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Anordnung zum Voreinstellen des Walzenabstandes (Nullspaltes) in einem Walzwerk
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Der Zweck der Erfindung ist, eine Anordnung zum automatischen und sehr genauen Voreinstellen eines gewünschten Walzenspaltes zwischen zwei Walzen zu schaffen, von denen die eine in einem beweglichen
Lagergehäuse gelagert ist, das von einer mechanischen Antriebsanordnung gegen einen den gewünschten
Walzenabstand bestimmenden mechanisch festen Anschlag geführt werden kann.
Die Anordnung nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in den Weg der
Kraft, mit welcher das bewegliche Lagergehäuse gegen die feste Unterlage gepresst wird, ein druck- empfindliches Messorgan eingeschaltet ist, über welches das Lagergehäuse unter Anwachsen des Druckes im Messorgan von der Antriebsvorrichtung, gegen den festen Anschlag gepresst wird, und dass der mit der
Annäherung an den Anschlag abnehmende Unterschied zwischen der vom Messorgan gelieferten Grösse und einer der gewünschten Kraft im Augenblick des Anschlages entsprechenden festen Referenzgrösse die Ge- schwindigkeit der Antriebsordnung steuert.
Zweckmässig wird nach der Erfindung der Unterschied der vom Messorgan gelieferten Grösse und der
Referenzgrösse einer von der Geschwindigkeit der Antriebsanordnung abhängigen Grösse als Vergleichsgrö- sse übermittelt und die hiedurch emstehendeDifferenzgroBe beeinfluBt einen die Geschwindigkeitder An- triebsanordnung bestimmenden Regulator. In dieser Weise bekommt man eine automatische Voreinstel- lung mit einem bekannten Druck und damit einen bekannten Abstand zwischen den Walzen des Walzen- paares im Betrieb.
Die Erfindung wird im folgenden- an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung darstellt, während Fig. 2 als Beispiel eine zweckmässige Art des Montieren des Messkörpers im beweglichen Lagergehäuse zeigt.
Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung enthält zwei Walzen, von denen die untere, 1, in einem festen
Lagergehäuse 2 gelagert ist, während die obere, 3, in einem beweglichen Lagergehäuse 4 gelagert ist.
Das bewegliche Lagergehäuse 4 ist in Flussigkeitsdruckzylindern 5 aufgehängt, die das Lagergehäuse 4 mit einer nach oben gerichteten Kraft beeinflussen. Das feste Lagergehäuse 2 ist mit Zwischenlagen 6 für die Bestimmung eines gewissen gewünschten Ausgangswalzenspaltes, dem sogei1annten Nullspalt, zwischen den beiden Walzen 1 und 3 versehen. Das bewegliche Lagergehäuse 4 kann mittels einer Walzschraube 7, die von einem Elektromotor 8 angetrieben wird, relativ zum ersten Lagergehäuse 2 verschoben werden.
Der
Motor 8 wird von einem Regulator 9 gespeist, der in Abhängigkeit von einer zwischen den Klemmen 10 zugeführten Steuerspannung gesteuert ist. Die Anordnung enthält ferner eine druckempfindliche Messan- ordnung, die aus einem Netzanschlussgerät 11 und einem druckempfindlichen Messkörper 12 besteht. Der druckempfindliche Messkörper 12 ist mechanisch federnd zwischen der Walzschraube 7 und dem bewegli- chenLagergehäuse 4 eingelenkt, so dass die Walzschraube 7 auf das bewegliche Lagergehäuse 4 über die- sen druckempfindlichen Messkörper 12 einwirkt.
Zwischen den Klemmen 13 erhält man eine Spannung von der druckempfindlichen Messanordnung. die proportional dem Druck ist, der auf den Messkörper 12 wirkt. 14 bezeichnet ein an eine konstante Gleichspannungsquelle angeschlossenes Potentiometer, von welchem eine konstante einstellbare Referenzspannung entnommen werden kann. 15 ist ein vom Antriebs- motor 8 der Walzschraube angetriebener Tachometergenerator, der somit eine Spannung liefert, die proportional der Geschwindigkeit der Walzschraube ist. Der Regulator 9 wird teils vom Unterschied zwi- schen der Spannung über den Klemmen 13 von der druckempfindlichen Messanordnung und der auf dem
Potentiometer 14 eingestellten Referenzspannung beeinflusst. Dieser Unterschied beeinflusst den Regulator
9 wie eine Sollwertspannung.
Der Regulator 9 wird auch in entgegengesetzter Richtung von der Spannung vom Tachometergenerator 15 beeinflusst, die als Istwertspannung wirkt. Der Regulator 9 wird folglich die
Drehzahl des Antriebsmotors 8 und damit die Geschwindigkeit der Walzschraube 7 auf einem Wert halten, der von dem Unterschied zwischen der Spannung von der druckempfindlichen Messanordnung und der Re- ferenzspannung vom Potentiometer 14 bestimmt ist.
