DE3112991A1

DE3112991A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontrollierten abschleissen von rissen an walzen

Info

Publication number: DE3112991A1
Application number: DE19813112991
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. Dr. 5840 Schwerte Böttcher; Heinz Jüttner; Albrecht Dipl.-Phys. Maurer; Ferdinand 4600 Dortmund Stutzinger
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Kopineck Hermann-Josef Prof Drrernat 4600 D
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1982-12-30
Also published as: GB2096031B; FR2502992B1; FR2502992A1; ATA38982A; NL8200878A; GB2096031A; DE3112991C2; BE892712A; AT386978B; JPS57173444A; US4509295A; AU553123B2; AU8189082A

Description

Estel IIoesch Werke Aktiengesellschaft Eberhardstraße 12, 4600 Dortmund 1

Verfahren und Vorrichtung zum kontrollierten Abschleifen von Rissen an Walzen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontrollierten Abschleifen von Rissen an Walzen, bei der die Walze in einer Drehvorrichtung gedreht wird, während ein rotierender Schleifstein, dessen Achse parallel zur Achse der WaIzJe verläuft, gegen die Walze gedruckt wird und kontinuierlich oder in Intervallen linear in Achsrichtung verschoben wird und die Risse und die Wirkung des Schleifens mit einer Wirbelstromprüfvorrichtung überprüft werden. Die Schleifvorrichtung und die Wirbelstromprüfvorrichtung sind bekannt. Die bisherigen Verfahren mit diesen Vorrichtungen hatten den Nachteil, daß mit diesen entweder nur geschliffen oder gemessen werden konnte. Zum Messen mußte immer der Schleifvorgang unterbrochen werden und die Wirbelstromprüfvorrichtung mußte über die zu untersuchende Walze geführt werden. Dieses Verfahren war relativ zeitaufwendig. Es wurde oft mehr abgeschliffen als notwendig, da man die Meßvorgänge auf eine möglichst geringe Anzahl wegen ihres Zeitaufwandes reduzierte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen während des Schleifvorganges die Meßergebnisse gewonnen werden und mit denen jederzeit ein Gesamtüberblick über den Zustand der gesamten Walze und über den Arbeitafortgang bei einem Schleifdurchgang gewonnen werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Wirbelstromprüfvorrichtung zum Messen der Risse auf der Oberfläche des Abschnittes der Walze, der der Breite des Schleifsteins gegenübersteht, während des Schleifens angesetzt wird und die Meßergebnisse aufgeteilt in aneinandergereihten Teilflächen

dem Bedienungsmann des Schleifsteins angezeigt werden. Es werden auch mehrere in Umfangsrichtung hintereinander liegende Risse erfaßt, wenn die Teilflächen in Umfangsrichtung der Walze hintereinander liegend angezeigt werden. Es ist auch möglich, daß die in Achsrichtung der Walze benachbart liegenden Flächen angezeigt werden. Eine Erfassung sämtlicher Fehler und ein guter Gesamtüberblick wird dadurch erreicht, daß die Teilflächen in Umfangsrichtung der Walze hintereinander und in Achsrichtung benachbart angezeigt werden.

Die Anzeige wird übersichtlicher, wenn die Meßergebnisse nicht als absolute Werte angezeigt werden, sondern Fehlerklassen zugeordnet werden, die wiederum angezeigt werden. Die Wirkung des einmaligen Überschleifens ist besonders dann leicht zu erkennen, wenn die Werte der Anzeige gespeichert werden und die Werte vor dem Durchgang des Schleifsteins mit Werten nach dem Überschleifen verglichen werden Das Verfahren wird zweckmäßig mit einer Vorrichtung ausgeführt, bei der mit

des Schleifsteines
dem Support ,"fd er in Achsrichtung der Walze hin- und herläuft, ein Meßarm verbunden ist, der in Richtung zur Walze verläuft und bei dem an diesem Meßarm direkt oder über eine Verlängerung wie z. B. einem Sondenarm, die Sonde eines Wirbelstromprüfgerätes mit einem auf die Walze gerichteten Meßkopf befestigt ist.

