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Meßvorrichtung zum Erfassen des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung zum Erfassen des
Spaltes eines Arbeitswalzcnpaares als Istwcrt für eine Walzspaltregeleinrichtung
eines Walzgerüstes mit einem elektromechanischen Meßgeber, der in Abhängigkeit von
der Position zweier mit Lagerschalen am Ballenende je einer Walze anliegende Meßfühler
ein den 'Walzspalt repräsentieres Signal ausgibt.
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Bei Walzwerken ist es üblich, eine Banddickenregelung zur Erzielung
enger Toleranzen vorzunehmen. Dies erfordert neben der an eine solche Regelung gestellten
Forderung auch ein hinreichend schnelles Stellsystem und eine möglichst verzögerungsfreie
Erfassung der Regelgröße. Für die Messung des Walzspalten gibt es eine Reihe von
Meßeinrichtungen, bei denen Meßgeber je nsch physikalischem Prinzip den Abstand
der Arbeitswalzen entsprechend erfassen. Der Walzspalt kann dabei sowohl durch Messung
des absoluten Abstandes, wie aus der DT-PS 19 31 654 bekannt,
oder
durch Messung des relativen Abstandes, wie in der DT-OS 22 24 909 beschrieben, erfaßt
werden Die Walzspaltmeßvorrichtungen der zuvor erwähnten Druckschriften haben sich
im Einsatz bewährt und zwar, weil die dort benutzten Meßgeber praktisch unempfindlich
gegen StörungLn, insbesondere Temperaturschwankungen, sind. Die Meßvorrichtung nach
der DT-OS 22 24 9C9 zeichnet sich darüberhinaus noch durch eine gleichmäßige Empfindlichkeit
innerhalb ihres gesamten Meßbereichs aus. Trotz dieser sehr guten Eigenschaften
lassen sich diese Meßvorrichtungen jedoch nicht für alle Anwendungen auf dem Gebiet
der Walzwerk regelung benutzen, weil einerseits diese Meßvorrichtungen für den relativ
rauhen Betrieb eines Warmwalzwerkes nicht geeignet sind, oder andererseits der Aufbau
der Walzgerüste dies nicht zuläßt. Die bekannten Walzwerkmeßvorrichtungen sind im
wesentlichen so aufgebaut, daß der jeweilige elektromechanische Meßgeber in Abhängigkeit
von der Position zweier mit Lagerschalen am Ballenende je einer Arbeitswalze anliegende
Meßfühler ein den Walzspalt repräsentierendes Signal für die Walzspaltregeleinrichtung
ausgeben.
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Der Erfindung Wiegt die Aufhabe zugrunde, eine Meßvorrichtung zur
Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaaren so zu verbessern, daß sie auch für
den Einsatz in Mehrrollen-Kaltwalzwerken geeignet ist.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerschalen
der Meßfühler an den Ballenenden zl.eier symmetrisch zum Walzspalt angeordneter
Walzen eines Mehrrol lenwalzgerüstes durch eine Stellvorrichtung in der Arbeitsposition
fixiert sind und duR der in unmittelbarer Nähe zur Stellvorrichtung angeordnete
Meßgeber einen außerhalb des Walzspaltcs liegenden entsprechenden Abstand erfaßt.
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Die erfindungsgemäße Maßnahme hat den Vorteil, Meßvorrichtungen so
aufzubauen, daß sie sich in relativ kleinen Räumen unterbringen lassen. Damit kann
eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung auch für Mehrrollenwalzgerüste eingesetzt werden.
Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Meßvorrichtung gegenüber den bisher
bei Mehrrollenwalzwerken
eingesetzten Meßvorrichtungen dadurch
aus, daß Änderungen am Verformungsort direkt und verzögerungsfrei erfaßt werden,
Ein Verfälschung des ausgegebenen Meßsignals durch Aufdchniing des l'a.l zgerüstes
kann nicht erfolgen und braucht folglich auch nicht kompensiert zu werden. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines Mehrrollenwalzgerüstes,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Wie aus der Prinzipdarstellung nach Figur 1 hervorgeht, besteht das
Mehrrollenwalzgerüst 10 auf <1cr Oberseite und der Unterseite aus jeweils zehn
Walzen. Die Walzen 11, 21 sind die Arbeitswalzen, während die Walzen 12 bis 20 bzw.
22 bis 30 als Stützwalzen wirken und in nicht näher dargestellter Weise ani Ständer
31 des Walzgerüstes gelagert und geführt sind. Vier Motore 32, 33, 34, 35, welche
jeweils auf die äußerste Stützwalze 17, 20 bzw. 27, 30 einwirken, dienen zum Antrieb
des Walzgerüstes. Zwei als Blöcke angedeutete Zugeinrichtungen 36, 37 sorgen beim
Walzen für einen entsprechenden Walzdurch. Wie aus Figur 1 auch noch zu erkennen
ist, ist der Raum im Bereich der Arbeitswalzen 11, 21 sehr klein, so daß die Unterbringung
einer Meßvorrichtung besondere Raumprobleme mit sich bringt.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 2a und Figur
2b ist eine Meßvorrichtung zu sehen, die mit den Lagerschalen 42, 43 ihrer Bleßfühler
40, 41 an dcn Stützwalzen 12, 22, und zwar an den Ballenenden
dieser
Walzen anliegt. Die Meßfühler 40, 41 werden durch eine als Stellvorrichtung wirkende
Druckfeder 44 gegen die Ballenenden der Stützwalzen 12, 22 gedrückt und so in ihrer
Arbeitsposition fixiert.
