DE3723824A1 - Verfahren zum abziehen eines in einer strang- oder rohrpresse erzeugten stranges, sowie steuerung einer abziehvorrichtung hierzu - Google Patents
Verfahren zum abziehen eines in einer strang- oder rohrpresse erzeugten stranges, sowie steuerung einer abziehvorrichtung hierzuInfo
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Description
Verfahren zum Abziehen eines in der Strang- oder Rohrpresse
erzeugten Stranges, sowie Steuerung einer Abziehvorrichtung
hierzu.
Mit der beginnenden Mechanisierung des Abziehens der in einer
Strang- oder Rohrpresse erzeugten Stränge kam die Forderung auf,
die auf den Strang ausgeübte, den Strang gestreckt haltende
Zugkraft so zu begrenzen, daß die Strangbildung in der Matrize
nicht beeinflußt wird (DE-PS 4 84 649). Sofern Stränge erzeugt
werden, die entweder nicht aufgewickelt werden können oder nicht
aufgewickelt werden sollen, ist es üblich, hinter der Presse
einen die auslaufenden Stränge aufnehmenden und während des
Auspressens führenden Tisch vorzusehen, wobei möglichst
durchgehende ebene Stützflächen vorgesehen werden, um
Verwerfungen der Stränge bei der Abkühlung zu vermeiden. Schon
wegen der Gefahr des Ausknickens dünner Stränge und wegen der
Rückwirkung der Schubkraft auf die Strangbildung in der Matrize,
die zur Stauchung des austretenden Stranges führt, ist es üblich
Abziehvorrichtungen zu verwenden, die aus entlang des Tisches
von einem Fahrantrieb bewegten und mit die Spitzen der
austretenden Stränge fassenden Greifern versehenen Wagen
bestehen. Es ist aber Sorge dafür zu tragen, daß die von einer
Abziehvorrichtung auf einen Strang ausgeübte Zugkraft nun nicht
die Strangbildung in der Matrize beeinflußt, indem sie zu einer
Einschnürung des austretenden Stranges führt. Um die Forderung
nach immer engeren Toleranzen der Querschnittsabmessungen der
Stränge erfüllen zu können, wurden die Fahrantriebe mit der
Messung und Regelung der auf die Stränge aufzubringenden
Zugkraft in zahlreichen Vorschlägen dahingehend verbessert, daß
durch genauere und direkte Messung der Zugkraft an den Greifern
und besonders ausgestaltete Fahrantriebe eine in engen Grenzen
konstante, möglichst geringe Zugkraft ausreicht, um die Stränge
gestreckt zu halten und das Auftreten von Druckkräften im Strang
auszuschließen.
Auch die Erfindung hat eine Verbesserung der
Querschnittstoleranzen der aus einer Strangpresse abgezogenen,
ausgepreßten Stränge durch Minimierung der im Bereich der
Matrize wirkenden, die Strangbildung beeinflussenden Zugkraft im
Strang zum Ziel. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis
aus, daß der Strang mit zunehmendem Abstand von der Matrize
infolge der Abkühlung durchaus mit zunehmender Zugkraft belastet
werden kann, ohne daß sich Querschnittsveränderungen einstellen.
Beim Abziehen des Stranges mit einer die Strangbildung nicht
beeinflussenden, den Strang gestreckt haltenden, geregelten
Zugkraft wird erfindungsgemäß so verfahren, daß einer dem
Querschnitt und dem Fließverhalten in der Matrize angepaßten
Zugkraft (Abziehkraft) eine proportional zur ausgepreßten
Stranglänge zunehmende, das Längeneinheitsgewicht und den
Reibwert zwischen Strang und Auslauftisch berücksichtigende
Zugkraft (Abschleppkraft) überlagert wird. Indem die Zugkraft
entsprechend dem mit der ausgepreßten Länge wachsendem
Reibwiderstand erhöht wird, kann die im Matrizenbereich
herrschende Zugkraft auf einem zum Gestreckthalten des Stranges
ausreichenden Minimalwert konstant gehalten werden.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Aufgabe und Lösung besteht eine
besondere Schwierigkeit in der ausreichend genauen Bestimmung
der dem Grundwert zu überlagernden Größe der jeweiligen
Zugkraft. Während sich die jeweilige Länge des ausgepreßten
Stranges in bekannter Weise fortlaufend messen läßt, ist
insbesondere der Reibungsbeiwert größeren, von den
Betriebsbedingungen abhängigen Schwankungen unterworfen, so daß
sich als besondere und wesentliche weitere Aufgabe der Erfindung
die genaue Bestimmung der jeweiligen spezifischen Reibungskraft
ergibt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß so
verfahren, daß jeweils nach dem Abtrennen eines Stranges und
dessen Ausziehen aus der Matrize die zu seinem Abschleppen
erforderliche Kraft gemessen wird, die dividiert durch die
jeweils gleichzeitig festgestellte Länge des Stranges als Vorgabe einer
spezifischen Profilreibkraft dient, die multipliziert mit der
jeweiligen Stranglänge als Abschleppkraft dem Grundwert der
Abziehkraft und dem Fahrwiderstand überlagert wird.
