DE4216686A1 - Verfahren und Richtmaschine zum Richten von Blechen und Bändern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation der Quertra­ versendurchbiegung einer Richtmaschine sowie eine Richtmaschine für Bleche und Bänder mit versetzt zueinander angeordneten oberen und unteren Richtwalzen, die über ihre Länge mittels ihrerseits an Quertraversen abgestützten, in Walzenstühlen angeordneten Stützrol­ len abgestützt sind, wobei zumindest die obere Quertraverse zur Positionierung der Richtwalzen anstellbar ist.

Es ist bekannt, die Stützrollen von Richtmaschinen derart vorein­ zustellen, daß unter Berücksichtigung der Durchbiegung der Quertra­ versen unter der Richtkraft die Richtwalzen-Durchbiegung kompensiert ist und damit die Richtwalzen beim Richten gerade sind. Zu diesem Zweck läßt sich bspw. eine Richtwalzengruppe samt Walzenstuhl vorbiegen, wobei sich die Querhäupter unter der Richtkraft soweit durchbiegen, daß die voreingestellte V-Form verschwindet, die Gruppen von Stützrollen axial fluchten und demgemäß die Richtwalzen gerade sind, so daß sich entsprechend die Durchbiegung der Querhäup­ ter kompensieren läßt. Die Durchbiegung ist dabei auch von der Größe der voreingestellten V-Form der Querhäupter abhängig. Weiterhin müssen entsprechend die Richtwalzen unter Leerlaufbedingungen bereits an den ebenfalls V-förmig gerichteten Gruppen von Stützrol­ len anliegen, was bedeutet, daß auch die Richtwalzen durch an ihren Enden angreifende Kräfte V-förmig vorgebogen werden müssen. Da das Ausmaß der Richtwalzen-Vorbiegung wegen der starken Knicklage der Gruppen von Stützrollen beträchtlich sein muß, werden die Richt­ walzen - bis sie unter der Richtkraft gerade gebogen sind - erheb­ lich auf Biegung beansprucht. Die scharfen Knickstellen sind somit sowohl für die Richt- als auch für die Stützwalzen äußerst nachtei­ lig. Hinzu kommt, daß ein Verstellen des Richtspaltes unter Last nicht möglich ist.

Schließlich sind, um einen konstanten Spalt einzuhalten, Richt­ maschinen bekannt, bei denen der Richtspalt im Einlauf- und Auslaufbereich kleiner als in den dazwischen liegenden Abschnitten eingestellt wird. Das hat jedoch beim Ein- und Ausfahren eines zu richtenden Bleches zur Folge, daß sich am Blechanfang ein nach oben und am Blechende ein nach unten verlaufender sogenannter Ski aus­ bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Richtmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen sich die Betriebsweise verbessern, insbesondere der Richtspalt ohne die genannten Nachteile einstellen läßt.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Richtspalt unter Last geregelt wird. Somit liegt ein während des Betriebes auch bei sich verändernden Betriebsparametern stets konstanter Richtspalt vor, der jedoch aufgrund der erfindungsgemäßen Regelmöglichkeit gleichwohl dynamisch variiert werden könnte.

Es wird vorgeschlagen, daß die Blechbreite und die Blechlage in Bezug auf die Maschinenmitte sowie die ein- und aus laufseitig links und rechts der Maschinenmitte an jedem Anstellzylinder wirkenden Gesamtkräfte gemessen werden, aus denen und unter Berücksichtigung der Quertraversendurchbiegung ein Rechner die prozentualen Anteile von Einzelkräften berechnet, und die sich lastabhängig geregelt verändernden Einzelkräfte dann entsprechend den gemessenen Zylinder­ kräften und der errechneten prozentualen Verteilung geregelt werden. Es wird somit ein variables Regeln des Richtspaltes unter Last in Abhängigkeit von den beim Richten tatsächlich auftretenden Kräften erreicht, wobei diese Kräfte, die den den Richtspalt aufweitenden Kräften entgegenwirken, entsprechend den errechneten, prozentualen Anteilen eingestellt werden; ein kontanter Richtspalt läßt sich auf diese Weise aufrechterhalten. Nachdem die links und rechts von der Maschinenmitte auftretenden Gesamtkräfte, d. h., die Kraft eines jeden der vier Anstellzylinder, die bei einem außermittigen Blech­ lauf und damit außermittiger Richtkraft bei jedem Anstellzylinder verschieden sein kann, bekannt sind, lassen sich aus dem Kräfte­ gleichgewicht und den entsprechenden Verformungsgleichungen sowie der Bedingung, daß die Walzenstühle an äußeren Stützstellen keine Durchbiegung haben und nur die Durchbiegung der Quertraversen ausgeglichen wird, die zwischen den Stützstellen zur Kompensation der Quertraversen-Durchbiegung benötigten Einzelkräfte errechnen. Damit die Walzenstühle an den Stützstellen keine Durchbiegung haben, stellen sich vorzugsweise jeweils die äußersten symmetrisch zur Maschinenmitte wirkenden Einzelkräfte aufgrund des geregelten Richtspaltes selbsttätig ein und werden nur die inneren Einzelkräfte geregelt. Diese äußeren Einzelkräfte entsprechen Festanschlägen.

