EP1452246B1 - Einrichtung zur Messung belastungsabhängiger Verformungen von in Bandwalzgerüsten eingebauten Walzen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung belastungsabhängiger Verformungen von in Bandwalzgerüsten eingebauten Walzen, mit einer in mindestens eine Walze eingebauten optischen Sensorik zum Erfassen der Walzendurchbiegung mit Bezug auf die Walzenlängsachse ( EP 0 315 043 A2 ).
• Die Kenntnis des Durchbiegeverhaltens und der daraus gewonnenen Ableitung der Walzgerüstbelastung, der Walzenverformung und der Auswirkungen der Walzenbiegeeinrichtung auf den Walzspalt ist für eine moderne Walzspaltregelung in Bandwalzgerüsten, insbesondere zum Walzen von Fein- und Folienband unerlässlich.
• Aus der DE 195 47 438 und der EP 1 216 766 ist eine berührungslos arbeitende Konturmesseinrichtung zur Vermessung der geometrischen Ballenform von in Bandwalzgerüsten eingebauten Walzen beim Walzvorgang bekannt. Die Konturmesseinrichtung ist mit einem sich über die Walzenlänge erstreckenden Längsträger ausgestattet, an dem quer zur Walzenlängsachse eine Vielzahl von gekühlten, berührungslos messenden Abstandssensoren, insbesondere Wirbelstromsensoren, mit seitlichem Abstand zueinander angeordnet sind. Mit derartigen Messeinrichtungen ist man in der Lage, den Verschleißzustand und den thermischen Ballen der Walzen zu vermessen. Eine Messung des der Messstelle gegenüberliegenden Walzspaltes ist jedoch mit diesen Meßeinrichtungen nicht möglich, insbesondere in Anbetracht der durch Gewichtskräfte, Walz- und Biegekräfte sowie der durch das Vorhandensein eventueller Zwischenwalzen beeinflußten Messergebnisse.
• Walzspaltmesseinrichtungen, wie sie beispielsweise aus der US 3,102,960 , der DE 29 52 232 A1 und der EP 0 250 768 A2 bekannt sind, lassen eine Messung des Walzspalts unter Last beziehungsweise im Bandbereich unter Last nicht zu.
• Die in der EP-A-0315 043 beschriebene gattungsgemäße Einrichtung zur Messung belastungsabhängiger Verformungen der Walzen eines Walzgerüstes umfasst pro Walze als Messort zwei Messaufnehmer, die unter verschiedenen Winkeln zueinander angeordnet sind, und zwei optische Empfänger zur Messung der aufgrund der Durchbiegung der Walze hervorgerufenen Ablenkung eines Lichtstrahls aus der Nulllage der Walzenachse sowie ein Messgerät zur Winkellagebestimmung der beiden Empfänger zum jeweiligen Messzeitpunkt. Ist eine zeitsynchrone Bestimmung der Walzkraft und des abgeleiteten Winkels zwischen der Walzkraft und der Senkrechten gewünscht, sind zwei auf die beiden optischen Empfänger fokussierte Lichtstrahlen erforderlich. Die Technik dieser bekannten Messeinrichtung ist sehr aufwendig.
• Gegenstand der JP-A-57-142719 ist eine Messeinrichtung zur Ermittlung belastungsabhängiger Verformungen der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes, die aus einem mit Dehnungsmessern bestückten Stab besteht, der in eine koaxial zur Walzenachse verlaufende Messbohrung der Arbeitswalze eingesetzt wird. Die Messsignale der Dehnungsmesser werden durch einen in die Messbohrung der Walze eingebauten Sender an einen externen Rechner zur Auswertung übermittelt.
• Für die Herstellung von qualitativ hochwertigem Walzband ist es wichtig, die durch die Walzenbelastungen wie Umformkraft, Biegekraft der Walzen zur Beeinflussung des Walzspaltes, Stabilisierungskraft und Gewichtskraft bedingte Durchbiegung der Walzen zu kennen, um über die bekannten Stellglieder des Walzgerüstes, die Walzenbiegung und das Schwenken der Walzen des Walzgerüstes einen dem Walzprozess angepassten Walzspalt einzustellen. Wie alle Rollen sich unter dem Einfluss von Belastungen durchbiegen, unterliegt auch zum Beispiel eine Stützwalze unter der aufgebrachten Umformkraft einer Durchbiegung. Dies hat zur Folge, dass sich der Walzspalt in Bandmitte öffnet; es wird daher ein fehlerhaftes Band mit einer Mittenüberhöhung erzeugt. Liegt die Kenntnis über die Durchbiegung der Stützwalze vor, kann zum Beispiel neben anderen Stellgliedern auch durch eine Stützwalze mit hydraulisch einstellbarem Ballen ein Ausgleich herbeigeführt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung der belastungsabhängigen Durchbiegung von in Bandwalzgerüsten eingebauten Walzen zu entwickeln.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird beziehungsweise werden eine oder mehrere in mindestens eine Walze eingebaute Messpatrone beziehungsweise Messpatronen vorgeschlagen, in der beziehungsweise denen jeweils ein Laser/CCD Array zum Erfassen der Walzendurchbiegung gegenüber der geometrischen, geradlinigen Längsachse der Walze, die die Rotationsachse bildet, vorgeschlagen.
• Laser CCD/Arrays können im Gegensatz zu den zuvor erwähnten Sensoren nur an ihrem Einbauort Abweichungen der geometrischen Längsachse einer Walze darstellen, vermögen allerdings darüber hinaus Aussagen über Vibrationen und Exzentrizitätsabweichungen in Form einer Ortskurve zu machen.
• Die Signalübertragung der Sensoren erfolgt durch dem Stand der Technik entsprechende Übertragungseinrichtungen zum Beispiel optischer, elektrischer, magnetischer, kapazitiver oder funktechnischer Art.
• Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Messpatrone ist in ihrem die Sensorik vor mechanischen Belastungen und Verschmutzungen geschützten Einbau in der Walze zu sehen.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Messung belastungsabhängiger Verformungen von in Bandwalzgerüsten eingebauten Walzen, mit einer in mindestens eine Walze eingebauten optischen Sensorik zum Erfassen der Walzendurchbiegung mit Bezug auf die Walzenlängsachse, gekennzeichnet durch eine oder mehrere in mindestens eine Walze eingebaute Messpatrone beziehungsweise Messpatronen, in der beziehungsweise denen jeweils ein Laser/CCD Array zum Erfassen der Walzendurchbiegung in Form einer Ortskurve angeordnet ist.
2. Messeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einbau von mindestens einer Messpatrone in eine Walze mit hydraulisch einstellbarem Ballen.