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Meßvorrichtung für drehgelagerte Arbeitswalzen,
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insbesondere für Stütz-, Treib- und Richtwalzen in Metallstranggießanlagen
Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für drehgelagerte Arbeitswalzen, insbesondere
für Stütz-, Treib- und Richtwalzen in Metallstranggießanlagen, die eine einstellbare
Führung für in gestuften Dicken-Abmessungen herzustellende Stränge bilden, bestehend
aus einem die Meßfühler aufnehmenden Gehäuse, das an einem Zugmittel hängend zwischen
die Strangführung bildenden Reihen von Salzen mit Gegenwalzen bewegbar ist.
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Solche Meßvorrichtungen dienen der Ermittlung des Abstandes zweier
gegenüberliegender Arbeitswalzen. In der Mehrzahl der Fälle sind die-Arbeitswalzen
paarweise zu einer geraden oder bogenförmigen Symmetrieachse symmetrisch einander
gegenüberliegend angeordnet. Die Arbeitswalzen sind in der Praxis gegenüber der
theoretisch vorgesehenen Position jedoch in der Regel um mehr oder weniger große
Beträge abweichend angeordnet. Eine Abweichung von ca. 1 bis 2 mm genügt, um an
gegossenen oder gewalzten Strängen Sohäden zu verursachen, weil der Strang einer
erhöhten Biegebeanspruchung, Scher- und/oder Zugkräften ausgesetzt wird. Außerdem
werden mit Abweichungen von der theoretischen Lage angeordnete Arbeitswalzen selbst
mit nicht vorgesehenen höheren Kräften belastet.
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Es sind mehrere Meßvorrichtungen der eingangs erwähnten Gattung bekannt
(deutsche Offenlegungsschrift 2.538.141; deutsche Offenlegungsschrift 2.427.895;
deutsche Auslegeschrift 2.253.794).
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Keine der bekannten Meßvorrichtungen berücksichtigt jedoch, daß außer
Abstandsfehlern noch andere Eins tellfehl er der Arbeitsualzen vorhanden sein könnten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung
für-drehgelagerte Arbeitswalzen für die Messung der Arbeitswalzen auf den sogenannten
"Schlag", d. h.
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auf Rundlaufgehler,lzu schaffen. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung
soll außerdem für die Messung des stetigen Verlaufs am Übergang zwischen zwei Arbeitswalzen
geeignet sein, die an unterschiedlichen Rahmenteilen der Strangführung angeordnet
sind. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, die Meßvorrichtung zusätzlich für
die übliche Abstandsmessung zwischen zwei gegenüberliegenden Arbeitswalzen zu gestalten.
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Die Lösung der gestellten Mauptaufgabe bei einer Meßvorrichtung nach
der eingangs erwähnten Gattung besteht erfindungsgemäß darin, daß im Gehäuse mindestens
eine drehantreibbare Rotationsrolle vorgesehen ist, daß die Rotationsrolle an eine
Arbeitswalze eine Reibschlußverbindung erzeugend anstellbar ist und daß ein oder
mehrere gegen die langsam rotierende Arbeitswalze angestellte Meßfühler vorgesehen
sind. Die Messung des sogenannten Schlages erbringt die Vorteile, die Einstellung
der Strangführung auf den theoretischen Strangverlauf vornehmen zu können und einzelne
Arbeitswalzen zu ermitteln, deren Lagerung oder deren Mantel schadhaft sind. Hierbei
ist die Messung auf Schlag deshalb besonders wichtig, weil ungenau, d. h. exzentrisch
umlaufende Arbeitswalzen, die nacheinander die Höhepunkte der Exzentrizitäten durchlaufen,
für gegossene, innen noch flüssige Stränge besonders hohe und daher gefährliche
Beanspruchungen erzeugen. Die erfindungsgefäße Rotationsrolle kann von verschiedenen
Seiten an den Umfang einer Arbeitswalze gestellt werden. Im allgemeinen erfolgt
das Anstellen vom Inneren der Strangführung nach außen. Mit der Anstellung können
mehrere unterschiedliche Betriebszustände nachgeahmt werden.
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Nach der weiteren Erfindung ist vorgesehen, daß die ießuhter mittig
zwischen paarweise an die Arbeitswalzen anstellbaren Rotationsrollen angeordnet
sind. Die Wahl eines Rotatlonsrollen-Paares dient dem Vorteil, die betreffende Arbeitswalze
in ihrem Lagerspiel so weit einzuschränken, daß nur noch Rundlauffehler der Walze
als solche gemessen werden. Von Vorteil ist ferner die Zentrierung der Arbeitswalze
in bezug auf die Meßfühler.
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Für eine bogenförmige Strangführung ist die Erfindung dahingehend
ausgestaltet, daß das Gehäuse aus mindestens zwei, mittels koaxialen Schwenkachsen
gelenkig miteinander verbundenen Gehäuserahmen gebildet ist. Diese Gehäuserahmen
können nach Anzahl und Länge des einzelnen Gehäuserahmens ausgewählt werden, um
kleinere oder größere Krümmungsradien in bogenförmigen Strangführungen zu berücksichtigen.
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Der kleinste Abstand zwischen zwei sich gegenüberliegenden Arbeitswalzen
bestimmt die Höhe des Gehäuses der Meßvorrichtung. Eine Schwierigkeit besteht demnach
darin, in diesem sehr niedrigen Gehäuse den Drehantrieb für die Rotationsrollen
unterzubringen. Diese Schwierigkeit.löst die Erfindung dadurch, daß in einem der
miteinander gelenkig verbundenen Gehäuserahmen Organe des Drehantriebs angeordnet
und in einem zu diesem benachbarten Gehäuserahmen die Rotationsrollen gelagert sind.
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Die Anstellbarkeit der Rotationsrollen an eine oder zwei sich gegenüberliegende
Arbeitswalzen kann nunmehr derart erhalten werden, daß im Gehäuse zwei die Rotationsrollen
tragende, mittels zwischenliegender Antriebe voneinander abhebbare Backen vorgesehen
sind.
