Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 (US-PS 23 32 289).
Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht das Kalibrie
ren eines Walzwerkstands sowohl hinsichtlich der Dicke als
auch hinsichtlich der Flachheit des Produkts, und zwar wird
mit der Erfindung speziell ein Walzwerksdicken- und -flach
heitskalibrierungssystem zur Verfügung gestellt.
Die Erfindung eignet sich besonders gut für die Verwendung
bei Walzwerkständen, die mit einer integrierten Dicken- bzw.
Kalibrierungs- und Wölbungssteuerung mit geschlossener
Schleife versehen sind. Eine solche Anlage ist in der US-PS
40 54 043 beschrieben.
In flache Produkte erzeugenden Walzwerken für heißgewalzte
Bleche bzw. Platten und Bänder wie auch für kaltgewalzte
Bleche bzw. Platten und Bänder hängt die dimensionale Qua
lität des Produkts von der Genauigkeit des Walzenspalts
zwischen den Arbeitswalzen ab. Die Dicke bzw. Kalibrierung
wird normalerweise mittels eines automatischen Dicken- bzw.
Kalibrierungskontroll- bzw. -steuersystems kontrolliert,
während die Form durch gesonderte Walzenwölbungskontroll-
bzw. -steuersysteme kontrolliert wird. Das wirksamste, vari
able Wölbungssteuersystem ergibt sich durch Gegenbiegung
der Walzwerkswalzen entgegengesetzt zu ihrer Auslenkung auf
grund der Walz- bzw. Rollkräfte. Soweit das Wölben der Wal
zen betroffen ist, war es stets schwierig, festzustellen
bzw. zu wissen, daß die Walzen absolut flach sind, so daß
das Produkt auch über seine Breite hinweg flach ist. Bei
dünnen Streifen wird die Flachheit meistens dadurch kon
trolliert, daß die Bedienungsperson auf Ausbeulungen ir
gendwo quer über der Breite aufpaßte. Es sind auch automa
tische Einrichtungen entworfen worden, welche die Flachheit
hinter dem Walzwerk messen und dann Korrekturen an den Wal
zenbiegezylindern durchführen. Beim Walzen von schweren
Platten kann die Form nur festgestellt werden, nachdem der
Enddurchgang erfolgt ist, und zwar erfolgt die Feststellung
durch Messen der Wölbung. In allen diesen Fällen handelt es
sich um eine Messung, die nach geschaffenen Tatsachen er
folgt, und die Rückkopplung zum Steuersystem führt oft zu
einem Material, das außerhalb der Toleranzgrenzen liegt und
nicht verkaufbar ist.
Im Hinblick auf eine automatische Dicken- bzw. Kalibrie
rungssteuerung wurden Lastzellen unterhalb der Walzwerks
schrauben oder unter dem hydraulischen Zylinder im Falle
einer hydraulischen Walzeneinstellung angeordnet. Die Null-
Einstellung und die Niveauregulierung eines automatischen
Dicken- bzw. Kalibrierungssteuersystems wird normalerweise
durch Ansehen bzw. Umwenden der sich langsam drehenden Ar
beitswalzen unter genug Druck durchgeführt, so daß alle die
beeinflußten Walzwerkstandkomponenten genügend gestreckt
oder komprimiert werden, so daß sie von da an eine mehr oder
weniger lineare Federcharakteristik haben. Während dieses
Vorgangs werden die Arbeits- und Unterstützungswalzen auf
grund der Walzenbiegung, der Scherung und des Abflachens
ausgelenkt. Beim vorliegenden Stand der Technik mußten die
se abmeßbaren Auslenkungen während des Kalibrierungsvorgangs
vernachlässigt werden. Erst nachdem das Produkt gewalzt wor
den war, wurden die Formprobleme offensichtlich und konnten
erst dann durch manuelle oder automatische Steuerung des
Walzenbiegesystems korrigiert werden.
