DE2657986A1

DE2657986A1 - Richtmaschine zum richten von blechen und flachmaterialien

Info

Publication number: DE2657986A1
Application number: DE19762657986
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: HORST ZERHOCH VORRICHTUNGS und; HORST ZERHOCH VORRICHTUNGS- und MASCHINENBAU KG
Current assignee: M&S Brugg AG
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1976-12-21
Publication date: 1978-06-22
Also published as: JPS5395166A; DE2657986B2; JPS5726168B2; CH625979A5; FR2374975B1; FR2374975A1; DE2657986C3; GB1581378A

Description

PATENiANVVALlE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER?S57986

D-8QOO München 22 , D-48OO Bielefeld

Triftstraße 4 - H " Siekerwall 7

21 . Dez. 1976

Firma Horst Z e r h ο c h

Vorrichtungs- und Maschinenbau GmbH & Co KG

Am tiefen Weg, 7573 Sinzheim

Richtmaschine zum Richten von Blechen und Flachmaterialien

Gegenstand der Erfindung ist eine Richtmaschine zum Richten von Blechen und Flachmaterialien mit ainem unteren und einem oberen Walzenstuhl, die jeweils auf Abstand voneinander stehende quer zur Materxaldurchflußrxchtung angeordnete obere bzw. untere zwangsweise angetriebe Richtwalzen aufnehmen, wobei die Richtwalzen des oberen Walzenstuhls auf Lücke zu denen des unteren Walzenstuhls angeordnet sind.

Bei Richtmaschinen der genannten Gattung erfolgt die Zustellung zwischen dem oberen und dem unteren Walzenstuhl, d.h. die Einstellung des Richtspalts zwischen den Richtwalzen bei-

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Fa. Horst Zerhoch

spielsweise über handradbetätigte Spindeln und die Einstellwerte lassen sich durch Meßuhren oder vergleichbare mechanische Meßeinrichtungen überwachen. Die Einstellung dieser Richtmaschine ist verhältnismäßig umständlich und erfolgt starr ohne flexible Anpassungsmöglichkext an unterschiedliche Materialgegebenheiten.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Richtmaschine mit dem erwähnten Aufbau dahingehend zu verbessern, daß eine automatische, gegebenenfalls fernbedienbare Einstellung der Maschine ohne wesentliche Zwischenkontrolle und Nachregulierung bei kleineren Materialabweichungen ermöglicht wird. Entfallen soll auch das Nachregulieren und Messen bei jedem Materialdurchlauf.

Diese technische Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Richtmaschine gelöst, die die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der obere und untere Walzenstuhl über Kolben, vorzugsweise Zugkolben, die in Zylinderräumen mit jeweils zwei unterschiedlichen Wirkungsquerschnitten kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind. Um die wünschenswerten Freiheitsgrade zum Ausgleich von Materialschwankungen insbesondere zwischen dem Richtguteinlaß und -auslaß in der Relativstellung zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl zur Verfügung zu haben, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, den hydraulischen Antrieb der beispielsweise zwei Paare von verschiebbaren Kolben (je ein Paar am Richtgutein- bzw. -auslaß) im oberen Walzenstuhl unterzubringen und die Kolben am unterseitigen freien Ende mit einem Kugelgelenk zu versehen, das gegen eine kugelkalottenförmige Lagerschale am unteren Walzenstuhl anliegt.

Um die notwendige Zustellkraft zwischen dem oberen und unteren

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Walzenstuhl aufzubringen, sind die zur Führung des mit der Zugkolbenstange verbundenen Kolbens bestimmten Zylinderräume durch den Kolben in jeweils zwei Ringräume unterschiedlichen Wirkungsquerschnitts unterteilt. Dieser unterschiedliche Wirkungsquerschnitt ergibt sich beispielsweise daraus, daß der dem unteren Walzenstuhl zugekehrte Teil der Kolbenstange einen geringeren Durchmesser als der obere Führungsteil dieser Kolbenstange aufweist, so daß bei gleichem Druckmitteldruck im Ringraum oberhalb des Kolbens und unterhalb des Kolbens dieser samt Kolbenstange wegen des größeren Wirkungs-'querschnitts im unteren Ringraum nach oben gezogen wird und damit die Zustellung des oberen zum unteren Walzenstuhl bewirkt .