Zur Ausübung des Verfahrens ist die Abziehvorrichtung gemäß der
Erfindung mit einer Steuerung versehen, bei der als Sollwert für
die auf die Strangspitze ausgeübte Zugkraft zusätzlich zu einem
vorgegebenen, den Fahrwiderstand des Wagens der
Abziehvorrichtung berücksichtende Wert als erstem Summanden und
einem vom Strangquerschnitt abhängigen Grundwert der Abziehkraft
als zweiten Summanden beginnend mit dem Erfassen der
Strangspitze durch die Greifer der Abziehvorrichtung ein
zunehmender, als jeweiliges Produkt des Ergebnisses
fortlaufender Austrittswegmessung und vorgegebener spezifischer
Profilreibkraft zwischen auslaufendem Strang und Auslauftisch
sich ergebenden Wert als dritten Summanden ermittelt und
eingegeben wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Steuerung
so vorgesehen, daß ausgehend von der nach dem Abtrennen eines
Stranges und dessen Ausziehen aus der Matrize ermittelten
Abschleppkraft als Istwert unter Berücksichtigung der Länge des
Stranges ein Korrekturwert zur spezifischen Profilreibkraft
ermittelt und zum Auspressen des folgenden Stranges gleichen
Sollquerschnitts eingegeben wird. Hierdurch werden
betriebsbedingte Veränderungen der spezifischen Profilreibkraft
fortlaufend ermittelt und korrigiert.
Veränderungen können sich auch beim Fahrwiderstand des
Ausziehwagens ergeben und bei zunehmenden Fahrwiderstand würde
schließlich die auf den Strang wirkende Ausziehkraft unter
Umständen nicht ausreichen, so daß es zur Schlingenbildung und
schließlich zur Stauchung des Stranges kommen kann. Um dies
auszuschließen ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgesehen, die vor dem Greifen des Stranges allein zum
Verfahren des Ausziehwagens benötigte Kraft zu messen und als
ersten Summanden einzugeben. Es ist auch möglich, den
Fahrwiderstand gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung aus
der Differenz der in dem den Ausziehwagen ziehenden Seil
wirkenden Kraft und der am Greifer wirkenden Kraft festzustellen
und als ersten Summanden einzugeben.
Um in jedem Falle und mit Sicherheit auszuschließen, daß es zu
keiner Stauchung des Stranges kommen kann, ist gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, eine Abweichung vom
gradlinigen, schlingefreien Auslauf des Stranges und damit das
Absinken der auf den Strang im Matrizenbereich wirkenden
Ausziehkraft (zweiter Summand der Abziehkraft) auf Null
signalisierende Vorrichtung im Bereich des Gegenholms der Presse
vorzusehen, die die Untergrenze der Abziehkraft steuert.
Die weitere Erläuterung der Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel erfolgt anhand der Zeichnungen.
Es zeigt
Fig. 1 den Verfahrensablauf in einem die Abhängigkeit der
Ausziehkraft von der ausgezogenen Länge zeigenden
Diagramm,
Fig. 2 ein Schemabild der Steuerung,
Fig. 3 eine Gesamtansicht einer Presse mit Auslauf im
Grundriß,
Fig. 4 in einem Ausschnitt aus Fig. 3 in größerem Maßstab
den Ausziehwagen in Aufsicht, wozu
Fig. 5 eine Seitenansicht und
Fig. 6 eine Ansicht in Stranglaufrichtung zeigen.
Eine zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete
Anlage ist in Fig. 3 dargestellt und besteht aus einer Strang-
oder Rohrpresse 1 und einem Auslauf 2 für die ausgepreßten
Stränge.