Aus der US-PS 23 32 289 ist eine gattungsgemäße Einrichtung
zum Kalibrieren des Spalts zwischen den Arbeitswalzen eines
Walzwerkstands für flachgewalzte Produkte bekannt, die einen
horizontalen U-förmigen Rahmen zum Halten der Meßwandler
aufweist, dessen beide U-Schenkel einen solchen Abstand von
einander haben, daß sie in der Meßposition, in die sie mit
tels eines verfahrbaren Gestells gefahren werden können,
etwa in Höhe des Spalts der Arbeitswalzen beidseitig von
den Arbeitswalzen angeordnet sind. Auf dem einen U-Schenkel
sind zwei Lichtquellen im Abstand voneinander angeordnet,
denen auf dem anderen U-Schenkel je eine Photozelle gegen
überliegend angebracht ist, wobei der Abstand zwischen den
beiden Lichtquellen und den beiden Photozellen jeweils der
art bemessen ist, daß der Lichtstrahl der einen Lichtquelle
durch den Spalt zwischen den Arbeitswalzen im Bereich des
einen axialen Endes der letzteren zu der einen Photozelle
hindurchverläuft, während der Lichtstrahl der anderen Licht
quelle im Bereich des anderen axialen Endes der Arbeitswal
zen durch den Spalt zwischen letzteren hindurchgeht und dann
zu der anderen Photozelle gelangt. Die beiden Lichtstrahlen
haben einen langgestreckten rechteckigen Querschnitt, wobei
ihre Längserstreckung senkrecht oder schräg zu den Achsen
der Arbeitswalzen verläuft, so daß die Lichtmenge, welche
auf die jeweilige Photozelle auftrifft, von der Höhe des
Spalts zwischen den Arbeitswalzen an der Durchtrittsstelle
des Lichtstrahls abhängt. Daher kann durch einen Vergleich
der Photozellenströme die Spalthöhe in den beiden axialen
Endbereichen der Arbeitswalzen auf den gleichen Wert einge
stellt werden. Jedoch ergibt diese Einrichtung keine Aussage
über die Spalthöhe im axial mittleren Bereich der Arbeits
walzen, weil die Spalthöhe nur im Bereich der axialen Enden
der Arbeitswalzen ermittelt wird. Weiterhin kann der Spalt
zwischen den Arbeitswalzen mit der Einrichtung nach der
US-PS 23 32 289 nur im unbelasteten Zustand der Arbeits
walzen gemessen werden, weil der Spalt für das Durchlassen
der Lichtstrahlen offen sein muß. Damit ist es infolgedessen
mit dieser Einrichtung nicht möglich, den Spalt zwischen
den Arbeitswalzen so zu kalibrieren, daß sich die gewünschte
Dicke und Formflachheit des Walzguts ergibt.
Die US-Patentschrift 37 18 019 beschreibt eine Einrichtung,
die lediglich dazu dient, einen Durchgang zwischen zwei
Walzenpaaren zur Fluchtung zu bringen. Diese Fluchtung wird
in dem Zustand bewirkt, in dem keine Belastung auf die Wal
zen einwirkt. Die obere Walze wird lediglich durch Drehen
eines Handrads in Anlage an eine in der Einrichtung vorge
sehenen Kontaktspitze gebracht, so daß überhaupt kein Ar
beitsdruck auf die Walzen angewandt werden kann. Im übri
gen bezieht sich die Einrichtung nach dieser Druckschrift
nur auf einen konturierten Walzendurchgang, und es ist
nichts über die Bestimmung des Walzenspalts entlang den
Walzen ausgesagt, mit der eine Messung der Walzenauslenkung
unter Belastung durchgeführt werden könnte, vielmehr ist
diese Einrichtung für diesen Zweck ungeeignet.
In der US-Patentschrift 20 32 584 ist eine Einrichtung
beschrieben, die dazu bestimmt ist, in Verbindung mit
Druckmaschinen verwendet zu werden, in denen eine defor
mierbare Druckschicht um eine Walze herum vorgesehen ist.