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Die zwischen den Backen liegenden Antriebe bestehen nach einem weiteren
Erfindungsmerkmal aus aufblasbaren Bälgen, hydraulischen Plungern oder dergleichen.
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Die Anstellbarkeit der Rotationsrollen läßt sich dabei noch Dadurch
verwirklichen, daß die Backen um eine zur Schwenkachse koaxiale Achse schwenkbar
sind. Vorteilhafterweise wird dabei die Fähigkeit des Gehäuses, sich einer gebogenen
Strangführung anzupassen, ausgenutzt.
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Die erfindungsgemäßen Backen nehmen dann die geringste Gehäusehöhe
ein, wenn sie gemäß einem weiteren Merkmal entsprechend dem Bogenradius der Bogenstrangführung
gekrümmt und auswechselbar sind. Die Auswechselbarkeit ist für verschiedene:Krümmungs
radien einer gebogenen Strangführung, insbesondere einer Bogenstranggießanlage,
vorgesehen, die auf verschiedene Dicken und/oder verschiedene Krümmungsradien einstellbar
ist.
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Zur Aufnahme der Reaktionskräfte der Rotationsrollen, die die Arbeitswalzen
antreiben, ist vorteilhaft, daß jeweils sich gegenüberliegend Paare von Rotationsrollen
vorgesehen sind.
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Die Erfindung berücksichtigt die Länge der Arbeitswalzen, die jeweils
nach der Gattung der StrangfUhrung für eine Knüppel-, Bloom- oder Brammenstrangführung
ausgelegt sind.
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Bei größeren Längen der Arbeitswalzen tritt eine Durchbiegung im elastischen
Werkstoffbeanspruchungs-Bereich auf. Diese Durchbiegung wird gemäß der Erfindung
erfaßt, indem jeder Arbeitswalze einer Strangseite je zwei Rotationsrollenpaare
zugeordnet sind, die in mittleren Bereichen der LEngt.der Arbeitswalzen anstellbar
sind.
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Die Anordnung von Rotationsrollen innerhalb des niedrigen Gehäuses
der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung erfordert eine Anpassung des Antriebs an die
gegebenen Verhältnisse.
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Für die- Antriebsgestaltung ist zunächst vorgesehen, daß bei sich
gegenüberliegenden Paaren von Rotationsrollen zumindest einem Paar einer Strangseite
ein getrennter Antriebszug zugeordnet ist.
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Die Schwierigkeit, den Antrieb in der Längsrichtung des Gehäuses zu
erstrecken, ist dahingehend gelöst, daß je ein Antriebszug aus einem Motor, der
am Getrieberahmen befestigt ist, aus einem Schneckengetriebe, einem Getriebezug,
einem Winkelgetriebe, einem Vorgelegegetriebe und aus mehreren, die Rotationsrollen
treibenden Kettengetrieben gebildet ist.
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Bei mehreren kettengelenkartig miteinander verbundenen Gehäuserahmen
kann vorteilhafterweise die Ubertragung der Antriebsbewegung für die Rotationsrollen
so erfolgen, indem zwischen dem Vorgelegegetriebe und den Kettengetrieben eine für
beide Antriebszüge gemeinsame Getriebestufe vorgesehen ist, die aus einer starren
Achse mit drehbar gelagerten Zahnrädern, jeweils einem Zwischenrad auf einer starren
Achse besteht, wobei die starre Achse konzentrisch zu der Schwenkachse der gelenkig
verbundenen Gehäuserahmen angeordnet ist.
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Die Erfindung sieht ferner eine Trennung der Antriebszüge für sich
gegenüberliegende Rotationsrollen vor, wobei jeweils einer Strangseite der Strangführung
eine getrennt antreibbare Rotationsrolle bzw. Rotationsrollenpaare zugeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist der erwähnten gemeinsamen Getriebestufe ein Vorgelegegetriebe
mit einem Zahnrad zugeordnet, das mit einer Ausrückkupplung versehen ist.
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Währenddem die Backen, die die Rotationsrollen tragen, mittels eines
Antriebs voneinander abhebbar oder spreizbar sind, wird vorgeschlagen, daß die Backen
entgegen der Kraft des Abhebe-bzw. Spreiz-Antriebs mittels vorgespannter Pufferfedern
in ihre eingefahrene Position rückführbar sind.
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Die Stützlager für diese Pufferfedern ergeben sich dadurch, daß die
vorgespannten Pufferfedern jeweils zwischen sich gegenüberliegenden fiderlagern,
die an den Backen und an dem Gehäuserahmen befestigt sind, liegen.
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Zwei oder mehrere, eine Gruppe bildende Arbeitswalzen werden in einen
stetigen geraden oder kurvenförmigen Verlauf eingestellt. An der Meßvorrichtung
sind für diesen Fall aus dem Gehäuse gegenläufig ausfahrbare, auf die Tagentenlinie
der ausgerichteten Arbeitswalzen anlegbare Fixierleisten und Gegenleisten vorgesehen
Das niedrige Gehäuse der Meßvorrichtung erfordert eine geeignete Anordnung der erwähnten
Fixierleisten bzw. ihrer Gegenleisten.
