DE2650709C2 - Kraftmeßeinrichtung an einem Walzgerüst - Google Patents

Description

ein Walzgerüst dargestellt, welches einen Ständer 1 sowie untere und obere Walzen-Einbaustücke 2 und 3 zum Abstützen einer oberen bzw. einer unteren Arbeitswalze 4 bzw. 5 an deren einander gegenüberliegenden Enden aufweist Die unteren Walzen-Einbaustücke 3 sind auf eine Weise am Ständer 1 befestigt die von der Befestigungsweise für die oberen Walzen-Einbaustücke 2 abweicht

Die oberen Walzen-Einbaustücke 2 sind nachgiebig mit Hilfe von Einrichtungen aufgehängt die jeweils zwei Winkelhebel 6 aufweisen, die an dem Ständer 1 um horizontale Wellen 7 drehbar befestigt sind. Jeder Winkelhebel 6 weist an einem seiner Enden einen Haken 8 auf, der in einen entsprechend ausgebildeten Flansch 2a eingreift der am oberen Einbaustück 2 an dessen oberem Bereich ausgebildet ist Das andere Ende des Winkelhebels 6 ist über einen Stab 9 mit einer Federanordnung 10 derart verbunden, daß das Oberwalzen-Einbaustück 2 nachgiebig unter der Wirkung dtf Federanordnung 10 nach oben belastet oder gedruckt ist F i g. 1 zeigt einen derartigen Mechanismus an einem Zapfenende vorgesehen ist

Das Oberwalzen-Einbaustück 2 ist so im Ständer 1 befestigt, daß es sich innerhalb bestimmter Grenzen parallel zur Richtung des Walzgutes bewegen kann. Somit kann das Einbaustück 2 mit Spiel an der Vorderseite und an der Rückseite am Ständer 1 befestigt sein, aber vorzugsweise sind die für das Spiel benötigten Freiräume mit Schichten aus geeignetem nachgiebigen Material gefüllt wie in den F i g. 3 und 4 mit L bezeichnet. Ein geeigneter Werkstoff für derartige Schichten besiehi aus einem Verbundwerkstoff oder einer Materialmischung, die aus einer Vielzahl abwechselnder Metall- und Kunststofflaminaten besteht wie in dem US-Patent 40 37 450 beschrieben.

Wie F i g. 2 zu entnehmen, ist das Oberwalzen-Einbaustück 2 mit zwei L-förmigen Armen 2b versehen, die sich radial nach außen erstreckende Enden 2c besitzen, weiche zwischen Bügeln 11 und

Klemmgliedern 12 unter Zwischenfügung von Metallpuffern oder Abstandshaltern 13 angeordnet sind. Zuganker 14 und ein Spannschloß 15 sind vorgesehen, um die Klemmglieder 12 in ihrer wirksamen Stellung zu halten. Dieser Mechanismus dient dazu, das zugeordnete Einbaustück 2 gegen Bewegung in Richtung der Walzenachse festzulegen, aber gestattet dem Einbaustück eine Bewegung in einer parallel zur Bewegung des Walzgutes verlaufenden Richtung, wobei die Bewegungsrichtung des Walzgutes in F i g. 2 mit Hilfe eines Pfeiles veranschaulicht ist

Mit Hilfe einer in F i g. 4 dargestellten Einrichtung ist jedes Oberwalzen-Einbaustück 2 gehaltert Die Einrichtung weist ein druckaufnehmendes Giied 16 auf, welches am oberen Abschnitt des Oberwalzen-Einbaustückes 2 angeordnet ist und an seiner äußeren Zylinderoberfläche ein selbstzentrierendes Lager 17 trägt Der Ständer 1 besitzt einen hohlzylindrischen Bügel 18, der verschieblich die äußere Laufbahn des Lagers 17 unterstützt Ein mit innengewinde versehenes Schraubglied 19 ist am Ständer 1 befestigt und eine vertikale Anstellspindel 20 wirkt mit der Mutter 19 zusammen, um die Vertikalstellung des Einbaustückes 2 und den Walzenspalt auf den angestrebten Wert einzustellen. Die Spindel 20 ist mit einer axialen Verlängerung 20a versehen, die ein zum Teil sphärisches Ende 206 besitzt. Das druckaufnehmende Glied 16 am Oberwalzen-Einbaustück 2 ist mit einer zylindrischen Bohrung 16a versehen, welche einen zum Teil sphärischen Boden 166 be-

