5I wieder weniger geschwächt oder überhaupt unverändert von Gj nach 68 übertreten kann. Es stellt sich dann ein den Verhältnissen angepaßtes Gleichgewicht ein.

In Fig. 4 ist das Steuerelement 7o dargestellt, welches in seinem Aufbau im wesentlichen dem unteren Teil des Steuerelements 62 in Fig. 2 entspricht. Es ist lediglich statt des Bolzens 168 eine Kammer I80 vorgesehen, die eine Feder I8l enthält und in der der am Eingang 7I anstehende Druck der Leitung 73 herrscht, welcher Druck den Druck in der Belastungsvorrichtung Io repräsentiert. Der gleiche Druck herrscht auch in den Kammern I83 und 184, so daß der Membrankörper I82 druckentlastet ist.

Fallen nun z. B. durch eine Störung der Luftzufuhr das Ausgangssignal des Geräts 29 und damit der Druck in der Leitung 73bzw. der Kammer I80 ab, so bewegt sich der Membrankörper 182 nach oben, und es schließt sich die Steuerkante I78. Der Durchgang vom Eingang Jh zum Ausgang 75 wird bis auf einen geringen vorher eingestellten Grunddruck für die Belastungsvorrichtung Io reduziert. Dadurch kann in keinem Fall ein überhöhter Belastungsdruck auftreten.

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JtV

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Claims

Patentansprüche.

( IJ Drucksteuereinrichtung für Arbeitsvorrichtungen mit mindestens einer Walze, die einen stillstehenden Kern aufweist, um den eine die eigentliche Walze bildende, radialen Abstand zum Kern belassende Hohlwalze umläuft, die an den Enden auf dem Kern gelagert und dazwischen an dem Kern in radialer Richtung über ein in einer am Kern gebildeten Kammer befindliches, eine gegen die Innenseite der Hohlwalze wirkende Kraft und damit den Arbeitsdruck der Walze erzeugendes fluides Druckmittel abgestützt ist, und mit einer durch ein fluides Druckmittel betätigten, an der Walze oder einer Gegenwalze angreifenden Belastungsvorrichtung, wobei die Belastungsvorrichtung oder die Walze das steuernde Element bilden und von dem darin herrschenden Druck ein Steuerdruck abgeleitet ist, mittels dessen in dem jeweils anderen,
gesteuerten Element ein Druck einstellbar ist, der
zu dem Druck in dem steuernden Element in einem bestimmten vorgegebenen Druckverhaltnis steht, insbesondere für Arbeitsvorrichtungen, bei denen die Belastungsvorrichtung das steuernde Element ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckverhältnisüberwachungseinrichtung (60) vorgesehen ist, welche den Steuerdruo

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ORIGINAL HM&PECTED

(5o) mit dem tatsächlichen Druck in dem gesteuerten Element (Walze oder Belastungsvorrichtung) vergleicht und bei im Verhältnis zu dem vorgegebenen Druckverhältnis überhöhtem Druck in dem steuernden Element diesen auf dieses Druckverhältnis vermindert. .

2. Drueksteuereinriehtung nach Anspruch 1, bei der zur Regelung des Druckverhältnisses ein separates, insbesondere pneumatisch=? System vorgesehen ist, welches ein Steuersignal zur Einstellung des Drucks in dem steuernden Element erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung (6o) ein von für die Drücke in der Walze (1) bzw. der Belastungsvorrichtung (lo) repräsentativen Drücken beaufschlagtes Steuerelement (62) umfaßt, welches solange das Verhältnis zwischen steuerndem Druck und gesteuertem Druck den vorbestimmten Wert höchstens erreicht, das Steuersignal (51) unverändert durchläßt, sobald das Verhältnis den Wert jedoch überschreitet, daß Steuersignal (51) drosselt.

3. Drueksteuereinriehtung nach Anspruch 2,

bei welchem das pneumatische System auch einen pneumatischen Steuerdruck für das gesteuerte Element erzeugt, welcher von dem Druck in dem steuernden Element abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement.(62) eine Membrananordnung umfaßt, die ein in der das Steuersignal (5I) führenden Leitung (38, 39) angeordnetes Drosselventil (174, I75, I78) betätigt und an der einerseits der Steuerdruck (5o) anliegt, während sie andererseits von einer aus dem tatsächlichen Druck im gesteuerten Element gebildeten Kraft beaufschlagt ist.

k Drueksteuereinriehtung nach Anspruch 3, bei der am Kern der Walze zwei einander gegenüberliegende Kammern vorgesehen sind, die hydraulische Druckflüssigkeit verschiedenen Drucks enthalten und bei der die

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Differenz dieser Drücke den Arbeitsdruck der Walze bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Anordnung mit zwei gleichachsig einander gegenüberliegenden, von den Drücken in den Kammern (7, 8) beaufschlagten Balgen (I65, I66) vorgesehen ist, die an den einander zugewandten Seiten auf einen Hebel (I6I) wirken und an den einander abgewandten Seiten fest abgestützt sind, und daß mechanische Übertragungsglieder (164, I67, 168) zur Übertragung der Verlagerung des Hebels (l6l) auf die Membrananordnung (I50) vorgesehen sind.

5. Drucksteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die wählbare Einstellung hydraulischer Arbeitsdrücke über pneumatisch gesteuerte Regler für den hydraulischen Druck erfolgt, die einen vom pneumatischen Steuersignal abhängigen hydraulischen Druck einstellen und in deren das pneumatische Steuersignal führender Zuleitung ein Einstellventil vorgesehen ist, welches das pneumatische Steuersignal als einen einstellbaren Anteil eines festen pneumatischen Pumpendrucks erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverhältnis-Überwachungseinrichtung (60) in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung (38, 59) zu den Einstellventilen (4o, 41) angeordnet ist.

6. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung (37, 38, 39) zu den Einstellventilen (4o, 41), der Druckverhältnisüberwachungseinrichtung (60) vorgeschaltet, ein pneumatisches Steuerelement (70) angeordnet ist, an welchem ein den Druck in dem steuernden Element darstellender pneumatischer Druck und der feste pneumatische Pumpendruck anliegen und welches beim Ansteigen des ersteren Drucks einen entsprechend steigenden Anteil des festen pneumatischen Drucks durch ^laßt' 709849^0273

J. Drucksteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (2o, 19) des Steuerdrucks (5o) für das gesteuerte Element ein Druckbegrenzer (8o) angeordnet ist.

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