Der Meßkopf des Wirbelstromprüfgerätes wird am günstigsten auf der Walze abgestützt, wenn der Meßkopf etwa in der Mitte zwischen zwei sich auf der Walze abstützenden Rädern oder Stützrollen sitzt.

Der Abstand des Meßkopfes zur Walze ist auch bei unterschiedlichem Durchmesser der Walze gleichbleibend, wenn die Drehachsen der Räder oder Stützrollen parallel zur Achse der Walze weisend und in einer Linie liegend gelagert sind.

Bei einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, daß die Drehachsen der Räder oder Stützrollen geringfügig gegenüber der Achse der Walze schräg gestellt sind, wobei die Schrägstellung der Stützrollen eine Komponente der Bewegungsrichtung parallel zur Achsrichtung und in Richtung der Bewegung des Supports weisend ergibt. Diese Schrägstellung hat den Vorteil, daß an den Stützrollen keine seitlichen Verschiebungskräfte angreifen, weil die Stützrollen von sich aus das Bestreben haben in einer Schraubenlinie die Walze au umfahren« Beim Umkehren der Schleifrichtung entsteht allerdings der Nachteil, daß dann die Schrägstellting auch umgekehrt werden muß. Unterschiede im Durchmesser und Unebenheiten werden dadurch ausgeglichen, daß die Räder oder Stützrollen im Betriebszustand durch ein Andruckelement, wie z. B. Feder oder Zylinder gegen die Walze gedruckt sind und radial zur Walze verschieblich gelagert sind. Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn das Andruckelement ein Luftzylinder ist.

Zum Einlegen der schweren Walze z. B. mittels eines Kranes ist es erforderlich, daß der Meßkopf von der Walze wegziehbar oder wegklappbar befestigt ist.

Dies geschieht am einfachsten dadurch, daß zwischen dem Meßarm und dem Sondenarm eine Drehverbindung zum Wegklappen der Sonde von der Walze sitzt.

Zum Zuordnen der Lage der Risse auf der Walze ist es zweckmäßig j daß ein mit dem Meßkopf verbundenes Verarbeitungsgerät der Meßergebnisse, das z. B. ein WirbelStromprüfgerät und einen Rechner enthält, gleichzeitig mit einer Vorrichtung zum Unterteilen des Umfanges der Walze und der Länge der Walze verbunden ist und diese Vorrichtung zum Unterteilen für jeden Ausschnitt dor Oberfläche der Walze über dem sich der Meßkopf befindet ein unterschiedliches elektrisches Signal abgebend geschaltet ist.
Die Lage der Risse 1st am günstigsten dadurch zu erkennen, daß

das Verarböitungsgerät mit einem Bildschirm verbunden ist und ein Teil oder die ganze Oberfläche der Walze mit sämtlichen Ausschnitten lagegetreu der Fläche des Bildschirmes zugeordnet sind. Es ist zum Vergleichen der Wirksamkeit des Schleif vor gange Ja von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen Speicher für alle mindestensbeim letzten und/oder vorletzten Schleifdurchgang gespeicherten Meßergebnisse oder für alle verarbeiteten Ergebnisse enthält, der über ein Abrufgerät mit dem Bildschirm verbunden ist·

Für die Lagerung der Stützrollen ist es unbedingt erforderlich, daß diese in Richtung zur Walze verschieblich gelagert sind und diese Lagerung unbeweglich ist für eine Verdrehung um eine Drehachse, die senkrecht zur Achse der Walze liegt und senkrecht auf die Verschiebungsrichtung der Stützrollen gegen die Walze steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die in der Drehvorrichtung liegende Walze mit oben liegendem Meßkopf mit Sondenarm und Meßarm und den hinter der Walze liegenden Schleifstein.