Die in dieser Druckschrift beschriebene Einrichtung mißt
den Spalt zwischen dem Druckzylinder und der deformier
baren Druckschicht, wenn diese deformiert ist. Denn die
nachgiebige Druckschicht der Walzen wird unter Belastung
nicht ausgelenkt, wie das bei den Walzen in einem Band-
oder Blechwalzwerk der Fall ist, sondern es erfolgt ledig
lich eine Kompression der deformierbaren Druckschicht. In
der US-Patentschrift 20 32 584 ist darauf hingewiesen, daß
eine fortgesetzte Kompression einer kalibrierten Feder be
wirkt, daß sich die Aufsatzbacke der Meßeinrichtung selbst
in der Druckschicht einbettet. Wenn diese Einrichtung zwi
schen Arbeitswalzen eines Walzwerkstands eingefügt werden
würde, wäre es unmöglich, daß sich die erwähnte Aufsatz
backe selbst in einer Walze einbettet oder daß die Walze
durch den beschriebenen Mechanismus ausgelenkt werden wür
de. Selbst wenn man annimmt, daß die Einrichtung nach der
zuletzt genannten Druckschrift so abgewandelt werden könnte,
daß sie in einem Walzwerkstand für flachgewalzte Produkte
brauchbar wäre, könnte die Walzenauslenkung bzw. -durch
biegung nur durch Messung an mehr als einer Stelle längs
den Walzen bestimmt werden, und eine Wiederholbarkeit die
ser Messungen würde es erfordern, daß diese Steilen bezüg
lich einander und bezüglich der Walzen festgelegt sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art derart zu verbes
sern, daß es damit möglich ist, den Walzenspalt so zu kali
brieren, daß sich die gewünschte Dicke und Formflachheit
des Walzgutes ergibt.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen
angegeben.
Zu diesem Zweck werden elektrische oder hydraulische Meß
wandler dazu benutzt, den Druck über die Fläche einer Ar
beitswalze in einem Walzwerkstand zu messen und so die
Spaltkalibrierung möglich zu machen. Außerdem werden die
Signale von diesen Wandlern zum Betätigen einer sichtba
ren Anzeige benutzt. Schließlich können diese Signale als
zusätzliche Eingangssignale für das Dicken- bzw. Kalibrie
rungs- und Steuersystem eines geeigneten Walzwerksteuer
systems verwendet werden.
Die Einrichtung umfaßt einen Rahmen, der Meßwandler trägt,
und dieser Rahmen ist so dimensioniert, daß er zwischen die
Arbeitswalzen eines Walzwerkstands eingefügt werden kann,
und zwar so, daß die Meßwandler parallel zu den Walzenachsen
positioniert werden. Die Ausgänge der Meßwandler sind mit
einer Anzeigeeinrichtung verbunden, die, wenn Last angewandt
wird, die verschiedenen Ausgangssignale nebeneinander wie
dergibt, so daß eine Veränderung bei der Belastung in Längs
richtung der Arbeitswalzen sichtbar gemacht wird. Diese Aus
gangssignale sind proportional der Weite des Walzenöffnungs
spalts in den Positionen der jeweiligen Meßwandler. Die Aus
gangssignale von wenigstens einem mittigen Meßwandler und
zwei Meßwandlern in der Nähe der Enden einer Arbeitswalze
werden außerdem in die Dicken- bzw. Kalibrierungs- und Wöl
bungssteuerschaltungen eines Walzwerksteuersystems eingege
ben, so daß diese Schaltungen gegen die tatsächlichen Dimen
sionen des Walzenöffnungsspalts kalibriert werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Fig.
1 bis 5 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, be
sonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert;
es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch ein Teil eines
Walzwerkstands senkrecht zur Walzenachse mit ei
nem Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach
der Erfindung, die sich an Ort und Stelle zwi
schen den Arbeitswalzen des Walzwerkstands befin
det;
Fig. 2 eine Aufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Walz
werkstand mit dem Ausführungsbeispiel einer Ein
richtung nach der Erfindung;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.
1;
Fig. 4 eine schematische Anordnung einer Einrichtung
nach der Erfindung in einem 4-Hochwalzwerkstand,
und zwar verbunden mit einem Ausführungsbeispiel
einer Dicken- bzw. Kalibrierungs- und Wölbungs
steuereinrichtung; und
Fig. 5 eine schematische Anordnung nach einer Einrich
tung der Erfindung in einem 4-Hochwalzwerkstand,
und zwar verbunden mit einem anderen Ausführungs
beispiel einer Dicken- bzw. Kalibrierungs- und
Wölbungssteuereinrichtung bzw. -apparatur.