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Diese Anordnung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
dahingehend getroffen, daß die Fixierleisten und ihre Gegenleisten paarweise jeweils
in einem sich in Lkngsrichtung des Gehäuserahmens erstreckenden Raum mit offenen
Ausfahrseiten vorgesehen sind Diese Leisten werden in weiterer Verbesserung der
Erfindung abhängig voneinander angetrieben.Zu diesem Zweck besteht zwischen den
Leisten eine Verbindung, nach der im Gehäugerahmen mehrere Bolzen dem Strangverlauf
folgend in Abständen angeordnet sind, wobei an den Bolzen Lenker schwenkbar gelagert
sind und wobei die Lenker an ihren Enden mittels Bolzen mit der Fixierleiste und
der Gegenleiste, ein Parallelogramm-Lenkersystem bildend, verbunden sind. Die erwähnten
Bolzen können auch aus Exzentern bestehen, die eine entsprechende Bewegung auf die
Leisten übertragen, Die Bewegungen des Aus- und Einfahrens der erwähnten Leisten
erfolgen über einen selbständigen Antrieb. Gemäß der weiteren Erfindung ist vorgesehen,
daß der Antrieb für die Fixierleiste und die Gegenleiste aus einem Lenkerhebel besteht,
der einerseits entweder an einer der Leisten oder an einem der Lenker befestigt
und andererseits an einem Zahnsegment angelenkt ist, das um eine gehäusefeste Achse
schwenkbar gelagert ist und das über einen Getriebezug, mehreren Stirnrad-Getriebestufen
bzw. Kegelradgetriebestufen mit einem Stirnrad der letzten Stufe verbunden ist,
in das die Zahnstange eingreift, die an der Kolbenstange eines preßluftzylinders
befestigt ist.
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Für die Betätigung des Preßluftzylinders ist an und für sich der Anschluß
an eine Preßluftleitung zwischen der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung und einem
ortsfesten Preßluftleitungsnetz erforderlich. Eine solche aufwendige Preßluf tzuführung
kaiin nach der weiteren Erfindung dadurch vermieden werden, daß der Preßluftzylinder
mit einem Druckluftspeicher verbunde ist.
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Die Erfindung ermöglicht ferner eine Prüfung, ob die Fixierleiste
bzw. deren Gegenleiste ordnungsgemäß ausgefahren sind.
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Diese Prüfung wird dadurch ermöglicht, daß in der Fixierleiste oder
in deren Gegenleiste an der den Arbeitswalzen zugewendeten Strangsei te eine mittels
parallel verlaufender Lenker -paare befestigt Tastleisto federnd nachgiebig gelagert
ist.
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Eine solche Prüfung der ordnungsgemäßen Position von Leisten, die
an den Arbeitswalzen anliegen, kann beginnend an einem festen Führungsteil für den
herzustellenden Strang, z. B.
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an einer Stranggießkokille beginnend, durchgeführt werden.
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Für die Prüfung weist die Tastleiste eine Länge auf, die dem Abstand
mindestens zweier Arbeitswalzen zusammen mit einem Teil der inneren Wand der Stranggießkokille
entspricht.
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Nach Abschluß der Prüfung ist erforderlich, die Tastleiste in ihre
Ausgangslage zurückzuführen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist hierfür
vorgesehen, daß die Tastleiste mittels an der Fixierleiste oder an deren Gegenleiste
befestigter Bolzen mit Federn entgegen der Anpreßkraft-Richtung an die Arbeitswalzen
in ihre Ausgangslage bewegbar ist.
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Nach der weiteren Erfindung wird die jeweilige Lage der Tastleiste
kontrolliert. hierzu ist vorgesehen, daß der Bewegungsweg der gefederten Bolzen
oder der Schwenkweg bzw. Schwenkwinkel der parallel verlaufenden Lenker auf weg-
bzw. winkelabhängige Meßfühler übertragbar ist.
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Die Erfindung erlaubt - wie bereits erwähnt - getrennt oder in Kombination
mit dem Messen des Schlages der Arbeitswalzen bzw. getrennt oder in Kombination
mit dem Messen des steten Verlaufs der Strangführung die Messung des Abstandes zwischen
zwei sich gegenüberliegenden Arbeitswalzen. Die Meßvorrichtung gemäß der Erfindung
ist für diese Funktion dahingehend ausgebildet, daß an der Fixierleiste und/oder
an deren Gegenleiste sich gegenüberliegende, in ihrer Länge nur jeweils eine Arbeitswalze
erfassende zusätzliche Tastleisten vorgesehen sind, die jeweils mittels Parallel-Lenkern
an den Leisten befestigt und mittels Bolzen und Federn in ihre Ausgangslage rückstellbar
sind.
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Die Bewegung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung mit }hilfe des Anfahrstranges
kann zu einer Verlagerung der Meßvorrichtung führen. Diese Schwierigkeit wird gemäß
der Erfindung dadurch verhindert, daß die Verbindung mit dem Anfahrstrang aus einem
am Anfahrstrang angelenkten Zwischenglied besteht, das unter Zwischenschaltung mehrerer
Druck- und/oder Zugfedern an den Gehäuserahmen angelenkt ist.
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Die Gelenkigkeit zwischen dem ersten Glied des Anfahrstranges und
dem erwähnten Zwischenglied wird noch dadurch gesteigert, daß die Anlenkung des
Zwischengliedes am Gehäuse rahmen aus paarweise angeordneten, in Gleitplatten gelagerten
Stempeln und paarweise angeordneten Zugstangen besteht, die jeweils mittels Kugelpfannen
in Widerlagern sowohl am Zwischenglied als auch am Gehäuserahmen gelenkig gelagert
sind.
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Einer in äußeren Breitenbereichen des Anfahrstranges bzw.
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des Zwischengliedes stattfindenden erhöhten Winkelbewegung wird dadurch
entsprochen, daß die Stempel in den äußeren Breitenbereichen des Gehäuserahmens
und die Zugstangen im Mittenbereich des Gehäuserahmens angeordnet sind.
