DE944846C - Einrichtung zum Konstanthalten des Abstandes von mit einer hydraulisch-elektrisch gesteuerten Anstellvorrichtung versehenen Walzwerkwalzen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 28. JUNI 1956

INTERNAT. KLASSE B 21 b ·

S 34998 Il j 7 a

Walzwerkwalzen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Konstanthalten des Abstandes von Walzwerkwalzen mit hydraulisch-elektrisch gesteuerter Anstellvorrichtung, bei welcher an den Enden der Walzenlagerzapfen befindliche Geräte ständig Abstandsabweichungen feststellen und durch Auslösung von Impulsen an die Anstellvorrichtung für die Wiederherstellung und Aufrechterhaltung des Normalabstandes sorgen.

Bei bekannten Einrichtungen mit elektromotorisch gesteuerter Anstellvorrichtung soll der Walzenabstand durch die Strahlenbündel von. Photozellen oder Röntgenröhren konstant gehalten werden. Die Strahlenbündel durchdringen dabei den Zwischenraum zwischen zwei Walzen und sollen je nach ihrer Intensität die Anstellvorrichtung über einen Empfänger in Tätigkeit setzen.

Solche Strahlungsgeräte sind verhältnismäßig teuer in Anschaffung und im Gebrauch, unsicher in der Wirkung und wegen ihrer Empfindlichkeit für den rauhen Walzwerkbetrieb wenig geeignet. Hinzu kommt, daß sich Strahlungsimpulse auf die elektromotorisch betriebene Anstellvorrichtung infolge des Beharrungsvermögens des Antriebsmotors und der Schwerfälligkeit der mechanischen Übertragungsgetriebe verspätet auswirken, so daß auch

aus diesem Grunde eine wirklich zuverlässige Konstanthaltung des Walzenabstandes nicht gewährleistet sein konnte.

Die Erfindung bezweckt, diesen Mangeln durch

S eine Einrichtung abzuhelfen, die sich gegenüber den bekannten durch eine einfache und übersichtliche Bauweise und eine allen Anforderungen gewachsene Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit auszeichnet.

Dieser Zweck wird gemäß Erfindung dadurch erreicht, daß von einer an 'sich bekannten hydraulisch_:elektrisch gesteuerten Anstellvorrichtung ausgegangen wird und zur ständigen Feststellung und Korrektur von Änderungen des normalen Walzenabstandes während des Betriebes Geräte verwendet werden, die aus durch eine Feder in der Gebrauchslage gehaltenen Gestellen bestehen, die am unteren Ende mit vier an Zapfenverlängerungen der Unterwalze anliegenden Fingern und am oberen Ende mit einem Zapfenverlängerungen der Oberwalze berührenden Finger, sowie zwischen diesen Fingern mit einem senkrecht auf und nieder gleitbaren Schlitten versehen sind, der am oberen Ende einen gegen die Unterseite der Zapfenverlängerungen der Oberwalze gerichteten Fühler trägt, durch welchen nach Maßgabe seiner Lage relativ zur Zapfenverlängerung die Ingangsetzung der hydraulisch-elektrischen Anstellvorrichtung ausgelöst und damit der Ausgleich von Abstandsabweichungen herbeigeführt wird.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung der Walzen;

Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung einer der Vorrichtungen, die auf den Lagerflächen der Walzenzapfen ruhen und dadurch deren gegenseitigen Lagen ermitteln;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Tetlansicht in größerem Maßstab einer der Vorrichtungen· und zeigt die Anordnung des den Fühler tragenden Schlittens; Fig. 4 zeigt die eine der Vorrichtungen auf den Lagerflächen der Walzenzapfen;

4if Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Walzenständer und zeigt den Handantrieb zum Anstellen der einen oder der anderen Seite der Walzen;

Fig. 6 zeigt schematisch die Anordnung der Druckluftleitungen, der elektrischen Stromkreise und der hydraulischen Leitungen der Anstellvorrichtung;