Fig. 2 die Verbindungen von der Sonde und den Führungen des Schleifsteines zum Verarbeitungs- und Bildgerafc und zum Drucker.

Die Walze 11 ist in den Lagern 12 und 13 der Drehvorrichtung gelagert und wird an einem Zapfen in bekannter Weise angetrieben. Der Schleifstein 14 liegt vor oder hinter der Walze Von oben wird die Sonde 15 mit ganz geringem Abstand von der Walze gehalten. Als Abstandshalter dienen die Stützrollen l6 und 17 deren Drehachsen in einer Linie liegen, die wiederum parallel oder annähernd parallel zur Achse der Walze 11 liegt.

Dor Meßkopf, der aus der Sonde 15 und den Stützrollen 17 und besteht, ist über senkrecht verschiobliche Führungen am Sondenarm 18 gelagert und wird über einen nicht gezeichneten Luftzylinder federnd gegen die Walze 11 gedrückt. Die Lagerung der senkrecht verschieblichen Führungen muß sehr starr gegen Verdrehungen sein, -weil beim Erreichen des Randes der Walz© 11 nur eine Stützwalze l6, 17 abgestützt ist, die waagerechte Ausrichtung der Drehachse der Stützrollen 16, 17 mit der Achse der Walze 11 aber dennoch erhalten bleiben soll. Die Sonde 15 steht mit ihrer Mitte etwa in der Mitte des Mantelausschnitte« der Walze 11, der gerade geschliffen wird· Die Sonde kann schmaler als der Schleifstein sein. Die Sonde 15 liegt in Drehrichtung der Walze 11 hinter dem Schleifstein 14. Der Sondenarm 18 ist über das Lager 19 mit dem Meßarm 20 verbunden _s so daß der Sondenarm hochklappbar ist. Ein Hochklappen ist vor dem Überfahren der Einbaustücke 29 oder sonstigen Hindernisse erforderlich. Die Einbaustücke 29 sind die für das Walzen benötigten Lager, die häufig beim Schleifvorgang an der Walze 11 belassen werden. Ein Überfahren zumindest eines dieser

ist
Einbaustücke 29 vor dem Einlegen oder vor dem Herausnehmen der Walze 11 aus den Lagern 12 und 13 erforderlich. Der waagerecht und annähernd im rechten Winkel zur Achse der Walze 11 verlaufende Meßarm 20 ist mit dem Schleifstein Ik verbunden und wird linear entlang der Walze 11 entsprechend dem Schleifstein Ik mitbewegt. Der Schleifstein Ik ist wegen der Führungen 30 entlang der Längsausdehnung der Walze 11 verfahrbar.

Die Stellung des Schleifsteines Ik in Längsrichtung der Walze 11 wird elektrisch dadurch abgetastet, daß auf dem Support 21 ein Potentiometer 22 oder ein anderer Weggeber befestigt ist, dessen Einstellung entsprechend dem zurückgelegten Weg des Schleifsteines Ik entlang der Walze 11 verändert wird, was sich in einer proportionalen Spannungsänderung des durch das Potentiometer 22 fließenden Stromes auswirkt. Das Potentiometer

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22 ist mit einem Rechner 23 verbunden. In diesen Rechner 23 führt noch eine zweite Leitung eines weiteren Potentiometers Dieses Potentiometer dreht sich mit der Walze 11 mit, so daß der durchfließende Strom eine dem Verdrehungswinkel proportionale Spannung hat.

Der von der Sonde 15 beim Überfahren eines Risses abgegebene Meßimpuls wird über eine Leitung zu einem WirbelStromprüfgerät 25 geleitet. Dieses handelsübliche Gerät erzeugt beim Vorhandensein von Rissen Meßimpulse, deren Amplitude im Zusammenhang mit der Rißtiefe stehen. Das Wirbelstromprüfgerät 25 ist mit dem Interface 26 verbunden. Dieses ebenfalls handelsübliche Gerät verwandelt die Informationen aus dem WirbelStromprüfgerät 25» die in Form von Spannungsimpulsen vorliegen, in binäre Signale, die verschiedenen Fehlerklassen zugeordnet werden und an den Rechner weitergegeben werden. Im Rechner 23 werden diese ausgewerteten Meßergebnisse mit den Signalen aus den beiden Potentiometern 22 und 24 verknüpft.