Wäre das System jedoch in der angegebenen Weise dahingehend starr ausgelegt, daß im unteren und oberen Ringraum jeder Zylinderkammer der gleiche Druck herrschen würde, so könnte eine Einstellung der Zustellkräfte nur über eine entsprechende Änderung im Druck der Druckmittelquelle erfolgen, überdies wäre die Richtmaschine dann nur so auszulegen, daß am Richtguteinlaß bzw. -auslaß stets die gleichen Zustellkräfte herrschen, was insbesondere dann unerwünscht ist, wenn geringe Dickenmaßänderungen zu berücksichtigen sind. Tatsächlich kommt das Richten vieler Flachmaterialien mit Maschinen dieser Art einem Kaltwalzvorgang nahe, denn es erfolgt eine geringfügige Dickenmaßabnahme. Aus diesem Grund ist eine unabhängige geregelte Einstellung des Drucks in einem der Ringräume jeder Zylinderkammer gegenüber dem Druck im anderen Ringraum wünschenswert. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht diese Möglichkeit durch Verwendung von Servodruckminderventilen vor, die einen stetig einstellbaren elektrischen Wert, der über einen Regelkreis vorgebbar ist, in einen stetig einstellbaren geminderten Druckwert umsetzen. Diese Servodruckminderventile können entweder für jeweils ein Paar von Zug- ^ kolben, beispielsweise am Richtguteinlaß bzw. -auslaß vorgesehen sein, so daß sich in diesem Fall zwei additiv oder subtraktiv

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gekoppelte Regelkreise für die Zustelldruckeinstellung am Einlaß bzw. Auslaß ergeben. Um eine noch größere Flexibilität hinsichtlich der Freiheitsgrade zu ermöglichen, kann auch jeder Zugkolbenanordnung ein eigenes Servodruckminderventil mit entsprechendem Regelkreis zugeordnet sein, so daß sich beispielsweise vier miteinander gekoppelte Regelkreise ergeben.

Bei einer weiter ausgestalteten vorteilhaften Ausführungsform ist außerdem vorgesehen, dem System einen unterlagerten Regler zuzuordnen, über den sich der Sollwert, also das jeweilige Untermaß, bezogen auf ein bestimmtes Richtgut einstellen läßt. Da ein bestimmter Maschinentyp auch ein Geringstmaß der möglichen, noch verarbeitbaren Materialstärke besitzt, ist zur Festlegung der Untergrenze der Sollwerteinstellung ein Anschlag vorhanden, der dann in Funktion tritt, wenn die Sollwerteinstellung an der Materialuntergrenze liegt und der Istwert auf das untere Maß der eben noch verarbeitbaren Materialstärke aufläuft.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert.

Die einzig Figur zeigt in schematischer Darstellung die Zuordnung eines oberen und unteren Walzenstuhls einer Richtmaschine, die mit einer erfindungsgemäßen automatischen Zu- und Einstelleinrichtung ausgerüstet ist.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, weist eine Richtmaschine der oben genannten Gattung einen oberen Walzenstuhl A mit zwangsweise angetriebenen Richtwalzen 1, 3_/ 5_f 7 ... und einen unteren Walzenstuhl B mit auf Lücke zu den Richtwalzen des oberen Walzenstuhls stehenden unteren Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 ... auf. Die konstruktive Gestaltung der beiden Walzenstühle sowie der Antrieb, die Abstützung, Lagerung und Anordnung der Richtwalzen usw. sind nicht Gegenstand der Er-

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Pa. Horst Zerhoch

findung mit Ausnahme der Verbindungs- und Zustellelemente zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl sowie den diesen Zustellelementen zugeordnete Steuer- und Regelglieder, Der Abstand zwischen den Richtwalzen 1, 3, 5, 7 ... des oberen und den Richtwalzen 2, 4, 6, 8, 10 ... des unteren Walzenstuhls läßt sich einstellen, d.h. auf die Materialstärke d eines zwischen diesen Walzenreihen in Richtung des Pfeils a durchlaufenden Richtguts C in weiter unten näher beschriebenen Weise anpassen.