Fig. 7 ist das Schema einer Zwangssteuerung.
Das dargestellte Walzwerk ist ein Duowalzwerk. Die Anstellvorrichtung ist aber auch bei sonstigen Walzwerken anwendbar, insbesondere bei Quartowalzwerken. Die zum Ermitteln der gegenseitigen Lagen der Walzen dienenden Vorrichtungen ruhen auf Lagerflächen der verlängerten Walzenzapfen. Sie sind mit Druckluftfühlern versehen, die aber auch durch sonstige, hydraulische, elektrische, magnetische Fühler ersetzt werden könnten).

Die beiden schematisch in Fig. 1 dargestellten Walzen 1 und 2 sind mit Zapfen 3-5 und 4-6 versehen, die in in den Ständern geführten Pfannen ruhen. Auf den Zapfenverlängerungen sind zylindrische Lagerflächen 7, 8, 9, 10 vorgesehen. Die Lagerflächen 7, 8 befinden sich auf der Außenseite oder Bedienungsseite. Die anderen Lagerflächen 9 und 10 befinden sich auf der Maschinenseite, und zwar zwischen den eigentlichen Walzenzapfen 5, 6 und den Kupplungsmuffen 11 und 12:

Die Lagerflächen dienen zur Aufnahme von Vorrichtungen, deren Zweck darin besteht, bei jedem Walzendruck die Masse 13 und. 14 konstant zu halten. Beide Vorrichtungen dienen ihrerseits zum Wechselschalten des servomotorischen Getriebes der .erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung.

Wie insbesondere aus Fig, 2 zu ersehen ist, besteht jede Vorrichtung aus einem Gestell 15, das im unteren Teil mit vier Fingern 16, 17, 18, 19 versehen ist, welche gegen die Lagernäche des unteren Zapfens zur Anlage gebracht werden. Im oberen Teil ist ein Finger 20 vorgesehen, der sich gegen die Lagerfläche des entsprechenden oberen Zapfens legt. Die Vorrichtung ruht somit an fünf Stellen auf den zylindrischen Lagerflächen, und diese Stellen sind derart gewählt, daß die Vorrichtung nur einen Freiheitsgrad besitzt, indem sie sich nur parallel zu den Achsen der Walzen verschieben kann. Die Befestigung der Vorrichtung auf den Lagerflächen der Walzen gibt ihr übrigens eine ganz bestimmte Lage, die weiter unten beschrieben wird. Eine geringe Verschiebung der Vorrichtung parallel zu den Achsen der Walzen übt auf das Meßergebnis keinen Einfluß aus, weil ja die Achsen der beiden Walzen parallel zueinander verlaufen. Auf dem Gestell ist ein Schlitten 21 gelagert, der einen Fühler 22 trägt. Dieser legt sich gegen die Unterseite der Lagerfläche der oberen Walze und ermittelt dadurch die gegenseitigen Lagen der beiden Walzen. Der Schlitten läßt sich in lotrechter Richtung mit Hilfe eines Getriebes' verschieben, das aus einem Kardangelenk 2,¹], Kegelrädern 25, 26 und einer Gewindespindel 24 besteht. Durch dieses Getriebe kann der Abstand zwischen den Walzen eingestellt werden. . Soll die Vorrichtung getreu arbeiten, so muß der Schlitten auf dem Gestell eine ganz bestimmte Lage einnehmen. Zu diesem· Zweck trägt das Gestell, wie aus Fig. 3 ersichtlich, eine ausgesparte Hartstählplatte 28, deren genau ausgerichtete Fläche mit einer lotrechten Nut 29 von V-förmigem Querschnitt versehen ist. Der Schlitten besitzt drei kleine Stützfüße 30, 31, 32, die halbkugelförmig gerundet sind.