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Eine gewisse Steifigkeit der federnden Verbindung zwischen der Meßvorrichtung
und dem Anfahrstrang wird außerdem dadurch
erzielt, daß die Zugstangen
an Widerlagern des Gehäuserahmens befestigt sind, durch Öffnungen des Zwischengliedes
frei hindurchgeführt und bis in einen Innenraum des Zwischengliedes verlängert und
jeweils mittels einer Druckfeder, die sich auf den Rand der Öffnung stützt, auf
Zug vorgespannt sind.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht senkrecht auf die Breitseite der erfindungsgemäßen
Meßvorrichiung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Meßvorrichtung entsprechend
der Schnittangabe II - II in Fig. 1 in Verbindung mit der geschnitten gezeichneten
Stranggießkokille, Fig. 3 eine ohne Abdeckung gezeichnete Meßvorrichtung in der
Ansicht wie Fig. 1, jedoch nur eine Hälfte der Darstellung, Fig. 4 einen Schnitt
durch den Randbereich der-Meßvorrichtung gemäß der Schnittangabe IV - IV in Fig.
3, Fig. 5 einen etwas im Maßstab vergrößerten Querschnitt durch die Meßvorrichtung
gemäß der Schnittangabe V - V in Fig. 1, Fig. 6 einen Querschnitt durch die die
Rotationsrollen tragenden, abgefederten Backen gemäß der Schnittangabe VI - VI in
Fig. 1, Fig. 7 einen zusätzlichen Querschnitt durch die die Rotationsrollen tragenden,
abgefederten Backen gemäß der Schnittangabe VII - VII in Fig. 1,
Fig.
8 einen Querschnitt durch die Backen mit den Rotationsrollen in eingefahrener Lage
der Backen gemäß der Schnittangabe VIII - VIII in Fig. 1, Fig. 9 einer Querschnitt
gleich wie Fig. 8 mit den Rotationsrollen in ausgefahrener Lage der Backen, Fig.
10 eine Seitenansicht der Parallellenker für die Backen entsprechend Fig. 4 mit
eingefahrenen Eixierleisten und Gegenleisten, sowie mit ausgefahrenen Tastleisten,
Fig. 11 eine Fig. 10 entsprechende Seitenansicht mit ausgefahrenen Fixierleisten
und Gegenleisten, sowie mit eingefahrenen Tastleisten.
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Die Anwendung der Erfindung erfolgt zwischen Paaren von Walzen, Rollen
und dgl., die in einer Flucht liegende Führungen für Stränge, Platten, Stäbe und
dgl. bilden. Solche Führungen werden in Stranggießanlagen, Walzstraßen und dgl.
benötigt.
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Diese, eine Führung bildenden Walzen werden nachfolgend als Arbeitswalzen
bezeichnet. Arbeitswalzen in Stranggießanlagen bestehen aus Stütz-, Treib- und Richtwalzen,
angetriebenen Walzen und leerlaufenden Walzen.
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Für den Meßvorgang können angetriebene Arbeitswalzen von ihrem Antrieb
abgekuppelt Werden. In einer Stranggießanlage ist das Abkuppeln angetriebener Arbeitswalzen
nicht unbedingt erforderlich.
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In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Meßvorrichtung in einer
Stahl-Stranggießvorrichtung angewendet, Auf die Stranggießkokille 1, an der das
erste Arbeitswalzenpaar befestigt ist (Fig. 2), folgen eine senkrechte, gebogene
oder horizontale
Strangführung 2, die in Bogenstranggießvorrichtungen
aus mehreren sogenannten Stützwalzensegmenten gebildet ist, von denen, wie gezeichnet,
das erste Stützwalzensegment aus fünf Walzenpaaren mit kleinem Walzendurchmesser
besteht und eine weitere, gebogene Strangführung 3, ebenfalls ein sogenanntes Stützwalzensegment,
das aus vier Walzenpaaren mit größerem Walzendurchmesser besteht. Die Meßvorrichtung
wird mit dem Anfahrstrang 4 verbunden durch die aus der Stranggießkokille 1 und
den Strangführungen 2 und 3 gebildeten Strangader gezogen, nachdem die Arbeitswalzen
vorläufig auf eine bestmöglich fluchtende Führung mit entsprechendem Abstand eingestellt
worden sind.
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An Kreisbogenstranggießvorrichtungen sind die Winkelabstände zweier
Geraden, die durch den Krümmungsmittelpunkt des Bogens der Strangader verlaufen
und auf denen jeweils ein Walzenpaar liegt, durch die Konstruktion bedingt fest
eingestellt. Die starre Einstellung ergibt sich durch die Abmessungen der Rahmen
für die Strangführungen und durch die Befestigung der Lager für die Arbeitswalzen
auf dem Rahmen. Der Abstand zwischen den beiden Walzen eines Arbeitswalzenpaares
wird für jedes Segment der Strangführung 2, 3 auf einem Ausrichtstand außerhalb
der Stranggießvorrichtung nach einer Schablone eingestellt. Die hierbei erzielte
Genauigkeit muß jedoch nach Zusammenbau mehrerer Stützwalzensegmente zu einer gesamten
Strangführung einer Strangader, bestehend aus Stützwalzensegmenten, Treib- und Richtmaschine
und dgl. noch einmal überprüft werden. Dieser Überprüfung dient die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Meßvorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung besitzt ein Gehäuse 5 mit Ösen
5a, 5b zum Einhängen von Zugmitteln, um ein Ablassen von oben durch die Stranggießkokille
1 oder ein Ziehen durch die Strangführungen 2 und 3 von unten zu bewerkstelligen.
Das Gehäuse 5 weist eine Gehäusehöhe 5c auf,
die zwischen den Bogenlinien
la, lb des zu gießenden Stahlstranges ohne weiteres für die kleinstmögliche auf
der Stranggießanlage zu vergießende Strangdicke Raum findet. Die Gehäusehöhe 5c
ist daher geringer als der zwischen den Seitenwänden der Stranggießkokille 1 und
zwischen den Arbeitswalzen 2a, 2b bzw. 3a, 3b eingestellte Mindestabstand.
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Das Gehäuse 5 (Fig. 1) ist für geradlinige Strangführungen als einteiliger
Rahmen ausgebildet. Für gebogene Strangführungen 2, 3 sind Gehäuserahmen 5d und
Se gebildet und mittels Schwenkachsen 6 gelenkig verbunden. Der für sich betrachtet
starre Gehäuserahmen 5d nimmt Getrieberahmen 7a, 7b auf.