Wie oben bereits allgemein angegeben, erfolgt die Zustellung zwischen dem oberen und unteren Walzenstuhl über insgesamt vier jeweils zu zwei Paaren, einmal am Richtguteinlaß bzw. am Richtgutauslaß angeordnete Kolben, von denen bei der schematischen Längsschnittdarstellung jeweils einer, nämlich ein Kolben F.. am Richtguteinlaß und ein Kolben F_ am Richtgutauslaß dargestellt sind. Die Kolben F.., F2 ragen in eine zugeordnete Zylinderkammer K₁ bzw. K„ im oberen Walzenstuhl hinein und sind mit einem in der jeweiligen Zylinderkammer K₁ bzw. K₂ verschiebbaren Kolben E₁ bzw. E₂ starr verbunden, der auf der gegenüberliegenden Seite in einen Kolbenstangenabschnitt D₁ bzw. D„ übergeht. Die Kolbenstangen F₁ bzw. F₂ und die Kolbenstangenabschnitte D₁ und D₂ sind in den stirnseitigen Wänden der Zylinderkammern K₁ bzw. K„ druckmitteldicht geführt. Wie dargestellt, weisen die Zug-"kolbenstangen F₁ bzw. F₂ einen kleineren Druchmesser auf als die oberseitig an die Kolben E₁ bzw. E„ anschließenden Kolbenstangenabschnitte D₁ bzw, D₂, so daß sich in dem unterhalb des Kolbens E., E₂ liegenden Ringkammerabschnitt K₁ , K- der Zylinderkammer K₁, K₂ ein größerer Wirkungsquerschnitt am verschiebbaren Kolben E₁, E₃ für ein Druckmedium ergibt als aufgrund des größeren Durchmessers der Kolbenstangenteile D₁, D„ in den oberhalb der Kolben E.., E₃ liegenden Ringkammem K₁ , K₉ . Mit anderen Worten: Werden die oberen Ringkammern K₁ , K^ und die unteren Ringkammern K₁- K₂ mit dem gleichen

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ILM MLtR-MULLER SItINMEISIER Fa. Horst

Druck beaufschlagt, so schieben sich die Kolben E₁, E in den Zylinderkanunern K₁, K„ nach oben und ziehen damit den unteren Walzenstuhl B nach oben bzw. drücken den oberen Walzenstuhl A nach unten. Die oberen Ringkammern K_1χ, Κ_2χ werden über einen Verzweigungspunkt P₁ bzw. P„ von einer Druckmittelquelle S aus mit einem Druckmedium versorgt. Die unteren Ringkammern K₁ , K„ dagegen werden vom Verzweigungspunkt P₁, P₂ aus über ein Servodruckminderventil O₁ bzw. O₂ mit einem Druck Pz₁ bzw. Pz_? beaufschlagt, der in der Regel niedriger liegt als der Druck am Punkt P₁, P₃. Der Aufbau der Servodruckventile O₁, O₃ ist an sich bekannt. Diese Ventile sind in der Lage, einen innerhalb gewisser Grenzen stetig einstellbaren , z.B. elektrischen Wert, in einen entsprechend stetig einstellbaren insbesondere untersetzten Druckwert umzusetzen. Über eine Abführ leitung sind diese Ventile 0-j, O₂ an einem Rücklauftank angeschlossen, so daß aus den unteren Ringkammern K₁ , K₃ abzuführendes Druckmittel direkt in den Rücklauftank T gelangen kann. Durch strichpunktierte Linie und den Hinweis L ist außerdem ein unvermeidbarerweise eintretender Leckverlust angedeutet.