Nach einem Vorschlag der Erfindung wird eine Regelabweichung der geregelten Einzelkräfte aufgefangen. Zu diesem Zweck darf die Differenzkraft aus der Richtkraft und der Gewichtskraft die Aus­ balancierungskraft nicht überschreiten.

Bei einer Richtmaschine für Bleche und Bänder mit Kompensation der Quertraversen-Durchbiegung sind erfindungsgemäß ein- und auslaufsei­ tig jeweils oben und unten zwischen dem Walzenstuhl und der Quertra­ verse symmetrisch zur Maschinenmitte äußere Festanschläge und zwischen den Festanschlägen mit Abstand voneinander verteilt Plunger angeordnet, von denen jeder an ein Regelventil angeschlossen ist, die sämtlich mit einem sie mit Regelsignalen versorgenden Rechner verbunden sind. Die jeweils oben und unten angeordneten, die Einzel­ kräfte zum variablen Anpassen des Richtspaltes an die tatsächlichen Betriebsbedingungen aufbringenden Plunger, von denen vorteilhaft in zwei hintereinanderliegenden Reihen jeweils vier in einer Reihe angeordnet sind, ermöglichen ein symmetrisches System. Auf die insgesamt sechzehn Plunger werden die zur Kompensation der Quertra­ versen-Durchbiegung im Verhältnis ihrer prozentualen Anteile ver­ teilten Einzelkräfte aufgebracht, indem jeder Plunger über das ihm zugeordnete Regelventil ein Signal erhält. Die Regelsignale lassen sich dabei - unter Berücksichtigung des Gewichts des Walzenstuhls - sinngemäß auf die unteren Plunger übertragen. Aufgrund der somit selbsttätigen Richtspalt-Konstantregelung ist es gleich, ob ein Blech ein- oder ausläuft, sich die Blechfestigkeit während des Durchlaufs ändert oder das Blech außermittig verlagert wird, etc., auf jeden Fall folgen die Plunger jeder Veränderung automatisch und auch die Skiausbildung an den Blechenden läßt sich zumindest wesent­ lich verringern. Sobald die Richtkraft schwankt, wird entsprechend der Druck der Plunger geändert, die gegebenenfalls sämtlich einen anderen Plungerdruck aufweisen können. Für die erfindungsgemäße Druckregelung lassen sich vorteilhaft Servo-Ventile einsetzen.

Wenn mit dem Rechner ein die Blechlage und -breite bezogen auf die Maschinenmitte ermittelndes Meßgerät verbunden ist, z. B. eine Dioden-Zeilenkamera, lassen sich die von den Plungern auf zubringen­ den Einzelkräfte abhängig von etwaigen Mittenabweichungen des Bleches einregeln.

Es wird vorgeschlagen, daß ein- und auslaufseitig zwischen den Walzenstühlen Ausbalancierungszylinder angeordnet sind. Die somit an allen vier Ecken des Maschinenrahmens vorhandenen Ausbalancie­ rungszylinder pressen die Walzenstühle gegen die Festanschläge der Quertraversen und sorgen dafür, daß die Kopplung und Positionierung der Walzenstühle hergestellt wird.

Wenn die Anstellkraft der Ausbalancierungszylinder größer ist als die Regelabweichung, das heißt, die Zylinder entsprechend größer ausgelegt sind, tragen sie, außer Druck nach oben und unten auszu­ üben, weiterhin dazu bei, eine Regelabweichung aufzufangen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rollenrichtmaschine im Quer­ schnitt dargestellt; und

Fig. 2 eine Schema-Zeichnung der Rollenrichtmaschine gemäß Fig. 1 mit dem darin symbolhaft eingetragenen Re­ gelkonzept zur Kompensation der Quertraversendurch­ biegung.