sitzt Die Verlängerung 20a der Schraubenspindel 20 ist in die Bohrung 16a eingeführt Der Krümmungsradius des Bodens 166 der Bohrung 16 ist größer als derjenige des Endes 206 der Spindelverläigerung 20a, so daß die Verlängerung 20a in Punktkontakt mit dem Boden Ibb der Bohrung 16a in oder nahe bei den Mittelpunkt des s,'und

deutlich, daß die Einrichtung dazu dient, das Einbaustück 2 in einer angestrebten Vertikalstellung einzustellen und zu halten, während die Einrichtung dem Einbaustück ein Schwingen um den Mittelpunkt des Lagers 17 gestattet was entsprechend der Reaktionskraft erfolgt die vom Walzgut über die zugehörige Arbeitswalze darauf ausgeübt wird.

Wird die Beschreibung anhand von F i g. 1 fortgesetzt so zeigt sich, daß an der vorderen und an der hinteren Seite des Oberwalzen-Einbaustückes 2 je eine herkömmliche Kraftmeßeinrichtung 21 vorgesehen ist Da die Einrichtungen 21 denselben Aufbau und die gleiehe Arbeitsweise besitzen, wird unter Bezug auf F i g. 3 im folgenden lediglich eine der Einrichtungen 21 beschrieben.

Wie F i g. 3 zu entnehmen, weist die Kraftmeßeinrichtung 21 einen Lastfühlstab 22 auf, der sich in einer zur Fortbewegungseinrichtung des Walzgutes parallelen Richtung durch eine im Ständer 1 ausgebildete Bohrung 23 erstreckt Ein Ende des Stabes 22 vermag das Oberwalzen-Einbaustück 2 zu berühren, während das andere Stabende an einem Kolben 24 befestigt ist, der in einem Zylinder 25 verschieblich gelagert ist.

Ein ortsfestes Gehäuse 26 ist am Ständer 1 befestigt und trägt eine hohle zylindrische Kapsel 27, die axial verschieblich, aber gegen Drehen gesichert ist Der Zylinder 25 ist axialverschieblich in der Kapsel 27 aufgenommen. Ein Kraftaufnehmer, wie eine Kraftmessdose 28, ist zwischen die innere Endwand der Kapsel 27 und das dem Einbaustück 2 gegenüberliegende innere Ende des Zylinders 25 eingefügt Der Zylinder 25 ist mit einer Leitung 29 zum Einbringen eines unter Druck stehenden Hydraulikmediums in den Zylinder 25 versehen, wobei die Leitung 29 an der dem Stab 22 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 24 vorgesehen ist

Die Kapsel 27 ist mit einem Außengewinde versehen, welches mit einer Ringmutter 30 in Eingriff steht Die Mutter 30 ist an ihrer äußeren Oberfläche als Schnekkenrad 30a ausgebildet welches mit einem nicht dargestellten Schneckenabschnitt einer drehbaren Getriebewelle 31 kämmt Ein Kegelrad 32 ist am freien Ende der Getriebewelle 31 befestigt und kämmt mit einem Kegelrad 33 an der Abtriebswelle 34 eines Elektromotors 35.

Mit Hilfe dieser Anordnung kann der LastfUhlstab 22 zurückgezogen werden, indem der Motor 35 eingeschaltet wird und die Kapsel 27 mit Hilfe dei Zahnräder 32 und 33 sowie der Schneckeneinrichtung 30a körperlich nach links verschoben wird. In seiner zurückgezogenen Stellung stört der Stab 22 nicht beim Ausbau und Wiedereinbau des oberen Einbaustückes 2.

Soll die Lastfühlereinrichtung 21 in ihre Arbeitsstellung gebracht werden, so wird zunächst ein hydraulischer Druck über die Leitung 29 im Zylinder 25 aufgebaut. Dadurch wird der Kolben 24 gegenüber dem Zylinder 25 in seiner ausgefahrenen Stellung hydraulisch verriegelt Sodann wird der Motor 35 eingeschaltet um die Kapsel nach rechts zu verfahren, so daß der Stab 22 aus dem Rahmen 1 herausbewegt und in Anlage an das Einbaustück 2 gebracht wird. Beim Walzen, wobei das Walzgut gleichzeitig in wenigstens zwei benachbarten Walzgerüsten gewalzt wird, wird das Walzgut Längs-