Auf der dem reduzierten Druck Pz₁, Pz₂ entsprechenden Seite der Servo-Druckminderventile O₁ , 0- schließt eine Druckmeßdose M₁, M₂ an, die den auf der Unterseite der Kolben E₁, E₂ herrschenden Druck in einen entsprechenden Wert Q^₁, οίο' b^ei^spi^el^swei^se eine elektrische Spannung, umsetzt. Dieser Wert gelangt auf ein Differenzbildungsglied Di₁ bzw. Di₂ und wird dabei gegen einen von einem Einstellglied R₁ bzw. R₂,beispielsweise einem digital einstellbarem Potentiometer, vorgebbaren Wert, der einer gewünschten Druckeinstellung entspricht, verglichen. Der entstehende Vergleichswert wird durch einen beispielsweise aus mehrere kaskadegeschalteten Einzelverstärkern aufgebauten Regelverstärker L₁ bzw. L₂ verstärkt und gelangt über ein weiteres Differenzbildungsglied Ds₁ bzw. Ds„, dessen Funktion noch erläutert wird, auf den Eingang eines Ausgangsverstärkers

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N₁ bzw. N„, an dessen Ausgang die Stellgröße 7"^ bzw. T^₂ auftritt, die die Einstellung des Servo-Druckminderventils O₁ bzw. O₂ festlegt. Damit ist der eine Regelkreis für die Drucküberwachung in der jeweils unteren Ringkammer K. , K₂ in Bezug auf den Druck in der jeweils oberen Ringkammer K_1χ/ K₂ umrissen.

Dem eben beschriebenen, in dcppelter oder mehrfacher, beispielsweise vierfacher Ausführung vorhandenen Regelkreis zur vorgebbaren Druckeinstellung ist ein weiterer gemeinsamer Regler U unterlagert, an dem sich ein Vorgabewert für ein Untermaß der Materialdicke einstellen läßt. Auch in diesem Fall handelt es sich beispielsweise um einen Spannungswertgeber, der etwa durch ein Digitalpotentiometer verwirklicht ist. Dieser unterlagerte Regler U dient also zur Sollwerteinstellung; er verhindert nicht das Auseinanderfahren der Walzenstühle, etwa bei der Einführung des Richtguts.

Zur Ermittlung des Ist-Werts der tatsächlichen Spalteinstellung zwischen den Walzenstühlen dient ein Ist-Wert-Geber I₁ bzw. I„, der mechanisch einerseits,wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, mit dem oberen bzw, andererseits mit dem unteren Walzenstuhl verbunden ist. Dieser Ist-Wert-Geber I₁ bzw. I„ liefert ausgangsseitig ein analoges Signal ß. bzw. ß„, das dem momentan eingestellten Ist-Wert des Spaltabstands zwischen den Richtwalzen des oberen bzw. des unteren Walzenstuhls entspricht.

Um einen Vergleich zwischen dem gewünschten am Regler U einstellbaren Soll-Wert und dem tatsächlichen Ist-Wert zu erhalten, wird das vom unterlagerten Regler U gelieferte Ausgangssignal sowie das Ausgangssignal ß. bzw. ß₂ des Ist-Wert-Gebers I₁ bzw. I₂ auf ein Differenzbildungsglied Dr₁ bzw. Dr₂ geschaltet. Der erhaltene Differenzwert wird über einen Verstärker M₁ bzw. M₂ verstärkt und gelangt als Korrektursignal auf das bereits erwähnte Differenzbildungsglied Ds₁ bzw. Ds„. Die

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um den unterlagerten Regler U ergänzte Schaltung ermöglicht also nicht nur eine geregelte Druckeinstellung, sondern auch eine Korrektureinstellung hinsichtlich des Spaltabstands zwischen den Richtwalzen des oberen bzw. des unteren Walzenstuhls. Damit ist ein vollautomatischer Betrieb der Richtmaschine möglich, da die Zustellkräfte nicht nur auf einen bestimmten Richtdruck hin, sondern auch auf ein bestimmtes Richtendmaß hin überwacht werden.

Dem Ist-Wert-Geber ist eingangs- bzw. ausgangsseitig noch ein Anschlagglied Q₁ bzw, Q- zugeordnet, durch welches das Untermaß der durch eine bestimmte Richtmaschine gerade noch verarbeitbaren Blechstärken festgelegt wird. Wird der Richtspalt so schmal, daß dieses Untermaß erreicht wird, so läuft der mit dem Ist-Wert-Geber I₁ bzw. I₂ verbundene Geberarm des oberen Walzenstuhls auf das Anschlagglied Q. bzw. Q₂ auf und begrenzt ein weiteres Zusammenfahren der Walzenstühle.