Das Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Kalibrieren
des Spalts zwischen den Arbeitswalzen eines Walzwerkstands
für flachgewalzte Produkte, das in den Fig. 1, 2 und 3
gezeigt ist, umfaßt einen rechteckigen Rahmen 11, der
parallele Seitenteile 12 und Querteile 13 an jedem Ende
dieser Seitenteile hat. Zwischen den Querteilen 13 ist ein
Paar im Abstand voneinander angeordneter Querteile 14 vor
gesehen, zwischen denen ein mittiger Meßwandler 15, Meß
wandler 17 an jedem Ende der Querteile 14 und Meßwandler
16 zwischen dem mittigen Meßwandler 15 und dem Meßwandler
17 auf jeder Seite angeordnet sind. Die Leitungen von den
verschiedenen Meßwandlern, die vorteilhafterweise die Form
von Lastzellen haben, sind an einem Ende des Rahmens 11 in
einem Kabel 19 herausgeführt. Die Höhe der Seitenteile 12
und der Querteile 13 und 14 ist etwas geringer als die un
belastete Höhe der Meßwandler bzw. die Höhe der Meßwandler
im unbelasteten Zustand.
Wie man aus den Fig. 4 und 5 ersieht, umfaßt die Ein
richtung zum Kalibrieren des Spalts zwischen den Arbeits
walzen 118 und 119 eines Walzwerkstands 100 auch eine An
zeigeeinrichtung 24, die eine mittige Skala 25, Skalen 27
an jedem Ende und Skalen 26 zwischen den Skalen 25 und 27
hat. Die Positionen dieser Skalen entsprechen jeweils den
Positionen der Meßwandler 15, 16 und 17 längs der Arbeits
walzen 118 und 119. Der mittige Meßwandler 15 ist mit der
Anzeigeeinrichtung 24 verbunden, die einen Zeiger betätigt,
der sich auf der Skala 25 vertikal bewegt, und zwar ist
der Meßwandler 15 im einzelnen über Leitungen 29, 153, 157
und den Wölbungskalibrierkonditionierer 32 mit der Anzeige
einrichtung 24 verbunden. Die an den Enden befindlichen
Meßwandler 17 sind mit den Skalen 27 jeweils durch Leitun
gen 31, 155, 160 und die Meßkalibrierkonditionierer 33
verbunden. Die zwischenliegenden Meßwandler 16 sind mit
den Skalen 26 durch Leitungen 30 verbunden. Die Fig. 4
und 5 zeigen die elektrische Schaltung für nur eine Seite
des Walzwerkstands 100, und es sei darauf hingewiesen,
daß duplizierte Schaltungsanordnungen für die andere Seite
des Walzwerkstands 100 vorgesehen sind.
Im Gebrauch wird der Rahmen 11 zwischen die untere Arbeits
walze 119 und die obere Arbeitswalze 118 eines Walzwerk
stands 100 eingefügt, wobei natürlich diese Arbeitswalzen
118, 119 so weit im Abstand voneinander sind, daß der Rah
men 11 dazwischengeschoben werden kann. Der Rahmen 11 wird
auf Tischwalzen auf jeder Seite des Walzwerkstands 100 in
die vorgesehene Position gerollt. Der Rahmen 11 wird so
positioniert, daß seine Meßwandler 15, 16, 17 in einer Ver
tikalebene liegen, die durch die Achsen der Arbeitswalzen
118 und 119 verläuft, und die Arbeitswalzen 118, 119 des
Walzwerkstands 100 werden dann gegen die Meßwandler 15, 16,
17 zusammengebracht.
Für jede vorgegebene Walzkraft, die einer gegebenen Dicke
bzw. einem gegebenen Maß des fertigen Produktes entspricht,
kann der Stand auf eine wesentliche Flachheit eingestellt
werden, indem man die Wölbungskraft einstellt bzw. regu
liert, während der Rahmen 11 im Spalt zwischen den Arbeits
walzen 118 und 119 ist, und zwar erfolgt die Einstellung
so lange, bis die Zeiger der Skalen 25, 26 und 27 im we
sentlichen in die gleiche Position gebracht worden sind.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Anzeigeein
richtung 24 sind die Skalen 25, 26 und 27 vertikal, und
ihre Zeiger erstrecken sich horizontal über diese Skalen,
so daß die Zeiger dann, wenn sie in die gleiche Position
gebracht worden sind, eine sich über die Skalen erstrecken
de, horizontale Linie bilden. Die Quellen der Walzkraft
werden dann kalibriert, wie es mit den Quellen der Wöl
bungskraft geschieht, so daß der Walzwerkstand 100, nach
dem der Rahmen 11 von den Arbeitswalzen 118, 119 entfernt
worden ist, zum Walzen von flachem Material auf die ge
wünschte Dicke bzw. Abmessung eingerichtet werden kann.