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Der Gehäuserahmen 5d umschließt in der Ansicht der Fig. 1 einen Raum
8, innerhalb dessen die Getrieberahmen 7a, 7b liegen. Der Gehäuserahmen 5e umschließt
ebenfalls einen Raum 9, innerhalb dessen voneinander abhebbare Backen 10a und tOb
angeordnet sind. Die Backen lOa, lOb tragen die Rotationsrollen 11 und 12.
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Der Backen lOb liegt an der äußeren Bogenlienie la und der Backen
10a an der inneren Bogenlinie Ib. Die Form der Backen 10a, lOb kann entsprechend
dem Bogenradius einer Bogenstranggießvorrichtung für eine Reihe von Abmessungen,
d. h. gestuften Dicken der zu gießenden Stränge außen bogenförmig gestaltet sein.
Dazu dient ein mittlerer Bogenradius als Konstruktionsgrundlage. Die Backen 1Oa,
lOb können auch auswechselbar sein.
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Sowohl der Backen lOa als auch der Backen lOb trägt jeweils zwei Paare
Rotationsrollen lla, llb an der inneren Bogenlinie 1b und zwei Paare Rotationsrollen
12a, 12b an der äußeren Bogenlinie la. Die Rotationsrollen 11 werden - wie noch
genauer beschrieben wird, mittels des Antriebs im Getrieberahmen 7a angetrieben
und die Rotationsrollen 12 mittels des Antriebs im Getrieberahmen 7b. Die Rotationsrollen
11 bzw. 12 dienen dazu, die Arbeitswalzen 2a, 2b bzw. 3a, 3b in Umdrehung zu versetzen,
um einen Rundlauffehler, d. h. einen sogenannten "Schlag" der Arbeitswalzen 2a,
2b bzw. 3a, 3b zu messen. Die Rotationsrollen 11 und 12 können gemeinsam oder getrennt
Je für sich angetrieben werden.
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Der Drehantrieb für die Rotationsrollen 11, 12 bestehen Jeweils aus
den beiden am Ende 13 des Gehäuserahmens 5d an den Getrieberahmen 7a, 7b befestigten
Druckluftmotoren 14a, 14b, die zur Mittellängsachse 15 symmetrisch angeordnet sind.
Die Druckluftmötoren sind mittels Energieleitungen 16a, 16b an die Anschlußdosen
17a, 17b angeschlossen, die die Energie über ein weiter nicht dargestelltes Schleppkabel
zugeführt erhalten. Anstelle der flach gebauten Druckluftmotoren 14a, 14b können
entsprechend niedrig gebaute Elektro- oder Eydraulikmotoren verwendet werden. Die
Druckluftmotoren 14a, 14b treiben jeweils über ein Schneckengetriebe 18, einen Getriebezut
19, ein Winkelgetriebe 20, ein Vorgelegegetriebe 21 die Kettengetriebe 22 und 23
und damit die Rotationsrollen 11 und 12 an.
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Jedes Vorgelegegetriebe 21 weist ein Zahnrad 24 mit einer Ausrückkupplung
24a auf. Mit der Ausrückkupplung 24a können die Antriebe zu den Rotationsrollen
11 und 12 abgeschaltet werden, falls die zu prüfende Arbeitswalze einen eigenen
Antrieb aufweist, der nicht auskuppelbar ist. Der nicht auskuppelbare Antrieb dient
als Drehantrieb für die Arbeitswalzen 2a, 2b, 3a, 3b. Die Leermitlaufenden Rotationsrollen
11 bzw. 12 zentrieren den Meßfühler, der den Schlag der Arbeitswalzen mißt. In diesem
Fall übernimmt die Arbeitswalze selbst die Funktion der Rotationsrolle zu einem
bestimmten Teil. Die Rotationsrollen 11 bzw. 12 stehen mit dem Meßfühler in Verbindung
und bilden einen Träger. Das Zahnrad 24 greift in ein Zahnrad 25 ein, das auf der
starren Achse 26 drehbar gelagert ist.
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Dieses Zahnrad, das ohne eine Welle anzutreiben mitläuft, überträgt
das Drehmoment auf das Zwischenzahnrad 27, dessen starre Achse 28 mit der Schwenkachse
6 übereinstimmt und ermöglicht das gelenkige Bewegen der'Gehäuserahmen 5d und 5e
um die Achse 28, ohne die Ubertragung des Antriebsdrehmomentes zu Stören.
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Ferner ermöglicht die starre Achse 28 mit jeweils einem Zwischenzahnrad
27 das getrennte Weiterleiten der Antriebskraft einer seits auf ein Zwischenrad
29a und von dort aus zu beiden Paaren der Rotationsrollen lla, 11b und andererseits
auf ein Zwischenzahnrad 29b (Figuren 1 und 2), um die Rotationsrollenpaare 12a,
12b anzutreiben. In Fig. 1 sind die Stützdrehlager für die Wellen
oder
Achsen jeweils mit einem Kreuz bezeichnet, um sie von den drehenden Teilen besser
unterscheiden zu können.
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Zum Übertragen der Antriebskraft werden die Rotationsrollen 11 und
12 gegen (eine oder) beide Arbeitswalzen 2a, 2b bzw.
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3a, 3b gepreßt. Die Anpreßkraft wird einstellbar erzeugt.
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Hierzu dienen in Hohlräumen 30a, 30b der Backen 10a, lOb angeordnete,
an Preßluftleitungen (wie dieFnigen nach 16a, 16b) angeschlossene, aufblasbare Bälge
33 und 34. In der aufgeblasenen Stellung liegen die Rotationsrollenpaare zentrierend
an den Arbeitswalzen 2a, 2b bzw. 3a, 3b an (Fig. 9). Die Bälge 33 und 34 können
auch hydraulisch unter Druck gesetzt werden.