Die dargestellte Strangpresse 1 besteht aus einem Zylinderholm 3
mit Preßzylinder, dem Laufholm 4, der von einem Preßkolben
bewegt wird und den Preßstempel 5 trägt, einem Aufnehmer 6 für
den zu verpressenden Metallblock und einem die Matrize
stützenden Gegenholm 7, der durch Zuganker 8 mit dem
Zylinderholm 3 verbunden ist.
Der Auslauf 2 besteht aus einem in der Längsachse der Presse 1
angeordneten Auslauftisch 11. Über dem entlang ein Ausziehwagen
12 verfahrbar ist. Die ausgepreßten und ausgezogenen Profile
werden mittels Rechen über das Kühlbett 13 quergefördert zu
einem Sammeltisch 14, von wo aus sie von einem Rollgang 15
längsgefördert werden gegen einen Anschlag 16, um von einer
Teilvorrichtung (Schere oder Säge) 17 auf Handelslänge geteilt
und auf eine Sammelvorrichtung 18 quergefördert zu werden.
Wie aus den Fig. 4, 5 und 6 detaillierter zu ersehen ist,
wird der Ausziehwagen 12 entlang einer auf Stützen 19 ruhenden
Schiene 20 verfahren. Der im Bereich der Schiene 20 nach unten
offene Rahmen 21 des Ausziehwagens 12 ist an beiden Stirnseiten
mit Lagerböcken für die den Ausziehwagen 12 entlang der Schiene
20 führenden Räder 22 versehen. Mit einem Ausleger 23 ist der
Ausziehwagen 12 an einer weiteren Schiene 24 mittels der am
Ausleger 23 gelagerten Räder 25 geführt. Im Rahmen 21 des
Ausziehwagens 12 ist auf Stangen 26 in Ausziehrichtung beweglich
ein Greifer 27 geführt. Der Greifer 27 besteht aus einer
zweigeteilten Bodenplatte 28, deren Hälften seitlich
ausschwenkbar sind, so daß der Greifer 27 nach unten geöffnet
werden kann. Ferner sind um eine Achse 29 schwenkbare Lamellen
30 vorgesehen, zwischen denen und der Bodenplatte 28 die
auszuziehenden Profile vom Greifer 27 gefaßt werden können. Der
Greifer 27 ist gegenüber dem Rahmen 21 des Ausziehwagens 12 über
Druckmeßdosen 31 in Ausziehrichtung abgefangen, so daß über die
Druckmeßdosen 31 die vom Greifer 27 auf das auszuziehende Profil
ausgeübte Zugkraft gemessen wird. Eine Kolben-Zylinder-Einheit
32 ist vorgesehen, um die Lamellen 30 zum Freigeben des Stranges
ausschwenken zu können. Das Verfahren des Ausziehwagens 12
entlang der Schienen 20 und 24 erfolgt über einen Seilzug,
bestehend aus einem Zugseil 33 und einem Spill bzw. einer Winde
34, der bzw. die von einem drehzahl- und drehmoment-regelbaren
Gleichstrommotor 35 angetrieben ist. Die Verbindung des Zugseils
33 mit dem Ausziehwagen 12 erfolgt über eine Zugmeßvorrichtung
36, die die am Greifer 27 herrschende, auf den Strang ausgeübte
Zugkraft und den Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 mißt. Die
von der Zugmeßvorrichtung 36 gemessene Zugkraft abzüglich der
vom Greifer 27 auf den Strang ausgeübten, von den Druckmeßdosen
31 gemessenen Zugkraft ergibt somit den Fahrwiderstand des
Ausziehwagens 12.
Beim Auspressen und Abziehen des Stranges wird wie folgt
verfahren:
Zu Beginn des Arbeitsspiels steht der Ausziehwagen 12 unmittelbar hinter dem Gegenholm 7 der Presse 1 in Bereitschaft. Sobald die Spitze des Stranges in den Bereich des Ausziehwagens 12 mit seinem Greifer 27 gelangt, wird der Ausziehwagen 12 beschleunigt bis zum Gleichlauf mit dem Strang. Der sich dann ergebende Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 wird festgestellt als Teilkraft (erster Summand) einer von dem Fahrantrieb (Motor 35, Spill bzw. Winde 34) vom Zugseil 33 aufzubringenden Zugkraft (siehe Diagramm Fig. 1). Sobald der Fahrwiderstand festgestellt ist, schließt der Greifer 27, in dem die Kolben-Zylinder-Einheit 32 gelüftet wird, so daß sich die Lamellen 30 auf die Bodenplatte 28 absenken und so die Strangspitze einklemmen.