In Fig. 4 ist die Einrichtung in ihrer Verbindung mit der
Dicken- bzw. Kalibrierungs- und Wölbungssteuerapparatur
dargestellt. Der Walzwerkstand 100 umfaßt ein erstes Ge
häuse 110 auf der Seite der Bedienungsperson, und ein zwei
tes Gehäuse 111 auf der Antriebsseite, und diese Gehäuse
110, 111 sind am oberen Ende und am Boden in konventionel
ler Weise miteinander verbunden. Jedes Gehäuse 110, 111
ist mit einem konventionellen Fenster versehen, und inner
halb dieser Fenster sind die Zapfenlager 112 für die obere
Unterstützungswalze 116, die Zapfenlager 113 für die unte
re Unterstützungswalze 117 und zwischen ihnen die Zapfen
lager 114 für die obere Arbeitswalze 118 sowie die Zapfen
lager 115 für die untere Arbeitswalze 119 angeordnet. Die
obere Unterstützungswalze 116 ist drehbar in den Zapfen
lagern 112 gelagert, die untere Unterstützungswalze 117
ist drehbar in den Zapfenlagern 113 gelagert, die obere
Arbeitswalze 118 ist drehbar in den Zapfenlagern 114 ge
lagert, und die untere Arbeitswalze 119 ist drehbar in den
Zapfenlagern 115 gelagert. Ein hydraulischer Zylinder 108
mit einem Kolben 109 ist zwischen dem oberen Ende des Ge
häuses 110 und dem Zapfenlager 112 angeordnet, und ein
gleichartiger bzw. ähnlicher Zylinder und Kolben sind in
der gleichen Weise in dem Gehäuse 111 bzw. zwischen dem
oberen Ende des Gehäuses 111 und dem auf der rechten Seite
dieser Figuren gelegenen Zapfenlager 112 vorgesehen. Die
Zapfenlager 113 ruhen auf dem Boden der Gehäuse 110 und
111.
Zwischen den Zapfenlagern 114 und 115 ist im Gehäuse 110
ein Paar hydraulischer Walzenbiegezylinder 123 angeordnet,
und zwar einer auf jeder Seite des Walzenlaufzapfens. Ein
gleichartiges bzw. ähnliches Paar ist an der gleichen Stel
le im Gehäuse 111 vorgesehen. Mittig innerhalb jedes Walzen
biegezylinders 123 ist ein Meßwandler 124 angeordnet. Die
Arbeitswalzen 118 und 119 sind mit langgestreckten Lauf
zapfen 125 bzw. 126 versehen, die sich durch das Fenster
des Gehäuses 110 erstrecken. Zwischen den äußeren Enden
der Laufzapfen 125 und 126 ist ein Meßwandler 127 befe
stigt. Die Meßwandler 124 und 127 sind vorzugsweise so
montiert, daß sie direkt zwischen den oberen und unteren
Walzenzapfenlagern wirken und ein elektrisches Signal er
zeugen, das der Bewegung zwischen dem oberen und unteren
Walzenzapfenlager bzw. den oberen und unteren Walzenzapfen
lagern entspricht.
Über Leitungen 120 und 128 wird den Druck erzeugenden
Zylindern 108 hydraulisches Strömungsmittel von einem Ser
voventil 129 zugeführt. Das letztere wird über eine Lei
tung 130 von der Pumpe 131, die mittels eines Motors 132
angetrieben wird, mit hydraulischem Strömungsmittel ver
sorgt. Die Pumpe 131 saugt hydraulisches Strömungsmittel
vom Tank 107 an, und das Servoventil 129 gibt Strömungs
mittel durch die Leitung 133 in den Tank 107 ab. In gleich
artiger bzw. ähnlicher Weise werden die Walzenbiegezylin
der 123 über die Leitungen 121 und 135 von dem Servoventil
136 mit hydraulischem Strömungsmittel beaufschlagt. Dieses
Servoventil 136 wird über die Leitung 137 von der Pumpe
138, die mittels eines Motors 139 angetrieben wird, mit
hydraulischem Strömungsmittel versorgt. Die Pumpe 138
saugt hydraulisches Strömungsmittel vom Tank 107 an, und
das Servoventil 136 gibt hydraulisches Strömungsmittel
durch die Leitung 140 in den Tank 107 ab.