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Zwischen den Paaren von Rotationsrollen lla, 11b bzw. 12a, 12b sind
mehrere Meßfühler 35 auf einer geraden Linie 36 angeordnet, die mit der Berührungslinie
auf dem Umfang der Arbeitswalzen 2 und 3 zusammenfällt. Sobald die Rotationsrollen
11, 12 in Umdrehung versetzt werden, zeigen die Meßfühler 35 von ihrer Ruheposition
ausgehend den Schlag der jeweiligen Arbeitswalze 2a, 2b, 3a, 3b an und gleichzeitig
auf der Linie 36 die Durchbiegung (ohne Betriebsbelastung).
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Die Ergebnisse können mit Geräten für die Einzelmessung 37 oder mit
integrierenden Meßgeräten 38 abgelesen werden. Die Arbeitswalzen 2a, 2b, 3a, 3b
werden dem Meßergebnis entsprechend jeweils einzeln auf "Null" eingestellt. Das
Einstellen der Arbeitswalzen 2a, 2b, 3a, 3b kann von einem die Meßgeräte 37 und
38 vereinigenden Meßpult im Steuerstand der Stranggießanlage erfolgen. Die Meßfühler
35 sind mittels der Meßleitungen 31, 32 (Figuren 1 und 5) an die Steckdosen 39 und
40 angeschlossen. Von dort verlaufen die Meßleitungen zu den Meßgeräten 37, 38 mittels
des erwähnten Schleppkabels.
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Nach der Messung des Drehschlages an den Arbeitswalzen 2a, 2b bzw.
3a, 3b kann der hydraulische oder pneumatische Druck in den Bälgen 33, 34 bis auf
Null gesenkt werden. Das Zusammenfahren der Backen lOa, lOb erfolgt mit Hilfe der
Federkraft
(Fig. 6) der Pufferfeder 41. Am Backen 1Oa ist ein
unteres Widerlager 42 befestigt. Ebenso weist der Gehäuserahmen 5e ein starres oberes
Widerlager 43 auf. Die Pufferfeder 41 trägt im Kern einen kugelig geformten Lagerpilz
41a und an dessen Schaft geführt gegenüberliegend einen Gegenstempel 41b, die beide
jeweils in Lagerschalen 42a und 43a liegen. Das Auseinanderspreizen der Backen 1'pa,
lOb spannt die Pufferfeder 41 vor, so daß sich deren Kraft beim Druckablassen aus
den Bälgen 33, 34 als Antrieb für das Zusammenfahren der Backen 10a, lOb auswirkt.
Das Zusammenfahren der Backen ist bis zu dem Anschlag 44, der am Gehäuserahmen 5e
oder am Widerlager 42 starr befestigt sein kann, möglich.
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Der Backen lOb (Fig. 7) ist mit einer gleichen Pufferfeder 41, einem
gleichen Widerlager 42 und den übrigen beschriebenen Teilen ausgestattet. Deren
Wirkung ist ebenfalls gleich wie zu Fig. 6 beschrieben. Aufgrund der jedem einzelnen
Backen lOa (lOb) zugeordneten Pufferfeder ist die Unabhängigkeit der Bakken bei
einer Spreizbewegung gesichert.
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Die Backen könnten daher auch einzeln ausfahrbar gestaltet werden,
falls eine Meßvorrichtung mit nur einem Backen (1Oa oder lob) geschaffen werden
soll.
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In der eingefahrenen Position (Fig. 8) sind die Backen 1Oa, lOb geschlossen
und nehmen die geringste Höhe ein. Die Rotationsrollen lla, 11b berühren die Rotationsrollen
12a, 12b nicht und sind paarweise in Stützdrehlagern 45 bzw. 46 gelagert.
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Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ist zum Messen der fluchtenden
Lage von zwei benachbarten Arbeitswalzen 2a, 2b bzw.
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3a, 3b zwischen den Strangführungen 2 und 3 mit aus dem Gehäuserahmen
Se (Fig. 3) ausfahrbaren Fixierleisten 47 versehen. Die Fixierleisten 47 sind in
einem Raum 48, der nach den Ausfahrseiten 49 und 50 offen ist, angeordnet. In Fig.
3 ist auf der gegenüberliegenden Ausfahrseite 50 die Getriebeabdeckung 51 (Fig.
4) weggelassen, um den Einblick zu ermöglichen.
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Zwei solcher Fixierleisten 47 sind symmetrisch zur Mittellängsachse
15 des Gehäuses 5 jeweils in einem getrennten Raum 48 (Fig. 5) angeordnet. Die Fixierleisten
47 stützen sich in der ausgefahrenen Lage beidseits auf die Enden der Arbeitswalzen
2a, 2b bzw. 3a, 3b. Jeder Fixierleiste 47 ist eine Gegenleiste 47a zur Übertragung
der Reaktionskräfte, die während des Abstützens gegen die Arbeitswalzen 2a auftreten,
zugeordnet. Die Gegenleiste 47a verläuft parallel zur inneren Bogenlinie lb. Die
der Form der Fixierleiste 47 angepaßte Gegenleiste 47a wird parallel mittels mehrerer
in Abständen mittels der Bolzen 52a im Gehäuserahmen 5e befestigter Lenker 52 über
einen Antrieb 53 verstellt bis die benachbarten Arbeitswalzen 2b bzw. 3b berührt
werden. Der Antrieb 53 besteht aus dem Lenkerhebel 54, einem an diesem angelenkten
Zahnsegment 55, das um eine feste Achse 56 schwenkbar ist. Die Antriebskraft kommt
aus dem Getriebezug 57, der aus den sieben Stirnrädern 58 besteht. Daran schließen
sich eine Kegelradstufe 59 (Fig. 3 und 4), zwei weitere Stirnradstufen 60 und 61
an, wobei die Zahnstange 62 über dem Stirnrad 61 (Fig. 3) liegt, in dieses eingreift
und mittels der Kolbens tange des Preßluftzylinders 63 bewegt wird. Zur Betätigung
des Preßluftzylinders kann ein pneumatischer Speicher 64 vorgesehen sein, falls
die Preßluft nicht aus dem installierten Leitungsnetz in der Vorrichtung entnommen
werden soll. Die Arbeitswalzen 2a, 2b bilden innerhalb der Strangführung 2 eine
fluchtende Reihe, die die Voraussetzungen für eine ordnungsgemäße Stützung des zu
gießenden Metallstrangs erfüllt. In der in Fig. 10 gezeichneten Lage sind die Fixierleiste
47 und deren Gegenleiste 47a in eingefahrener Lage dargestellt, jedoch für den Beginn
der Messungen zu einem Teil innerhalb der Stranggießkokille 1 und zum anderen Teil
die Arbeitswalzen 2a, 2b im Bereich der Arbeitswalzen-Ebene A und B überdeckend
eingestellt. Damit liegen die Arbeitswalzen-EbenenA und B der Strangführung 2 fluchtend
mit der Stranggießkokille 1.