Zwei dieser Füße 30, 31 stehen mit der Nut im Eingriff. Der dritte Fuß 32 ruht auf der ausgerichteten Fläche der Platte. Eine Feder 23, die am Schlitten in der Nähe der Mitte des in das Dreieck eingeschriebenen Kreises angreift, drückt den Schlitten gleichzeitig gegen die Platte und gegen das Ende der Spindel 24.

Die in der Nut ruhenden Füße 31, 30 haben jeweils zwei Berührungspunkte mit dem Gestell: Der dritte Fuß 32, der auf der ebenen Fläche ruht, hat nur einen Berührungspunkt. Durch das Ende der Spindel 24 steht der Schlitten durch einen weiteren

Berührungspunkt mit dem Gestell in Verbindung. Es sind also im ganzen sechs Berührungspunkte vorgesehen, so daß die Lage für jede Einstellung der Spindel in bezug auf das Gestell genau bestimmt ist.

Wenn die Vorrichtung in der in Fig. 4 dargestellten Weise auf den Lagerflächen der Walzenzapfen ruht, wie sie einfach durch eine Feder 33 festgehalten, die mit einem Ende bei 35 am Gestell angreift, und deren anderes Ende bei 34 an einem der Walzenständer befestigt ist. Die Richtung der Feder ist derart gewählt, daß durch die ausgeübte Kraft Komponenten entstehen, welche die fünf Finger 16, 17, 18, 19, 20 auf die zylindrischen Lagerflächen der Zapfen drücken. Da die Vorrichtung, wie bereits erwähnt, nur einen Freiheitsgrad besitzt, wenn die fünf Finger aufliegen, hat sie eine stabile Lage in bezug auf die zu den Walzenachsen rechtwinklige Ebene, die durch den Befestigungspunkt 34 der Feder 33 am Walzenständer geht.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Handräder 36 und 42 gestatten es durch die Kardangelenke 37, 27, die Kegelräder 26, 2"j und die Gewindespindel 24 auf die Vorrichtungen der Vorderseite und der Rückseite einzuwirken, die beiden Walzen parallel zueinander zu richten, und deren Abstand zu regeln. Die beschriebene Befestigungsvorrichtung gestattet ein sehr leichtes Einsetzen und Abnehmen der Vorrichtung, wie dies zum raschen Ausbauen der Walzen erforderlich ist. Zum Abnehmen der Vorrichtung genügt es die Feder 33 auszuhängen, die Betätigungsstange der Kardangelenke 27·, 37 herauszuziehen, die zu diesem Zweck mit einer nicht dargestellten Gleitkupplung versehen ist, dann die Vorrichtung am Walzenständer an einer Stelle aufzuhängen, wo sie beim Ausbauen nicht stört. Zum raschen Wiedereinsetzen der Vorrichtung verfährt man in umgekehrter Reihenfolge.

Das Getriebe zum Einstellen des Abstandes zwischen den Walzen besteht (Fig. 5) aus einer Welle 38, die quer durch das Walzwerk hindurchgeht, um durch die Kegelräder 39, 40 auf die Kardanwelle 41 einzuwirken, welche die Vorrichtung auf der Maschinenseite des Walzenkäfigs betätigt.

Das Handrad 42 zur Betätigung der auf der Vorderseite, also auf der Bedienungsseite befindlichen Vorrichtung sitzt auf einer Hohlwelle 43, welche'die Bewegung durch die Kegelräder 44, 45 die Kardanwelle 46 auf die genannte Vorrichtung überträgt.

Die beiden Handräder lassen sich zum Paralleleiristellen der Walzen getrennt betätigen. Nach diesem Paralleleinstellen werden die beiden Handräder durch einen Riegel miteinander verbunden und können dann zum Einstellen des Abstandes zwischen den Walzen gleichzeitig betätigt werden. Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, kann man diese sehr einfache Handbetätigungsvorrichtung natürlich durch eine umständlichere Vorrichtung ersetzen, die mit Elektromotoren zum Anstellen und mit Untersetzungsgetrieben arbeitet.