Der elektrische Ausgang des Meßwandlers 127 ist mittels
einer Leitung 142 mit dem Eingang des Wölbungssignalkondi
tionierers 143 verbunden. Der Ausgang des Wölbungssignal
konditionierers 143 ist mittels einer Leitung 144 mit der
Summierungsverbindung 145 verbunden. Der elektrische Aus
gang der Meßwandler 124 wird auf einen Mittelwert gebracht
und dann über die Leitung 147 mit dem Dicken- bzw. Kali
briersignalkonditionierer 148 verbunden. Der Ausgang des
Dicken- bzw. Kalibriersignalkonditionierers 148 ist mit
tels der Leitung 149 mit der Sunmierungsverbindung 145 und
mittels der Leitung 150 mit der Summierungsverbindung 151
verbunden. Der Wölbungssignalkonditionierer 143 und der
Dicken- bzw. Kalibriersignalkonditionierer 148 sind konven
tioneller Art und können Verstärker, Signalformungselemen
te u.dgl. umfassen. Die Wölbungseingangssteuereinrichtung
152 ist durch die Leitung 153 mit der Summierungsverbin
dung 145 verbunden. Die Dicken- bzw. Meßeingangssteuerein
richtung 154 ist durch die Leitung 155 mit der Summierungs
verbindung 151 verbunden. Die Wölbungseingangssteuerein
richtung 152 und die Dicken- bzw. Meßeingangssteuereinrich
tung 154 liefern Signale, die so eingestellt werden können,
daß sie der gewünschten Wölbung bzw. Dicke entsprechen,
und sie umfassen Vorrichtungen zum Aus- bzw. Ablesen die
ser Werte. Die Sunmierungsverbindung 145 ist mittels der
Leitung 157 mit den Eingängen eines Dicken- bzw. Kalibrier
servoverstärkers 158 und eines Wölbungsservoverstärkers
159 verbunden. Die Summierungsverbindung 151 ist mittels
der Leitung 160 mit dem Eingang des Dicken- bzw. Kalibrier
servoverstärkers 158 verbunden, dessen Ausgang durch die
Leitung 161 mit dem Servoventil 129 verbunden ist, während
der Ausgang des Wölbungsservoverstärkers 159 durch die Lei
tung 162 mit dem Servoventil 136 verbunden ist.
Vorstehend wurden die Schaltungen der Einrichtung beschrie
ben, wie sie bei dem Gehäuse 110 auf der Seite des Walz
werkstands vorgesehen sind, welcher der Bedienungsperson
zugewandt ist. Diese Einrichtung ist auf der Antriebsseite
des Walzwerkstands dupliziert, jedoch mit Ausnahme des Meß
wandlers 127, und sie ist mit der Steuereinrichtung in der
gleichen Weise verbunden, wie es oben hinsichtlich der
Seite des Walzwerkstands erläutert worden ist, welche der
Bedienungsperson zugewandt ist. Ein mit dem Meßwandler 127
identischer Meßwandler wäre zwischen den Antriebsspindeln
für die Arbeitswalzen 118 und 119 anzuordnen, was jedoch
Schwierigkeiten mit sich bringt. Es wurde gefunden, daß
der Meßwandler 127 angemessen ausreicht, Signale an beide
Seiten abzugeben, solange das Walzgut angemessen gut in
den Arbeitswalzen 118, 119 des Walzwerkstands 100 zentriert
ist.
Nunmehr sei die Betriebsweise der Einrichtung der Fig. 4
näher erläutert, wobei davon ausgegangen wird, daß sich
Walzgut in dem Walzwerkstand 100 befindet.
Der Wölbungssignalkonditionierer 143 und der Dicken- bzw.
Kalibriersignalkonditionierer 148 werden so eingestellt,
daß ihre Ausgangssignale entgegengesetzte Polarität haben.