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Bei Betätigung des Preßluftzylinders 63 stützen sich in der Situation
der Fig. 10 die Gegenleiste 47a gegen die Arbeitswalzen 2a und die Fixierleiste
47 gegen die Arbeitswalzen 2b.
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Die Arbeitswalzen sind bereits auf "Drehschlag" gemessen und in Richtung
der Pfeile 65 entsprechend auf die Bogenlinien la oder 1b eingestellt. Die nunmehr
erreichte Lage ist in Fig. 11 ersichtlich. Der Vorgang bis zum Anliegen der Fixierleisten
47 und deren Gegenleisten 47a an die Arbeitswalzen läuft wie folgt ab: Die Fixierleiste
47 und deren Gegenleiste 47a werden um die Achsen der Bolzen 52a verschwenkt. Hierbei
nähert sich die Tastleiste 66 den Arbeitswalzen der EbenenAund B. Während der Bewegung
tritt keine Verlagerung der Tastleiste 66 auf, die mittels parallel verlaufender,
paarweise vorgesehener Lenker 67a, 67b und 68a, 68b an derjenigen Leiste (47 oder
47a) schwenkbar gelagert ist, die den betreffenden Arbeitswalzen gegenüberliegen
Die Grundstellung der Tastleiste 66 gemäß Fig. 10 ist durch mittels Druckfedern
69a und 69b gestützter Bolzen 70a, 70b gesichert. In der in Fig. 10 gezeichne u
Position sind die Druckfedern 69a, 69b so weit vorgespannt, daß sie nur eine geringe
Kraft auf die Tastleiste 66 ausüben. Es ist auch möglich, durch (weiter nicht dargestellte)
Abstandsringe den Federweg unter Einhaltung einer bestimmten Vorspannung zu .,begrenzen.
Bei weiterem Verschwenken der Lenker 52 liegt die Gegenleiste 47a an den Arbeitswalzen
2a der Arbeitswalzen-EbenenA bis F an. Die Fixierleiste 47 legt sich am Ende der
Bewegung gegen die Arbeitswalzen 2b, wobei die Tastleiste 66 die Druckfedern 69a
und 69b über die Bolzen 70a, 70b spannt.
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Der Bewegungsweg der Bolzen 70a, 70b oder der Schwenkweg der Lenker
67 bzw. 68 wird zur Messung der Lage der Tastleiste 66 ausgenutzt, um über Meßfühler
71a, 71b festzustellen, ob die Meßvorrichtung ordnungsgemäß zwischen den Arbeitswalzen
fixiert ist. Die Meßfühler 71a, 71b sind mit einzelnen Meßgeräten 71c, 7id, 71e
verbunden, die eine Anzeige in Form eines Digitalwertes, eines optischen oder akustischen
Signals gestatten. Eine von der Parallelen zu den Bogenlinien la, 1b abweichende
Lage kann sich selten innerhalb einer Strangführung
2 bzw. 3,
jedoch häufiger zwischen den benachbarten Walzen einer fluchtenden Reihe von aufeinanderfolgenden
Strangführungs-Segmenten 2 und 3 einstellen.
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Für die Messung des absoluten oder relativen Abstandes zwischen zwei
Arbeitswalzen eines Arbeitswalzenpaares 2a und 2b bzw. 3a und 3b sind kürzere Tastleisten
72a, 72b mittels eines Paares von Parallel-Lenkern 73 und 74 jeweils getrennt, jedoch
zwischen zwei Arbeitswalzen sich gegenüberliegend an der Fixierleiste 47 bzw. deren
Gegenleiste 47a schwenkbar gelagert. Der Abstand zwischen den Bezugsflächen 72c
und 72d wird mittels der in beschriebener Ausbildung gefederten Bolzen 70 gemessen.
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Die Tastleiste 66 dient in Verbindung mit der kürzeren Tastleiste
72b ebenfalls zur Messung der Lage einer ausgewählten Arbeitswalze 2a, 2b, die vor
einer oder mehreren bereits fluchtend eingestellten Arbeitswalzen liegt. Eine solche
Messung ist in den Figuren 10 und 11 an den Arbeitswalzen A, B und D möglich, so
daß die Lage der Arbeitswalze C das Meßergebnis nicht beeinflußt.
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Die Schlagmessung kann in der Folge der nachstehend beschriebenen
Operationen durchgeführt werden: (Es wird vorausgesetzt, daß der Abstand der Arbeitswalzen
eines Stützwaizensegmentes 2 bzw. 3 bereits außerhalb der Stranggießanlage auf einem
beanderen Ausrichtstand eingestellt worden ist.) 1. Das Arbeitswalzenpaar der Arbeitswalzen-Ebene
A - A (Fig. 10), das aus den Fußrollen der Stranggießkokille besteht, wird in Rotation
versetzt. Die Meßfühler 35, die in der Linie 36 liegen, zeigen den Schlag der betreffenden
Arbeitswalze und deren Durchbiegung an. Am Ende des Arbeitsganges sind beide Arbeitswalzen
2a, 2b auf die Nullinie des Schlages eingestellt.