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kräften unterworfen, deren Größe von den Walzbedin- entsprechenden Außengewinde am Hydraulikzylinder gungen, vie der Walzgeschwindigkeit, dem Abwalzgrad 58 kämmt, so daß der Zylinder 58 in axialer Richtung und dergleichen abhängen. Die das Walzgut im Walz- bewegt wird, wenn das Zwischenglied 52 mit Hilfe des spalt ergreifenden Walzen 4 und 5 nehmen die Längs- Ritzels 56 in Rotation versetzt wird, kraft auf, welche ihrerseits auf die Einbaustücke 2 und 3 5 Die Kolbenstange 61 besitzt einen Endflansch 61 a an übertragen wird, wodurch die schwingende Bewegung ihrem äußeren Ende, welcher mit dem Kraftaufnehmer des Oberwalzen-Einbaustückes 2 hervorgerufen wird. 48 in Berührung gelangen kann. Der Endflansch 61a an Dadurch wird der Lastfühlstab 22 mit einer der Reak- der Kolbenstange 61 ist mit Hilfe einer Vielzahl von tionskraft entsprechenden Axialkraft beaufschlagt, die L-förmigen Zugankern 64 in Anlage an dem Kraftaufauf ihn von dem Einbaustück 2 übertragen wird. Da der 10 nehmer 48 gehalten, wobei die Zugglieder 64 mit Hilfe Kolben 24 hydraulisch gegenüber dem Zylinder 25 fest- von Muttern 65 an der Scheibe 47 befestigt sind, gesetzt ist, wird die derart auf den Stab 22 ausgeübte Wird bei dieser Anordnung der hydraulische Druck

Kraft über den Kolben 24 und den Zylinder 25 auf den im Zylinder 58 abgebaut, so gelangt der Kolben 60 unter Kraftaufnehmer 28 übertragen. Dadurch erzeugt der der Wirkung der Feder 63 in seine zurückgezogene Stel-Kraftaufnehmer ein elektrisches Signa!, welches der zu 15 lung. Damit wird auch der Lastfühistab 41 mittels der messenden Längskraft im Walzgut entspricht Zugglieder 64 und der Scheibe 47 zurückgezogen wer-

Die Hydraulikleitung 29 ist mit einer Sicherheits- den. daß der Hydraulikzylinder 58 körperlich durch Druckentlastungseinrichtung 36 versehen. Überschrei- Drehung des Gliedes 52 nach links verlagert wird, tet die auf das Walzen-Einbaustück 2 ausgeübte Reak- Im Betrieb wird im Zylinder 58 ein hydraulischer

tionskraft einen vorbestimmten Wert, so wird dem KoI- 20 Druck aufgebaut, um den Kolben 60 entgegen der Wirben eine Relativbewegung im Hinblick auf den Zylinder kung der Feder 63 in seine ausgefahrene Stellung zu 25 gestattet Dadurch werden der Kraftaufnehmer 28 verschieben. Der Kolben 60 ist in dieser Stellung hy- und andere Bestandteile der Kraftmeßeinrichtung 21 draulisch gegenüber dem Zylinder 58 festgelegt Sodann vor Beschädigung infolge Überlast geschützt. wird das Ritzel 56 durch den Motor angetrieben, um den

Unter Bezug auf F i g. 5 wird im folgenden die erfin- 25 Zylinder 58 mit Hilfe des Zwischengliedes 52 axial nach dungsgemäße Kraftmeßeinrichtung 40 beschrieben, die rechts zu verschieben, bis das Endstück 42 des Lastfühleinen Lastfühlstab 41 mit einem Endstück 42 besitzt, Stabes 41 in Anlage an das Walzen-Einbaustück 2 gewelches in Anlage an das Oberwalzen-Einbaustück 2 ist langt ist

Eine mit einem Endflansch 44 versehene längliche Hülse

43 ist in eine Bohrung 45 im Ständer 1 eingeschoben und 30 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

nimmt in axialer Richtung verschieblich den Stab 41

über ein Lager 46 auf.