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Die Druckfeder 44 ist einerseits in einer am Meßfühler 40 angebrachten
Hülse geführt und andererseits über ein aus zwei teleskopartig ineinanderschiebbaren
Bolzen 46, 47 bestehendes Führungsglied gestreift. Im an der Lagerschale 42 sitzenden
Bolzen 46 ist zur Erzielung einer entsprechenden Fijhrung eine auf das Maß des an
der Lagerschale 43 sitzenden Bolzens 47 bemessene Kugelumlaufbuchse 48 vorgesehen.
Neben der in der Hülse 45 angeordneten und als Stellvorrichtung wirkenden Druckfeder
44 ist ein Meßgeber 49 vorgesehen, dessen Oberteil mit dem Meßfühler 40 und dessen
Unterteil mit dem Meßfühler 41 verbunden ist. Der Meßgeber 49 erfaßt daher Hubbewegungen
der Stützwalzen 12, 22 und gibt ein dem jeweiligen Abstand entsprechendes Signal
über ein kabel 50 für eine Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des ausgebrachten
Walzgutes aus. Wie aus der Darstellung nich Figur 2a und Figur 2B zu erkennen ist,
erfaßt der Meßgeber 49 einen Abstand, der außerhalb des Walzenspaltes liegt, aber
bei entsprechender Eichung mit dem Walzspalt identisch ist.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 3a und Figur
3b unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 dadurch, daß jeder
Meßfühler 55, 56 jeweils zwei Lagerschalen 57, 58; 59, 60 aufweist und damit jeweils
an zwei Stützwalzen 12, 13 bzw. 22, 23 anliegt. Außerdem liegen die Lagerschalen
57, 60 nicht jeweils von innen, sondern von außen an den Ballenenden der Stützwalzen
12, 13; 22, 23 an.
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Die mit den Lagerschalen 57, 58; 59, 60 versehenen Meßfühler 55, 56
bilden hier zwei Querstreben eines Rahmens, dessen Längsstreben 61, 62 jeweils als
Stellvorrichtung ausgebildet sind. Jede Stellvorrichtung 61, 62 besteht aus einer
an den Enden der als (Querstreben ausgebildeten Meßfühler 55, 56, auf bekannte Art
eingehängten Zugfedern 63, 64 und jeweils einer über diese Zugfedern 63, 64 gestreiften
und am Meßfühler 55 befestigten Hülse 65, 66. Ein führungsglied, wie beim Ausführungsbeispiel
nach Figur 2, ist hier nicht erforderlich, da die Meßfühler 55, 6 jeweils auf einem
Stützwalzenpaar 1.2, 13 bzw. 22, 23 aufliegen.
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Neben der Stellvorrichtung 61 ist innerhalb des Rahmens ein Meßgeber
67 angeordnet, dessen Oberteil mit dem Meßfühler 55 und dessen Untertcil mit dci
Meßfühler 56 verbunden ist. Dcr Meßgeber 67 erfaßt daher ebenfalls, wie im ersten
Ausführungsbeispiel nach Figur 2, einen Abstand, der außerhalb des Walzspaltes liegt,
aber bei entsprechender Eichung damit übereinstimmt. Das erfaßte Meßsignal wird
mit einem Kabel 68 abgeführt und steht als Istwertsignal für eine Walzspaltregeleinrichtung
zur Verfügung.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 4a und 4b
sind in den IíeßfüIIlern 70, 71 Einbuchtungen 72, 73 vorgesehen und als Lagerschalen
74, 75 ausgebildet. Mit diesen jeweils in der Mitte der Meßfühler angeordneten Lagerschalen
74, 75 liegen die Meßfühler 70, 71 an den Ballenenden der Arbeitswalzen 11, 21 an.
Zu beiden Seiten der Lagerschalen 75 sitzen im Meßfühler 71 je ein Bolzeii 76, 77,
die in Kugelumlaufbuchsen 78, 79, welche im Meßfühler 70 an entsprechender Stelle
vorgesehen sind, eingreifen und eine entsprechende Führung ftir beidc Meßfühler
bilden. Neben den Bolzen 76, 77 sind jeweils zwei als Stellvorrichtung wirkende
Zugfedern 80, 81 vorgesehen, die in entsprechenden Bohrungen der Meßfühler 70, 71
refüiirt und dort auf bekannte Art befestigt sind. An den beiden äußeren Enden der
Meßfühl er 70, 71 ist jeweils ein Teilmeßgeber 82, 83 vorgesehen deren Ausgangssignale
über nicht näher dargestellte Kabel einer Schaltstufe zugeführt sind, wo sie zu
einem den Walzspalt repräsentierenden Signal verarbeitet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die Walzen e ebenfalls durch Abtastung von außen erfaßt, wobei hier jedoch
eine Abtastung der Arbeitswalzen 11, 21 erfolgt. Auf der Rückseite sind die Meßfühler
70, 71 mit entsprechenden Einbuchtungen für die Stützwalzen versehen, damit den
jeweiligen Raumerfordernissen Rechnung getragen werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Abstand erfaßt, der außerhalb des Walzspaltes liegt, jedoch bei entsprechend
Eichung damit übereinstimmt. Dazu werden zu beiden Seiten des Walzspaltes in gleicher
Entfernung zum Walzspalt zwei Abstände gemessen und aus den elektrischen Signalen,
wie bereits erwähnt, durch Addition mit anschließender Halbierung in einer Schaltstufe
ein korrektes Walzspaltsignal gewonnen.
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Die Messung der jeweils erfaßten Abstände kann mit Hilfe bekannter
Meßprinzipien durchgeführt werden. So ist es möglich, hierfür induktive Meßverfahren,
kapazitive Meßverfahren oder Meßverfahren zu verwenden, die auf einer Änderung des
elektrischen Wirkwiderstandes in Abhängigkeit von der Abstandsänderung beruhen.