Mit der Erfindung wurde die gestellte Aufgabe in vollem Umfang gelöst, so daß eine Überwachung, insbesondere eine Meßuhrüberwachung und handbetätigte Zustellung zwischen den Walzenstühlen entfällt. Bei einer verbesserten Ausführungsform ist durch Verwendung eines unterlagerten Regelkreises ein vollautomatisches Arbeiten ermöglicht.

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Claims

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Patentansprüche

( 1.!Richtmaschine zum Richten von Blechen und Flachmaterialien mit einem unteren und einem oberen Walzenstuhl, die jeweils auf gleichen Abstand voneinander stehende, quer zur Materialdurchflußrichtung angeordnete obere bzw. untere zwangsweise angetriebe Richtwalzen aufnehmen, wobei die Richtwalzendes oberen Walzenstuhls auf Lücke zu denen des unteren Walzenstuhls angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß der obere Walzenstuhl (A) und der untere Walzenstuhl (B) zur Relativzustellung in Querrichtung in Bezug auf das durchlaufende Richtgut (C) über zwei Paare von druckmittelverschiebbaren Kolbenstangen (F₁ bzw. F-) kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind, von denen das eine Paar unter Freilassung eines Zwischenabstands zur Einführung des Richtguts (C) in die Maschine im Bereich des Richtguteinlasses und das andere Paar in entsprechendem Abstand im Bereich des Richtgutauslasses angeordnet ist.
2. Richtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (F₁ bzw. F₂) als Zugelemente ausgebildet sind.
3. Richtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolbenstange (F₁ bzw. F„) im oberen Walzenstuhl (A) in einer Führungsbohrung eines Zylinderraums (K₁ bzw. K₂) geführt ist, der durch einen mit der Kolbenstange verbundenen Kolben (E₁ bzw. E„) in zwei Ringräume (K₁ , K₂ bzw. K₁ , K₃ ) unterschiedlichen Wirkungsquerschnitts unterteilt ist.

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4. Richtmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der jeweils obere Ringraum

(K. bzw. K.. ) einen kleineren Wirkungsquerschnitt am Kolben als der jeweils untere Ringraum (K₂ bzw, K„ ) aufweist und daß der jeweils obere Ringraum an eine einstellbare Druckmittelquelle (S) direkt und der jeweils untere Ringraum (K„ bzw. K₂ ) über ein zugeordnetes Servo-Druckminderungsventil (O₁ bzw. O₂) an die Druckmittelquelle angeschlossen ist.
5. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (E₁ bzw. E-) auf einer Walzenstuhlseite (W) über eine Kugelgelenkanordnung (G₁, H₁ bzw. G₂, H_?) angreift, so daß durch ungleichmäßiges Richtgut bedingte Relativneigungen in Quer- und/oder Längsrichtung ausgleichbar sind.
6. Richtmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Servo-Druckminderungsventil (O₁ bzw. O₉) fernregelbar ist.
7. Richtmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Einstellung der Servo-Druckminderungsventile (O₁ bzw. 0„) am Richtguteinlaß bzw. -auslaß unterschiedlich vorwählbar ist,
8. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Zustellung der Walzenstühle (A, B) durch Anschläge (Q₁ bzw. Q₂) auf einen Mindestwert der Spalteinstellung (d) begrenzbar ist.
9. Richtmaschine nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge zur Veränderbarkeit des Mindestwerts der Spalteinstellung einstellbar sind.

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10. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder-Kolbenanordnung (I₁/ F₁ bzw. I-/ F ) ein eigener Kraftregelkreis zugeordnet ist, so daß in Längsund in Querrichtung des Richtguts (C) verschiedene Zustellkräfte einstellbar sind.
11. Richtmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Kraftregelkreisen ein gemeinsamer unterlagerter Regler

(D) zugeordnet ist, an dem ein Sollwert der Materialstärke einstellbar ist.
12. Richtmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Sollwert gegen einen oder mehrere Ist-Werte (B₁ bzw. ß~) vergleichbar ist, die von mit den beiden Walzenstühlen (A, B) gekoppelten Ist-Wert-Gebern (I₁ bzw. I-) geliefert werden.

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