Die pneumatische Vorrichtung 47 gemäß Fig. 6 ist an sich bekannt und dient bereits in mechanischen Werkstätten zum Messen der Masse und zum Feststellen, daß diese Masse sich richtig in den ' gewünschten Toleranzen befinden. Die Vorrichtung wird durch das Rohr 48 mit Druckluft von 6 Atm. besorgt. Ein T-Stück 49 gestattet das Durchströmen der Luft durch zwei Zweigleitungen nach zwei entgegengesetzten Richtungen hin. In den beiden Zweigleitungen befinden sich Blenden 50, 51, und diese Zweigleitungen sind an den Enden mit Blasdüsen versehen.

Die Blasdüse 52 hat einen unveränderlichen Querschnitt, der durch eine Kegelspitze einstellbar ist. Die andere Blasdüse 22 besteht aus einem Fühler, und deren Querschnitt wird durch die Eingriffstiefe des Fühlerstiftes eingestellt. Ein Membranmanometer 54, das einen Schalter 55 zum Öffnen· und Schließen eines elektrischen Stromkreises enthält, dient zum Messen der Druckunterschiede zwischen den beiden Blasdüsen. Eine äußerst geringe Verschiebung des Fühlerstiftes bewirkt eine Umkehrung des Druckunterschiedes und dadurch das Öffnen oder Schließen des elektrischen Stromkreises.

Der elektrische Stromkreis 56 enthält eine Stromquelle 57, den Schalter 55 des Manometers 54 und die Spule 58 eines Flüssigkeitsventils 59. Dieser Stromkreis ist absichtlich vereinfacht dargestellt. Er kann aber auch elektromagnetische oder elektronische Hilfsrelais enthalten, welche dafür sorgen, daß der Schalter des Manometers 54 nicht zu stark belastet wird.

Bei der hydraulischen Anlage besteht die Flüssigkeitsquelle für Niederdruck aus einer Pumpe 61 mit einer Umgehungsleitung 62 zum Einstellen des Druckes. Das elektrisch gesteuerte Ventil 59 verbindet den Niederdruckzylinder eines-Druckverstärkers 63 entweder mit der Druckquelle oder mit dem Auslaß, je nachdem die Spule unter Strom steht oder stromlos ist. Der Hochdruckzylinder des Verstärkers 64 ist mit einem der Anstellzylinder.65 des Walzwerkes verbunden.

Die vorbeschriebene Anordnung ist natürlich diejenige eines Walzenständers. Für den anderen Ständer ist eine genau gleiche, aber unabhängige Anordnung vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Anstellvorrichtung ist folgende: Der Schalter 55 des Manometers 54 schließt sich, sobald der Fühler 22 anzeigt, daß der Abstand zwischen den Walzenachsen größer ist als der durch das Handrad eingestellte Abstand. Bei geschlossenem Schalter wird die Spule 58 des elektrischen Ventils 59 erregt, und dieses Ventil verbindet die Druckquelle 60 mit dem Niederdruckzylinder 63 des Druckverstärkers. Das öl wird dadurch aus dem Hochdruckzylinder 64 in den Anstellzylinder 65 verdrängt, und der von diesem ausgeübte Druck steigt. Die Walzenzapfen werden einander genähert bis zu dem Augenblick, wo der durch den Fühler 22 gemessene Abstand kleiner wird als der gewünschte Abstand, wodurch der Schalter 55 des Manometers 54 wieder geöffnet wird. Die Erregung der Spule 58 des Ventils 59 hört auf, und der Niederdruekzylinder des Verstärkers 63 wird mit dem Auslaß 66 verbunden.

Das öl fließt in entgegengesetzter Richtung, und die vom Anstellzylinder 65 ausgeübte Kraft sinkt.