Bei einer Rollenrichtmaschine 1 wird der Maschinenrahmen durch zwei am Fundament verankerte Ständer 2, 3 gebildet, die durch eine obere und eine untere Quertraverse 4, 4a und 5 starr verbunden sind. An der oberen Quertraverse 4 ist ein oberer Walzenstuhl 6 gehalten; ein unterer Walzenstuhl 7 ist verfahrbar auf der unteren Quertra­ verse 5 angeordnet. Die obere Quertraverse 4 ist über Anstellzylin­ der 10 gegen die untere Quertraverse 5 anstellbar; jeweils ein- und auslaufseitig an den Ecken angeordnete und somit insgesamt vier An­ stellzylinder 10 greifen an die obere Quertraverse 4 an.

Auf dem unteren Walzenstuhl 7 sind Anstellkeile 8 gelagert, die durch je einen Druckmittelzylinder 9 verschiebbar sind. Auf jedem Anstellkeil ist ein Lagerträger 11 für untere Richtrollen 12 und diesen zugeordneten Stützrollen 13 abgestützt; zwischen den Stütz­ rollen 13 sind jeweils Stege 14 angeordnet. Weiterhin sind mehrere obere Richtrollen 15 durch zwischen Stegen 16 angeordneten Stütz­ rollen 17 an ihren Ballen abgestützt. Die oberen Richt- und Stütz­ rollen 15, 17 sind an einen Lagerträger 18 gelagert. Jeder der benachbarten Lagerträger 18 ist an einen Anstellkeil 21 abgestützt, dessen andere Seite am oberen Walzenstuhl 6 anliegt. Die Anstell­ keile 21 sind durch je einen Druckmittelzylinder 22 verschiebbar. Die oberen und unteren Richtrollen 15, 12 sind einzeln angetrieben und über Gelenkwellen 23 mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden.

Sowohl die obere als auch die untere Quertraverse 4, 5 ist ein- und auslaufseitig jeweils oben und unten über symmetrisch zur Maschinen­ mitte 24 angeordnete äußere Festanschläge 25 gegen den Walzenstuhl 6 bzw. 7. abgestützt. Weiterhin befinden sich an der Ein- und Aus­ laufseite oben und unten jeweils zwischen der oberen Quertraverse 4 und dem ihr zugeordneten Walzenstuhl 6 bzw. der unteren Quertra­ verse 5 und dem ihr zugeordneten Walzenstuhl 7 mit gleichem Abstand voneinander zwischen den Festanschlägen 25 angeordnete Plunger 26, an die als Servoventile ausgeführte Regelventile 27 angeschlossen sind.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, sind die vier jeweils in einer Reihe zwischen den Festanschlägen 25 angeordneten Plunger 26 über ihre Regelventile 27 elektrisch an einen Rechner 28 angeschlossen, was in Fig. 2 durch die dort für einen oberen und einen unteren Plunger 26 gestrichelten Linien verdeutlicht wird. An den Rechner 28 ist weiterhin ein der Richtmaschine 1 zugeordnetes, die Lage und die Breite des zu richtenden Bleches 29 bezogen auf die Maschinenmitte 24 ermittelndes Meßgerät 31 angeschlossen, wie durch die von dem Meßgerät 31 zu dem Rechner 28 führende gestrichelte Linie verdeut­ licht. Zur Kopplung und Positionierung der Walzenstühle 6, 7 sind an allen vier Ecken Ausbalancierungszylinder 32 angeordnet, die entsprechend den Pfeilen 33 eine Kraft nach oben und unten ausüben und außerdem mit solch großen Zylindern ausgelegt sind, daß sie in der Lage sind, eine Regelabweichung zu kompensieren, daß heißt, die von den Ausbalancierungszylindern 32 erzeugte Kraft ist etwas größer als die Richtkraft. Sowohl die Ausbalancierungszylinder 32 als auch die Anstellzylinder 10 sind - ohne daß das in der Zeichnung gekenn­ zeichnet ist - elektrisch mit dem Rechner 28 verbunden.