Der Lastfühlstab 41 ist mit einer Scheibe 47 versehen, die an dem dem Endstück 42 gegenüberliegenden Ende befestigt ist Die Fcheibe 47 trägt einen Kraftaufnehmer 48. Am Ständer 1 ist eine Führungsplatte 49 befestigt, die eine kreisförmige Führungsbohrung 50 aufweist und die den Kraftaufnehmer tragende Scheibe 47 ist verschieblich in der öffnung 50 der Platte 49 aufgenommen und geführt

Die Platte 49 trägt ein zylindrisches Gehäuse 51, in welchem ein Zwischenglied 52 mit Hilfe von Lagern 53 und 54 drehbar gelagert ist Eine ringförmige Halteplatte 55 ist am äußeren Ende des Gehäuses 51 befestigt und dient zum Halten des drehbaren Zwischengliedes 52 sowie der Lager 53 und 54 entgegen axialen Bewegungen. Das Zwischenglied 52 ist an seinem äußeren Ende mit einer Aussenverzahnung versehen, welche mit einem Ritzel 56 kämmt Das Ritzel 56 ist an einer Welle 57 befestigt und wird mit Hilfe einer geeigneten Antriebseinrichtung, wie einem nicht dargestellten Elektromotor, angetrieben. Innerhalb des Zwischengliedes 52 ist in axialer Richtung beweglich aber gegen Rotation gesichert ein Hydraulikzylinder 58 angeordnet, der eine Endplatte 59 besitzt die ein offenes Ende des Zylinders verschließt Ein Kolben 60 ist verschieblich in dem Zylinder 58 angeordnet und besitzt eine Kolbenstange 61, die sich durch die Endplatte 59 erstreckt Eine Hydraulikleitung 62 dient zur Zufuhr von unter Druck gesetzten Druckmitteln in den Zylinder 58, wobei die Hy- draulikleitung an der der Kolbenstange 61 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 60 vorgesehen ist Zwischen dem Kolben 60 und der Endplatte 59 ist eine Feder 63 angeordnet, welche den Kolben in seine zurückgezogene Stellung belastet was in F i g. 5 einer Be- lastung nach links entspricht

Das Zwischenglied 52 ist auf einer inneren Oberfläche mit einem Innengewinde versehen, welches mit einem

Claims (5)

1 2 ne solche Kraftmeßeinrichttmg ist bereits aus der JP-OS Patentansprüche: 51-14078 bekannt Bei dieser bekannten Längskraft-Meßeinrichtung

1. Kraftmeßeinrichtung an einem Walzgerüst ei- werden die Meßergebnisse durch Reibungskräfte vernes kontinuierlichen Walzwerkes zum Messen der 5 fälscht, welche auf den Lastfühlstab einwirken. So steht im Walzgut vorhandenen Längskräfte während des bei der bekannten Meßeinrichtung der Zylinder der Durchlaufes des Walzgutes durch zwei benachbarte Vorspannungsemrichtung im Reibschluß mit einem Walzgerüste, mit einem einem Walzgerüstständer ortsfesten Gehäuse und kommt es im Betrieb zu Gleitdurchsetzenden Lastfühlstab, der mit seinem ersten reibungen des Lastfühlstabes an der Innenwandung der Ende in Anlage an einem Walzeneinbaustück ist ei- 10 einen Walzgerüstständer durchsetzenden Bohrung. Sonem Kraftaufnehmer zum Umformen der durch den wohl die Reibung des Zylinders in dem Gehäuse als Lastfühlstab axial übertragenen Kraft in ein elektri- auch die Reibung des Lastfühlstabes in der vorstehend sches Signal und mit einer eine Kolben-Zylinder- erwähnten Bohrung beeinträchtigen die Meßgenauig-Einheit aufweisenden hydraulischen Vorspannungs- keit der bekannten Kraftmeßeinrichtung in starkem einrichtung für den Kraftaufnehmer, dadurch 15 Maße.

gekennzeichnet, daß der Kraftaufnehmer (48) Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

zwischen dem Lastfühistab (41) und der Kolbenstan- eine Kraftmeßeinrichtung der im Oberbegriff des An-

ge (61) der hydraulischen Vorspannungseinrichtung spruchs 1 angegebenen Gattung so auszubilden, daß die

(58,60,61) eingespannt ist wobei eine Scheibe (47) Verfälschung der erzielten Meßergebnisse durch Rei-

mit ihrer einen Oberfläche mit dem zweiten Ende 20 bungskräfte weitgehend ausgeschaltet werden,

des Lastfühlstabes verbunden ist während die ande- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege-

re Scheibenoberfläche den Kraftaufnehmer (48) bene Erfindung gelöst

trägt und daß der Lastfühlstab (41) axial verschieb- Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische

lieh innerhalb einer den Walzgerüstständer (1) Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß weder

durchsetzenden länglichen Hülse (43) aufgenommen 2s im Bereich der hydraulischen Vorspannungseinrichtung

ist, wobei der Lastfühlstab auf einer in dieser Hülse für den Kraftaufnehmer, noch im Bereich des Lastfühl-

vorgesehenen Lagereinrichtung (46) gelagert ist Stabes nennenswerte Reibungskräfte eine Verfälschung

2. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 1, gekenn- der Meßergebnisse hervorrufen können. So ist der Lastzeichnet durch eine Einrichtung (52 bis 58) zum fühlstab im Bereich der den Walzgerüstständer durchaxialen Bewegen des Lastfühlstabes (41) in und au- 30 setzenden Bohrung in einer Schutzhülse aufgenommen ßer Anlage an dem Walzeneinbaustück (2), wobei und auf einer Lagereinrichtung gelagert Die von dieser diese Einrichtung aufweist ein drehbar in einem Ge- Lagereinrichtung ausgeübte Reibung ist vernachlässighäuse (51) gehaltenes Zwischenglied (52), an dessen bar aber dank dieser Lagereinrichtung ist dafür Sorge innerer Oberfläche ein Innengewinde vorgesehen getragen, daß der Lastfühlstab mit seiner Oberfläche ist welches in Eingriff ist mit einem an dem Zylinder 35 nicht in Reibberührung mit der Innenoberfläche der

(58) der Kolben-Zylinder-Einheit (60,61,58) vorge- Schutzhülse gelangt

sehen ist; und eine an dem drehbaren Zwischenglied Zusammenfassend ergibt sich der mit Hilfe der Erfin-

(52) vorgesehene Außenverzahnung, die mit einem dung erzielbare technische Fortschritt im Hinblick auf

auf einer antreibbaren Welle (57) sitzenden Ritzel die angestrebte Reibungsverminderung in der Meßein-(56) in Eingriff ist so daß der Zylinder bei Umdre- 40 richtung dadurch, daß der Kraftaufnehmer zwischen

hung der Welle (57) axial bewegbar ist. dem Lastfühlstab und der Kolbenstange der hydrauli-

3. Kraftmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, sehen Vorspannungseinrichtung eingespannt ist und dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (58) der daß der Lastfühlstab im Bereich der den Walzgerüst-Kolben-Zylinder-Einrichtung mit einer Endplatte ständer durchsetzenden Bohrung mit Hilfe einer Lager-

(59) zum Verschließen eines offenen Zylinderendes 45 einrichtung in einer Schutzhülse geführt ist Die erfinversehen ist und daß eine Federeinrichtung (63) zwi- dungsgemäß zwischen dem zweiten Ende des Lastfühlschen dem Kolben (60) der Zylinder-Kolben-Ein- Stabes und dem Kraftaufnehmer vorgesehene Scheibe richtung und dieser Endplatte vorgesehen ist, mit vermittelt eine reibungsfreie Kraftübertragung von deren Hilfe der Kolben in seine zurückgezogene dem Lastfühlstab auf dem Kraftaufnehmer, wobei diese Stellung belastet ist 50 Scheibe am ständerfernen Ende des Lastfühlstabes be-

4. Kraftmeßeinrichtung nach einem der Ansprü- festigt ist und den Kraftaufnehmer trägt.

ehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längli- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in

ehe Hülse (43) an einem ihrer Enden einen Flansch den Unteransprüchen angegeben.

(44) aufweist, der am Walzgerüstständer (1) befestig- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausbar ist. 55 führungsbeispieles sowie unter Bezug auf eine Beschrei-

5. Kraftmaßeinrichtung nach einem der Ansprü- bung des nächstkommenden Standes der Technik anche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am dem hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt Kraftaufnehmer (48) abgewandten ersten Ende des F i g. 1 eine Seitenansicht (teilweise gebrochen darge-Lastfühlstabes (41) ein am Walzeneinbaustück (2) stellt) eines Walzgerüstständers,

anliegendes auswechselbares Endstück(42) vorgese- 60 F i g. 2 einen Horizontalschnitt längs der Linie II-Il in hen ist. F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine Kraftmeßeinrichtung

nach dem nächstkommenden Stand der Technik,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Halterungseinrichtung 65 eines herkömmlichen Oberwalzen-Einbaustückes und

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßeinrichtung der F i g. 5 einen mit F i g. 3 vergleichbaren Schnitt durch

im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung eine erfindungsgemäße Kraftmeßeinrichtung, zum Messen der Walzgut vorhandenen Längskräfte. Ei- In der Zeichnung, insbesondere in den F i g. 1 bis 4, ist