Zu Beginn des Arbeitsspiels steht der Ausziehwagen 12 unmittelbar hinter dem Gegenholm 7 der Presse 1 in Bereitschaft. Sobald die Spitze des Stranges in den Bereich des Ausziehwagens 12 mit seinem Greifer 27 gelangt, wird der Ausziehwagen 12 beschleunigt bis zum Gleichlauf mit dem Strang. Der sich dann ergebende Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 wird festgestellt als Teilkraft (erster Summand) einer von dem Fahrantrieb (Motor 35, Spill bzw. Winde 34) vom Zugseil 33 aufzubringenden Zugkraft (siehe Diagramm Fig. 1). Sobald der Fahrwiderstand festgestellt ist, schließt der Greifer 27, in dem die Kolben-Zylinder-Einheit 32 gelüftet wird, so daß sich die Lamellen 30 auf die Bodenplatte 28 absenken und so die Strangspitze einklemmen.
Das Längeneinheitsgewicht des Stranges entspricht unter
Berücksichtigung des seinem Werkstoff eigenen spezifischen
Gewichts einem Querschnitt, von dem wiederum die Kraft abhängt,
mit der der Strang ohne Gefahr einer Querschnittseinschnürung,
also ohne Einfluß auf die Formgebung in der Matrize ausgezogen
werden kann. Diese Teilkraft bildet den zweiten Summanden der
aufzubringenden Zugkraft im Zugseil 33.
Die Länge des ausgepreßten Stranges wird fortlaufend durch
Impulszählung an einem mit der Umlenkrolle 37 für das Zugseil 33
verbundener Impulsgeber 38 gemessen und multipliziert mit der
spezifischen Profilreibkraft zwischen Strang und Auslauftisch
als dritter, proportional mit der Stranglänge wachsender
Teilwert (dritter Summand) der aufzubringenden Zugkraft im
Zugseil 33 aufgebracht.
Nachdem ein Strang ausgepreßt, von seinem Preßrest getrennt und
aus der Matrize ausgestoßen oder ausgezogen ist, wird die am
Greifer 27 von den Druckmeßdosen 30 gemessene Abschleppkraft und
gleichzeitig die Länge des abgeschleppten Stranges gemessen. Die
Abschleppkraft dividiert durch die Stranglänge entspricht dem
Istwert der spezifischen Profilreibkraft und wird für das
folgende Arbeitsspiel beim Auspressen eines gleichen
Strangquerschnitts zur Ermittlung des dritten Summanden der
Zugkraft vorgegeben.
Anstelle der mit dem Zugseil 33 verbundenen Zugmeßvorrichtung 36
kann zur Feststellung der Zugkraft im Zugseil 33 eine
Drehmomentmessung an der Winde bzw. dem Spill 34 oder verbunden
mit einer Drehzahlmessung eine Messung der Leistungsaufnahme am
Motor 35 vorgesehen und daraus die Zugkraft im Zugseil 33
ermittelt werden.
Da der Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 im normalen Betrieb
sich nicht ändert, kann dieser als Konstante von der im Zugseil
33 festgestellten Kraft abgezogen werden, um die Summanden 2
(Abziehkraft) und 3 (Abschleppkraft) zu ermitteln, so daß auf
die Druckmeßdose 31 und die in Ausziehrichtung bewegliche
Befestigung des Greifers 27 im Ausziehwagen 12 verzichtet und
somit der bauliche Aufwand der Ausziehvorrichtung verringert
werden kann.
Wie das in Fig. 2 dargestellte Schemabild der Steuerung zeigt,
wird als 1. Summand der Fahrwiderstand vorgegeben bzw.