Die von den Meßwandlern 127 und 124 erzeugten und auf den
Leitungen 144 bzw. 149 auftretenden Signale gelangen zu
der Summierungsverbindung 145 und werden dort mit dem Si
gnal auf der Leitung 153 verglichen, das von der Wölbungs
eingangssteuereinrichtung 152 herkommt. Die Biegung der
Laufzapfen 125 und 126 der Arbeitswalzen 118, 119 zueinan
der hin um den Drehpunkt im Mittelpunkt der Arbeitswalzen,
welche durch die Anwendung von Walzdruck auf diese Lauf
zapfen bewirkt wird, wird durch die Biegung der Arbeits
walzen 118, 119 in der entgegengesetzten Richtung um den
gleichen Drehpunkt mittels der Walzenbiegezylinder 123 aus
geglichen. Der Betrag dieser Biegung wird anfänglich da
durch festgesetzt, daß man die Wölbungseingangssteuerein
richtung 152 einstellt. Sofern das Walzgut, welches in
den Walzwerkstand 100 eintritt, Änderungen in der Härte,
der Flachheit oder der Dicke zeigt, erscheint ein Fehler
signal auf der Leitung 157. Dieses Fehlersignal wird so
wohl an den Wölbungsservoverstärker 159 als auch an den
Dicken- bzw. Kalibrierungsservoverstärker 158 angelegt,
so daß die den Arbeitsdruck erzeugenden Zylinder 108 ihre
Kraft um einen Zuwachsbetrag erhöhen oder erniedrigen und
die Walzenbiegezylinder 123 ihre Kraft um den gleichen Zu
wachsbetrag, jedoch in der entgegengesetzten Richtung, er
höhen oder erniedrigen. Infolgedessen bleibt die Summe der
vertikal auf die Gehäuse 110 und 111 wirkenden Kräfte un
verändert, und es erfolgt keine Änderung der Dicke des
Walzguts, das gewalzt wird. Jedoch wird das Biegemoment,
das auf die Arbeitswalzen 118 und 119 ausgeübt wird, geän
dert, und zwar durch das Produkt der Änderung der Kraft
der Walzenbiegezylinder 124, multipliziert mit ihrem Hebel
arm, dem Abstand zwischen dem Drehpunkt und den Walzenbie
gezylindern 123 oder irgendeinen Abstand längs der Seite
der Unterstützungswalze nach den Rändern zu. Infolgedessen
wird die gewünschte Flachheit des Walzguts erhalten bzw.
unveränderlich gelassen.
Die gewünschte Dicke wird anfänglich durch Einstellung der
Dicken- bzw. Meßeingangssteuereinrichtung 154 eingestellt.
Das Signal vom Meßwandler 124 wird, nachdem es durch den
Dicken- bzw. Kalibriersignalkonditionierer 148 hindurchge
gangen ist, zusammen mit dem Bezugssignal von der Dicken-
bzw. Meßeingangssteuereinrichtung 154 in der Summierungs
verbindung 151 sunmiert, und das sich ergebende Fehlersi
gnal wird an den Dicken- bzw. Kalibrierservoverstärker 158
gegeben. In Ansprechung hierauf stellt das Servoventil
129 den Strömungsmitteldruck im Zylinder 108 so ein, daß
der Walzenspalt und damit das Signal, das vom Meßwandler
124 erzeugt wird, in der Richtung verändert wird, daß das
Fehlersignal auf Null gebracht wird.
Die oben anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterte Einrichtung
kalibriert die Steuereinrichtung, die vorstehend beschrie
ben wurde, in der folgenden Weise:
Der Rahmen 11 wird in den Spalt zwischen den Arbeitswal
zen 118 und 119 eingefügt. Das Signal von dem mittig ange
ordneten Meßwandler 15 gelangt durch den Wölbungskalibrier
konditionierer 32 zur Summierungsverbindung 145, deren Aus
gangssignal, das auf der Leitung 157 erscheint, auf der
Skala 25 der Anzeigeeinrichtung 24 wiedergegeben wird,
und das außerdem in den Dicken- bzw. Kalibrierservorver
stärker 158 und den Wölbungsservoverstärker 159 eingegeben
wird. Die Signale von den äußeren Meßwandlern 17 gelangen
durch die Meßkalibrierkonditionierer 33 zu den Summierungs
verbindungen 151, deren Ausgangssignale, die auf den Lei
tungen 160 erscheinen, auf den Skalen 27 der Anzeigeein
richtung 24 wiedergegeben werden, und diese Ausgangssigna
le werden außerdem den Dicken- bzw. Kalibrierservoverstär
kern 158 eingegeben. Wenn die Ausgangssignale der Meßwand
ler nicht gleich sind, stellen die Dicken- bzw. Kalibrier
servoverstärker 158 auf der entgegengesetzten Seite des
Walzwerkstands die Zylinder 108 so ein, daß die Ausgangs
signale gleichgemacht werden, und diese Tatsache des
Gleichmachens der Ausgangssignale wird durch die Anzeige
einrichtung 24 sichtbar gemacht. Wenn die gleichgemachten
Ausgangssignale der Meßwandler 17 unterschiedlich von dem
Ausgangssignal des Meßwandlers 15 sind, dann betätigt das
Ausgangssignal des letzteren Meßwandlers den Dicken- bzw.