Damit die beim Richten des Bleches 29 auftretende Kraft Q nicht zu einer Aufweitung des Richtspaltes führt und sich die parallele Lage der oberen zu den unteren Richtwalzen 15, 12 einhalten läßt, üben die Plunger 26 die Durchbiegung der oberen bzw. unteren Quertraverse 4 bzw. 5 kompensierende, sich lastabhängig geregelt verändernde Einzelkräfte aus; diese sind in Fig. 2 links der Maschinenmitte 24 für die oberen Plunger mit Fl1₀ und Fl2₀ bzw. für die unteren Plunger Fl1_u und Fl2_u sowie rechts der Maschinenmitte 24 für die oberen Plunger mit Fr2₀ und Fr1₀ bzw. für die unteren Plunger mit Fr2_u und Fr1_u bezeichnet. Da die Walzenstühle 6 bzw. 7 an den Stütz­ stellen der äußeren Festanschläge 25 keine Durchbiegung haben, sind diese Stützstellen mit F10₀, F10_u bzw. Fr0₀, Fr0_u bezeichnet. Aus den links und rechts der Maschinenmitte 24 von den dort jeweils zwei Anstellzylindern 10 auf die Richtmaschine 1 ausgeübten Gesamtkräfte Fl1/2 und Fr1/2 ergeben sich die Einzelkräfte Fl1₀, Fr1_u und Fl2₀, Fl2_u bzw. Fr2₀, Fr2_u und Fr1₀, Fr1_u, deren prozentualen Anteile bezogen auf die Gesamtkräfte Fl1/2 und Fr1/2 der Rechner 28 er­ mittelt. Sobald beim Richten des Bleches 29 die dann tatsächlich auftretenden, realen Kräfte feststehen, erhalten die den Plungern 26 zugeordneten Regelventile 27 von dem Rechner 28 ein Regelsignal, um die Einzelkräfte entsprechend ihrer errechneten prozentualen Verteilung abhängig von den tatsächlich auftretenden Kräften und der Quertraversenbiegefunktion einzustellen, daß heißt, die Plunger 26 werden mehr oder weniger beaufschlagt. Auf diese Weise läßt sich jede beliebige Krafteinstellung erreichen, mit dem Ziel, den Richt­ spalt parallel zu halten, bzw. den Richtspalt alternativ dynamisch zu variieren; die Krafteinstellung darf dabei aber in der Summe die Anstellkraft nicht überschreiten. Die Regelung des Richtspaltes wird hierbei unter Last durchgeführt, wobei die Plunger 26 bzw. die von ihnen erzeugten Einzelkräfte variabel und selbsttätig an sich ändernde Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Kompensation der Quertraversen-Durchbiegung einer Richtmaschine für Bleche und Bänder mit versetzt zueinander angeordneten oberen und unteren Richtwalzen, die über ihre Länge mittels ihrerseits an Quertraversen abgestützten, in Walzenstühlen angeordneten Stützrollen abgestützt sind, wobei zumindest die obere Quertraverse zur Positionierung der Richt­ walzen anstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtspalt unter Last geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbreite und die Blechlage in Bezug auf Maschinen­ mitte sowie die ein- und auslaufseitig links und recht der Maschinenmitte an jedem Anstellzylinder auftretenden Gesamt­ kräfte gemessen werden, aus denen und unter Berücksichtigung der Quertraversendurchbiegung ein Rechner die prozentualen Anteile von Einzelkräften berechnet, und daß die sich last­ abhängig geregelt verändernden Einzelkräfte dann entsprechend den gemessenen Zylinderkräften und der errechneten prozentualen Verteilung geregelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils die äußersten symmetrisch zur Maschinenmitte wirkenden Einzelkräfte aufgrund des geregelten Richtspaltes selbsttätig einstellen und die inneren Einzelkräfte geregelt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelabweichung der geregelten Einzelkräfte aufgefan­ gen wird.

5. Richtmaschine für Bleche und Bänder mit versetzt zueinander angeordneten oberen und unteren Richtwalzen, die über ihre Länge mittels ihrerseits an Quertraversen abgestützten, in Walzenstühlen angeordneten Stützrollen abgestützt sind, wobei zumindest die obere Quertraverse zur Positionierung der Richt­ walzen anstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein- und auslaufseitig jeweils oben und unten zwischen dem Walzenstuhl (6 bzw. 7) und der Quertraverse (4 bzw. 5) sym­ metrisch zur Maschinenmitte (24) äußere Festanschläge (25) und zwischen den Festanschlägen (25) mit Abstand voneinander verteilt Plunger (26) angeordnet sind, von denen jeder an ein Regelventil (27) angeschlossen ist, die sämtlich mit einem sie mit Regelsignalen versorgenden Rechner (28) verbunden sind.

6. Richtmaschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei hintereinander angeordnete Reihen aus jeweils vier Plun­ gern (26).

7. Richtmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile (27) als Servoventile ausgebildet sind.

8. Richtmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rechner (28) ein die Blechlage und -breite bezogen auf die Maschinenmitte (24) ermittelndes Meßgerät (31) ver­ bunden ist.

9. Richtmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein und auslaufseitig zwischen den Walzenstühlen (6, 7) Ausbalancierungszylinder (32) angeordnet sind.

10. Richtmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellkraft der Ausbalancierungszylinder (32) größer ist als die Regelabweichung der Plunger (26).