eingegeben als die im Zugseil 33 bei Gleichlauf des
Ausziehwagens 12 mit dem auslaufenden Strang vor dem Schließen
der Greifer 27 gemessenen Zugkraft. Dieser wird zusammengeführt
mit dem 2. Summanden, mit dem die profilspezifische,
querschnittsabhängige, empirisch ermittelte Abziehkraft
vorgegeben ist. Der 3. Summand ist das Produkt aus der durch
Wegmessung mittels dem Impulsgeber 38 ermittelten jeweiligen
Länge des Stranges und der spezifischen Profilreibkraft, wobei
diese für den ersten Preßvorgang empirisch ermittelt und
vorgegeben wird und für den jeweils folgenden Preßvorgang durch
Messung der zum Abschleppen des ausgepreßten Stranges nach
dessen Trennung vom Preßrest und Austritt aus der Matrize
benötigten Zugkraft dividiert durch die ebenfalls gemessene
Länge dieses Stranges ermittelt und eingegeben wird. Der sich
ergebende 3. Summand wird mit der Summe von 1. und 2. Summanden
zusammengeführt und ergibt den jeweiligen Sollwert der Zugkraft
und aus dem Vergleich mit dem jeweiligen Istwert der Zugkraft
wird über einen Motorregler der Motor zum Antrieb der
Ausziehvorrichtung in seinem Drehmoment geregelt.
Claims (8)
1. Verfahren zum Abziehen eines in der Strang- oder
Rohrpresse erzeugten Stranges mit einer die Strangbildung in
der Matrize nicht beeinflussenden, den Strang gestreckt
haltenden, geregelten Zugkraft,
dadurch gekennzeichnet,
daß einer dem Querschnitt und dem Fließverhalten in der Matrize
angepaßten Zugkraft (Abziehkraft) eine proportional zur
ausgepreßten Stranglänge zunehmende, das Längeneinheitsgewicht
und den Reibungsbeiwert zwischen Strang und Auslauftisch (11)
berücksichtigende Zugkraft (Abschleppkraft) überlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Abtrennen eines Stranges und dessen Ausziehen aus
der Matrize die Abschleppkraft und die Länge des ablaufenden
Stranges gemessen und die Abschleppkraft dividiert durch die
Stranglänge beim Auspressen eines folgenden Stranges gleichen
Sollquerschnitts als Vorgabe für die mit der durch Wegmessung
ermittelten Stranglänge zu multiplizierende spezifische
Profilreibkraft eingegeben wird.
3. Steuerung zur Konstanthaltung der im Matrizenbereich auf
den aus einer Strang- oder Rohrpresse auslaufenden Strang
wirkenden Kraft,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Sollwert der auf die Strangspitze ausgeübten Zugkraft
zusätzlich zu einem vorgegebenen, den Fahrwiderstand des Wagens
(12), der Abziehvorrichtung berücksichtigenden Wert als erstem
Summanden und einem vom Strangquerschnitt abhängigen Grundwert
der Abziehkraft als zweiten Summanden beginnend mit dem
Erfassen der Strangspitze durch die Greifer (27) der
Abziehvorrichtung ein zunehmender, als jeweiliges Produkt des
Ergebnisses fortlaufender Austrittswegmessung (38) und
vorgegebener spezifischer Profilreibungskraft zwischen
auslaufenden Strang und Auslauftisch (11) sich ergebender Wert
als dritten Summanden ermittelt und eingegeben wird.
4. Steuerung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ausgehend von der nach dem Abtrennen des Stranges und
dessen Ausziehen aus der Matrize ermittelten Abschleppkraft als
Istwert unter Berücksichtigung der Stranglänge ein
Korrekturwert zur spezifischen Profilreibungskraft ermittelt
und eingegeben wird.
5. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vor dem Greifen des Stranges allein zum Verfahren des
Ausziehwagens (12) benötigte Kraft gemessen und als erster
Summand eingegeben wird.
6. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in dem den Ausziehwagen (12) ziehenden Seil (33)
wirkende Kraft und die am Greifer (27) wirkende Kraft gemessen
und die Differenz dieser Kräfte als erster Summand
(Fahrwiderstand) eingegeben wird.
7. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Abweichungen vom gradlinigen, schlingenfreien Auslauf
des Stranges und damit das Absinken des zweiten Summanden der
Abziehkraft auf Null signalisierende Vorrichtung im Bereich des
Gegenholms (7) der Presse (19) vorgesehen ist, die die
Untergrenze der Abziehkraft steuert.
8. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sollwert im Vergleich zum Istwert der an der
Abziehvorrichtung gemessenen Zugkraft als Regelgröße dient und
abhängig hiervon das Drehmoment eines eine Seilwinde (34) zu
der aus Wagen (12) und Greifer (27) bestehenden
Abziehvorrichtung antreibenden Gleichstrommotors (35) geregelt
ist.
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DE3723824A1 true DE3723824A1 (de) | 1989-01-26 |
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