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2. Die Meßvorrichtung wird in die Arbeitswalzenebene B - B der in
Stranglaufrichtung folgenden Arbeitswalzen 2a, 2b weitertransportiert. Die Arbeitswalzen
werden ebenfalls auf die Null-Linie des Schlages eingestellt. Die FixierleistE 47
und deren Gegenleiste 47a werden auseinandergefahren. Sie-legen sich gegen die Arbeitswalzen
in der Ebene A - A und gegen die Stranggießkokille 1 innen an.
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Während dieses Vorgangs wird die Tastleiste 66 gegen die Druckfedern
69a und 69b gedrückt, und die Meßfühler 71a und 71b bewegen sich. Die Meßimpulse
aus dieser Be-+ wegung gehen auf die Meßgeräte 71c, 71d und 71e über. An den Meßgeräten
liest der Steuermann die ordnungsgemäße Lage der Meßvorrichtung ab.
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In dieser Situation prüft die Tastleiste 72b, ob die Arbeitswalzen
in der Ebene B - B auf der Bogenlienie la bzw.
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1b liegen. Falls erforderlich, werden die Arbeitswalzen auf diese
Linien eingestellt. Die Tastleiste 72b bezieht sich auf die Lage der Tastleiste
66. Gleichzeitig wird über die Tastleiste 72a geprüft, ob der Abstand zwischen den
beiden Arbeitswalzen der Ebene B - B richtig ist.
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Erforderlichenfalls muß die Arbeitswalze an der inneren Bogenlinie
ib nachgestellt werden.
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3. In der Arbeitswalzen-Ebene C - C werden zunächst die Fixierleiste
47 und die Gegenleiste 47a auseinandergefahren, mittels der Tastleiste 66 deren
Lage geprüft und mittels der Tastleisten 72a bzw. 72b falls erforderlich wie beschrieben
der Abstand der Arbeitswalzen eingestellt.
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4. Die Einstellung der Arbeitswalzen der Ebene D - D erfolgt in der
unter Punkt 3 beschriebenen Art.
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5. Ebenso werden die Arbeitswalzen der Ebene E - E gemessen und eingestellt
wie unter Punkt 3 beschrieben ist.
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6. Die Arbeitswalzen-Ebene F - F (Fig. 4) liegt am Übergang zwischen
den Strangführungen 2 und 3. Die Meßoperationen werden wie unter Punkt 2 beschrieben
durchgeführt, um eine unzulässige Stufe zwischen zwei Stützwalzensegmenten zu verhindern.
(Übergang zwischen den Ebenen F - F/ G - G).
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Die gezeichnete Meßvorrichtung, deren Teile in den Gehäuserahmen
5d und Se eingebaut sind, ist (Fig. 1) mit dem Anfahrstrang 4 elastisch verbunden,
um einseitige Zugbewegungen durch den Anfahrstrang 4 zu vermeiden. Die Verbindung
des Gehäuserahmens 5 (5e) bildet das Zwischenglied 73. Am ersten Kettenglied des
Anfahrstranges 4 befindet sich das Gelenk 74 in der Art zweier miteinander verbundener
Kettenglieder. In den außenliegenden Breitenbereichen des Gehäuserahmens 5d sind
jeweils Widerlager 75a, 75b für abgefederte Stempel 76a, 76b vorgesehen. Die Druckfedern
77a und 77b stützen sich gegen die Widerlager 75a, 75b und gegen Ansätze 76c, die
jeder Stempel 76 aufweist. Die Stempel 76 verhindern die Übertragung einer schrägen
Lage des Anfahrstranges 4, die auf das Zwischenglied 73 weitergegeben werden könnte.
Dabei stützen sich die Stempel 76a, 76b auf Gleitplatten 73a und 73b des Zwischengliedes
73.
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Die in den äußeren Breitenbereichen des Zwischengliedes 73 auf tretende
große Verlagerung wird dadurch aufgefangen. Eine geringere Verlagerung bzw. Winkelbewegung
in den Bereichen in der Nähe der Mittellängsachse 15 übernehmen gelenkig gelagerte
Zugstangen 78a, 78b. An den Gehäuserahmen 5d sind Widerlager 79a und 79b gebildet.
Diese stützen die Köpfe 80a und 80b der Zugstangen 78 bei Vorspannung der Zugstangen
78. Die Vorspannung wird mittels Druckfedern 81a und 81b übertragen. Hierzu ist
jede Druckfeder 81 an einem festen Bund 82a, 82b und Jeweils an einem Ansatz 83a
und 83b des Zwischengliedes 73 abgestützt, währenddem die Zugstangen 78 die Druckfedern
81 und das Zwischenglied 73 durch solch große Öffnungen 84a, 84b
durchdringen,
daß eine Beweglichkeit der gelenkig gelagerten Zugstangen 78 zugelassen wird. Die
Zugstangen 78 sind zwar etwas biegeweich, jedoch zusammen so weit nur federnd, daß
eine größere seitliche Auslenkung zwischen Anfahrstrang 4 und Zwischenglied 73 einerseits
und dem Gehäuserahmen 5e vermieden wird. Die Verbindung zwischen Anfahrstrang und
der vorliegenden Meßvorrichtung gestattet, daß sich die Meßvorrichtung unabhängig
vom Anfahrstrang 4 in der Strangführung 2, 3 einstellt und daß der Anfahrstrang
die Zugkraft symmetrisch auf die Meßvorrichtung überträgt.
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Die beschriebene elastische Verbindung kann auch zwischen einem Anfahrstrangkopf
und dem ersten Glied des Anfahrstranges 4 angewendet werden.
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