Bevor diese Verknüpfung geschieht, werden die Signale aus den Potentiometern 22 und 24, die in Form von Spannungsänderungen vorliegen, aufgearbeitet. Dazu werden die Spannungsänderungen im Rechner 23 Klassen zugeordnet. Jede Klasse entspricht einem bestimmten zurückgelegten Weg des Potentiometers. Es wird jeweils eine Klasse des auf dem Support 21 sitzenden Potentiometers 22 einzeln mit jeder Klasse des Potentiometers 24 verknüpft und diese Werte werden im Rechner jeweils für sich nacheinander gespeichert. Die Speicherplätze entsprechen dann Ausschnitten aus der Oberfläche der Walze 11. Es handelt sich dabei um Ausschnitte, die nacheinander bei einer Umrehung der Walze 11 von der Sonde 15 überfahren werden. Beim linearen Verschieben des Schleifsteins 14 entlang der Walze 11 wird die nächste Klasse des auf den Support 21 sitzenden Potentiometers 22 einzeln mit jeder Klasse des Potentiometers 24 verknüpft und die Werte werden im Rechner der nächsten Reihe von Speicher-

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platzen zugeordnet. Auf diese Weise entsprechen die Werte der Speicherplätze des Rechners 23 kleinen Rasterflächen aus der Oberfläche der Walze 11. Jedes ausgewertete Meßergebnis der Sonde 15 wird im Rechner dem Speicherplatz zugeordnet, welcher der beim Messen überfahrenen Rastorfläche entspricht. Diese nach Rasterflächen sortierten und aufgearbeiteten Meßergebnisae werden in einem dem Rechner 23 angeschlossenen Sichtgerät 27 sichtbar gemacht, wobei der Bildschirm des Sichtgerätes wiederum entsprechend der Oberfläche der Walze 11 in Rasterflächen aufgeteilt ist, wobei diese Rasterflächen in Anordnung und Anzahl den Rasterflächen, in die die Oberfläche der Walze 11 aufgeteilt ist, entsprechen. Bei einem Riß taucht in der der Lage des Risses entsprechenden Rasterfläche am Sichtgerät ein Zeichen auf, z. B. ein A oder ein Kreuz. Wenn kein Riß vorliegt, bleibt die entsprechende Rasterfläche frei. Der Rechner kann so programmiert werden, daß verschieden tiefe Risse durch verschiedene Zeichen dargestellt werden, z. B. bei Rissen unter 0,5 mm Tiefe ein A und bei Rissen über 0,5 mm Tiefe ein B. Die Ergebnisse eines jeden Schleifdurchganges sind speicherbar und können jederzeit aus dem Speicher abgerufen werden und auf dem Sichtgerät sichtbar gemacht oder durch einen Drucker ausgedruckt werden und mit den Ergebnissen aus anderen Schleifdurchgängen verglichen werden.