Kalibrierservoverstärker 158 und den Wölbungsservoverstär
ker 159, und der Druck in den Walzenbiegezylindern 123
wird so eingestellt, daß diese Ausgangssignale auf das
gleiche Niveau gebracht werden.
Die Fig. 5 entspricht der Fig. 4, wobei jedoch die Kali
briereinrichtung mit einer anderen Ausführungsform einer
Dicken- und Wölbungssteuereinrichtung verbunden ist. Die
einzigen Unterschiede zwischen den Fig. 4 und 5 sind
diejenigen, die zwischen den beiden Ausführungsformen der
Dicken- bzw. Kalibrierungs- und Wölbungssteuereinrichtung
bestehen. In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 ge
zeigt ist, wird die Wölbung der Arbeitswalzen 118, 119
durch Biegen der Arbeitswalzen 118, 119 mittels der Walzen
biegezylinder 123 bewirkt. In der Ausführungsform, die in
Fig. 5 gezeigt ist, wird die Wölbung der Arbeitswalzen 118,
119 durch einstellbare Wölbungsunterstützungswalzen 176
und 177 bewirkt. Die Verbindung der Kalibriereinrichtung
mit der Steuereinrichtung ist in Fig. 5 die gleiche wie
oben für Fig. 4 beschrieben.
Die Einrichtung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbei
spiel ist besonders brauchbar bzw. vorteilhaft für die
Kalibrierung von Walzwerkständen mit umsteuernden bzw. um
kehrenden Walzen. In solchen Walzwerken führen diese er
forderlichen Abstände zwischen den Zapfenlagern und dem
Gehäuse und an sonstigen Stellen im Walzwerkstand, die
nicht perfekt symmetrisch sein können, zu optimalen Flach
heitswölbungs- und Walz- bzw. Rolldrücken in einer Rich
tung des Walzens, welche sich leicht von denjenigen für
die andere Richtung des Walzens unterscheiden. In solchen
umsteuernden Walzwerkständen wird die Einrichtung über ei
nen Walzwerkstisch in einer Richtung des Walzens gerollt,
um ihre Meßwandler im Spalt der Arbeitswalzen zu positio
nieren, und die Walz- und Wölbungsdrücke werden in der
hier beschriebenen Weise so eingestellt, daß sich eine
optimale Flachheit und Dicke bzw. die richtige Dicke er
gibt. Die Null-Einstellungen für die jeweiligen Druckan
wendungseinrichtungen werden notiert oder aufgezeichnet.
Die Einrichtung wird dann durch den Spalt gerollt und in
der entgegengesetzten Richtung des Walzens zurückgebracht,
um ihre Meßwandler in dem Spalt der Arbeitswalzen zu posi
tionieren, und der Einstellungsvorgang wird wiederholt.
Die Null-Einstellungen der jeweiligen Druckanwendungsein
richtungen in der umgekehrten Richtung des Walzens werden
auch notiert oder aufgezeichnet. Auf diese Weise kann ein
umsteuernder Walzwerkstand schnell für das Walzen eines
Produkts von optimaler Flachheit und Dicke bzw. gewünsch
ter Dicke in jeder Richtung eingestellt werden.
Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Einrich
tung zum Kalibrieren des Spalts zwischen den Arbeitswalzen
eines Walzwerkstands für flachgewalzte Produkte mit einem
Rahmen zur Verfügung gestellt, der mehrere Meßwandler
trägt und zwischen die Arbeitswalzen eines Walzwerkstands
eingefügt wird, und zwar so, daß die Meßwandler parallel
zur Walzenachse positioniert werden. Die Ausgangssignale
der Meßwandler können auf eine Anzeigeeinrichtung gegeben
werden, die, wenn eine Last auf die Arbeitswalzen ange
wandt wird, die verschiedenen Ausgangssignale nebeneinan
der wiedergibt, so daß eine Veränderung der Belastung in
der Längsrichtung der Arbeitswalzen sichtbar gemacht wird.
Die Ausgangssignale der Meßwandler können auch in automa
tische Dicken- bzw. Kalibrierungs- und Wölbungssteuer
schaltungen eingegeben werden, um diese Schaltungen zu
kalibrieren.