Die Walzenzapfen gehen auseinander bis der Fühler 22 anzeigt, daß der Abstand wieder größer ist als der gewünschte Abstand. Der Schalter 55 des Manometers 54 wird, wieder geschlossen. Dieses Spiel wiederholt sich während des Arbeitens des Walzwerkes. Der vom Anstellzylinder ausgeübte Druck verändert.sich also fortwährend in geringem Maße, und der mittlere Wert ist gerade derjenige, bei welchem die Walzenzapfen in dem Abstand gehalten werden, der durch die Einstellung des Handrades bestimmt ist.

Die Wirkungsweise der Anstellvorrichtung läßt sich durch Anwendung der für servomotorische Getriebe üblichen Ausdrücke näher beschreiben.

Aus der Fig. 7 ist zu ersehen, daß das servomotorische Getriebe den üblichen Anordnungen dieser Art entspricht. Der Fühler 22 dient zum Wechselschalten und vergleicht die Eingangsgröße x, die durch das Handrad 36 bestimmt wird, mit der Ausgangsgröße y, die den Abstand zwischen den Walzenzapfen oder zwischen den arbeitenden Mantelflächen der Walzen darstellt. Die Druckluftleitung 47, der elektrische Stromkreis 56 und das elektrische Ventil 59 bilden zusammen ein Relais ohne Überlauf, das entsprechend dem Fehlerzeichen eine Menge von gegebenem Wert, aber von entgegengesetztem Vorzeichen in den hydraulischen Leitungen des Verstärkers liefert. Der Anstellzylinder 65 ist die Kraftquelle des s'ervomotorischen Getriebes. Das Ganze bildet die Kraftkette des servomotorischen Getriebes, dessen Rückkraftkette auf der Figur durch die Linie 67 angedeutet ist, und die Größe y auf den Wechselschalter überträgt. Dieses servomotorische Getriebe gehört zur Gattung der selbstschwingenden Getriebe mit Impulsmodulation. Man kann die Frequenz der Schwingungen durch an sich bekannte Mittel beherrschen, um sie auf einen mit der gewünschten Genauigkeit vereinbarten Wert zu bringen. Solange kein. Fehlersignal vorhanden ist, sind die-in den Anstellzylinder einfließenden und die aus dem Anstellzylinder fließenden Mengen während einer ganzen Schwingung einander gleich. Das Fehlersignal bewirkt einen Unterschied zwischen diesen Mengen, indem es die Impulse moduliert.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Einzelanordnungen der Teile der vorbeschriebenen Anstellvorrichtung beschränkt. Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, kann man Änderungen der einzelnen Teile treffen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Einrichtung zum Konstanthalten des Ab-Standes von mit einer hydraulisch-elektrisch gesteuerten Anstellvorrichtung versehenen Walzwerkwalzen, bestehend aus Geräten an den Enden der Walzenlagerzapfen zur ständigen Feststellung von Abstandsabweichungen und Auslösung von Impulsen an die Anstellvorrichtung zur Beseitigung solcher Abweichungen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dieser Geräte als ein durch eine Feder (33) in der Gebrauchslage gehaltenes Gestell (15) ausgebildet ist, das am unteren Ende vier an einer Zapfenverlängerung (8) der Unterwalze (2) anliegende Finger (16, 17, 18, 19) und am oberen Ε-ride-einen eine Zapfenverlängerung (7) der Oberwalze (1) berührenden Finger (20), sowie zwischen diesen Fingern einen senkrecht auf und nieder gleitbaren Schlitten (21) trägt, der am oberen Ende mit einem gegen die Unterseite der Zapfenverlängerung der Oberwalze gerichteten, nach Maßgabe seiner Relativlage zu dieser Zapfen-Verlängerung die hydraulisch-elektrische Anstellvorrichtung in Tätigkeit setzenden Fühler (22) versehen ist.

   Angezogene Druckschriften:'

   Französische Patentschrift Nr. 920 775;
   deutsche Patentschrift Nr. 852 388;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 025 562, 2 295 399, 332 289.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 609540 6.56