Claims

Efitel Hoesch Werke Aktiengesellschaft
Eberhardstraße 12, 4600 Dortmund 1

Patentansprüche

(1.)Verfahren zum kontrollierten Abschleifen von Rissen an Walzen, bei der die Walze in einer Drehvorrichtung gedreht wird, während ein rotierender Schleifstein, dessen Achse parallel zur Achse der Walze verläuft, gegen die Walze gedrückt wird und kontinuierlich oder in Intervallen linear in Achsrichtung verschoben wird und die Risse mit einer Wirbelstromprüfvorrichtung überprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstromprüfvorrichtung (15) zum Messen der Risse auf der Oberfläche des Abschnittes der Walze (11), der der Breite des Schleifsteins (1*0 gegenübersteht, während des Schleifens angesetzt wird und die Meßergebnisse aufgeteilt in aneinander gereihten Teilflächen dem Bedienungsmann des Schleifsteins (l4) angezeigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen in Umfangsrichtung der Walze (ll) hintereinander liegend angezeigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen in Achsrichtung der Walze (11) benachbart angezeigt werden.
k. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen in Umfangsrichtung der Walze (ll) hintereinander und in Achsrichtung benachbart angezeigt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis ^li dadurch gekennzeichnet daß die Meßergebnisse FehJ erklassen zugeordnet werden und diese Fehlerklassen angezeigt werden.

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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Anzeige (27) gespeichert werden und die Werte vor dem Durchgang des Schleifsteins mit Werten nach dem Überschleifen verglichen werden.
7. Vorrichtung für Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Support (21) , der in Achsrichtung der Walze (11) hin- und herläuft, ein Meßarm (20) verbunden ist, der in Richtung zur Walze (ll) verläuft und an diesen Meßarm (20) direkt oder über eine Verlängerung, wie z. B. einem Sondenarm (18), die Sonde (15) eines Wirbelstromprüfgerätes mit einem auf die Walze (11) gerichteten Meßkopf befestigt ist.
8. Vorrichtung nach dem Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf des Wirbelstromprüfgerätes etwa in der Mitte zwischen zwei sich auf der Walze (ll) abstützenden Rädern oder Stützrollen (16,17) sitzt.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Räder oder Stützrollen (l6,17) parallel zur Achse der Walze (ll) weisend und in einer Linie liegend gelagert sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Räder oder Stützrollen (l6,17) geringfügig gegenüber der Achse der Walze (ll) schräg gestellt sind, wobei die Schrägstellung der Stützrollen (l6,17) eine Komponente der Bewegungsrichtung parallel zur Achsrichtung und in Richtung der Bewegung des Supports weisend ergibt.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Räder oder Stützrollen (16,17) im Betriebszustand durch ein Andruckelement, wie z. B. Feder odor Zylinder gegen die Walze (11) gedrückt sind und radial zur Walze (11) vorschieblich gelagert sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement ein Luftzylinder ist.
13· Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (15) von der Walze (11) wegzieh- oder wegklappbar befestigt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Meßarm (20) und dem Sondenarm (18) eine Drehverbindung (19) zum Wegklappen der Sonde (15) von der
Walze (11) sitzt.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Meßkopf (15) verbundenes Verarbeitungsgerät der Meßergebnisse, das z. B. ein Wirbelstromprüfgerät (25) und einen Rechner (23) enthält, gleichzeitig mit einer Vorrichtung (22,24) zum Unterteilen des Umfanges der Walze (11) und der Länge der Walze (11)
verbunden ist und diese Vorrichtung (22,24) zum Unterteilen für jeden Ausschnitt der Oberfläche der Walze (11) über
dem sich der Meßkopf (I5) befindet ein unterschiedliches elektrisches Signal abgebend geschaltet ist.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeitungsgerät mit einem Bildschirm (27) verbunden ist und ein Teil oder die ganze Oberfläche der Walze (11) mit sämtlichen Ausschnitten lagegetreu der Fläche des Bildschirmes (27) zugeordnet sind.
17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis l6 dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Speicher für alle mindestens
beim letzten und vorletzten Schleifdurchgang gespeicherten Meßergebnisse oder für verarbeitete Ergebnisse enthält, der über ein Abrufgerät mit dem Bildschirm (27) verbunden ist.

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l8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (l6,17) in Richtung zur Walze (11) verschieblich gelagert sind und diese Lagerung unbeweglich ist für eine Verdrehung um eine Drehachse, die senkrecht zur Achse der Walze (11) liegt und senkrecht auf-der Verschiebungsrichtung der Stützrollen (l6,17) gegen die Walze (11) steht.