Die Einstellung eines gewünschten Nullspaltes zwischen den Walzen 1 und 3 erfolgt so, dass das be- wegliche Lagergehäuse 4 mit der Walze 3 von der Walzschraube 7 gegen den festen Anschlag 6 getrieben wird. Ehe das Lagergehäuse 4 inBerührung mit dem Anschlag 6 kommt, wird der druckempfindliche Messkörper 12 von einer konstanten Kraft beeinflusst, die gleich gross ist wie die Kraft von den Flüssigkeitdruckzylindern 5 und den Reibungskräften in den mechanischen Steueranordnungen für das Lagergehäuse 4 und die Walzschraube 7. Man erhält somit eine konstante Ausgangsspannung über den Klemmen 13 von der druckempfindlichen Messanordnung, und die Walzschraube 7 wird mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben, die von dem Unterschied zwischen dieser Ausgangsspannung über den Klemmen 13 und der Referenzspannung vom Potentiometer 14 bestimmt ist.
Sobald das Lagergehäuse 4 jedoch über das Messorgan 12 mit dem festen Anschlag 6 in Kontakt kommt, wird jedoch die Kraft, die auf den Messkörper 12 wirkt, anwachsen. Auf Grund der federnden Anordnung des Messkörpers zwischen der Walzschraube
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und dem beweglichen Lagergehäuse 4 wird die Druckkraft, die auf den druckempfindlichen Messkörper 12 wirkt, proportional mit der Abwärtsbewegung der Walzschraube 7 zunehmen. Man erhält somit zwischen den Klemmen 13 von der druckempfindlichen Messanordnung eine zunehmende Spannung proportional der Bewegung der Walzschraube 7.
Der Unterschied zwischen der Spannung über den Klemmen 13 und derReferenzspannung vom Potentiometer 14 nimmt somit ab, weshalb auch die Drehzahl des Antriebsmotors 8 und damit die Geschwindigkeit der Walzschraube 7 in entsprechendem Grad abnimmt, bis der genannte Unterschied Null wird, wobei die Drehzahl des Antriebsmotors 8 auch Null wird. Sollte die Walzschraube aus irgend einem Grunde noch länger angetrieben werden, so dass die Spannung über den Klemmen 13 grösser als die Referenzspannung vom Potentiometer 14 wird, wird der Antriebsmotor 8 vom Regulator in ) entgegengesetzter Richtung angetrieben, bis man wieder die Gleichgewichtslage erreicht hat, bei welcher der Unterschied zwischen der Spannung über den Klemmen 13 und der Spannung vom Potentiometer 14 Null ist.
Das bewegliche Lagergehäuse 4 ist somit von der gezeigten Anordnung nach der Erfindung automatisch gegen den festen Anschlag 6 getrieben worden, um gegen diesen mit einer mit grosser Genauigkeit bestimmten Druckkraft zu drücken, deren Grösse mit dem Potentiometer 14 eingestellt werden i kann.
Fig. 2, die ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1 ist, zeigt schematisch eine zweckmässige Montierungsart des Messkörpers der druckempfindlichen Messanordnung im Lagergehäuse 4. Fig. 2 zeigt die Walzschraube 7 in dem beweglichen Lagergehäuse 4. In einer Ausnehmung in dem beweglichen Lagergehäuse4 ist ein Halter 16 angebracht, in dem ein druckempfindlicher Messkörper 17 montiert ist. Der Halter 16 besteht aus einem Block, der mit einer Ausnehmung 18 versehen ist, in der der druckempfindliche Messkörper 17 zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten montiert ist. Der Block ist ferner so ausgeführt, dass der Blockteil 19, auf welchen die Walzschraube 7 wirkt, sowie der Blockteil 20, der als Unterlage für den druckempfindlichen Messkörper 17 dient, in der druckempfindlichen Richtung des Messkörpers federn können.
Die Kraft, die auf den druckempfindlichen Messkörper wirkt, wird somit abhängig von der Bewegung der Walzschraube 7 im Verhältnis zum beweglichen Lagergehäuse 4. Der Messkörper ist vorteilhafterweise von dem in der österr. Patentschrift Nr. 198975 beschriebenen Typ, der aus einem Messkörper aus magnetostriktivem Material mit mindestens zwei Wicklungen besteht, deren induktiveKupplung in Abhängigkeit von dem Druck variiert, dem der Messkörper ausgesetzt wird. Bei normalem Wal- zen muss die Walzschraube das bewegliche Lagergehäuse 4 mit einer Kraft beeinflussen, die um ein Vielfaches grösser ist als für die Einstellung des Nullspaltes zwischen den Walzen erforderlich ist.
Damit die druckempfindliche Messanordnung kleinstmögliche Dimensionen bekommt und empfindlich wird, ist es jedoch wünschenswert, dass sie nicht für diese grossen Druckkräfte bemessen zu werden braucht. Der druckempfindliche Messkörper ist deshalb nach der Erfindung zweckmässig in der in Fig. 2 dargestellten Art montiert, so dass, wenn die Kraft, mit der die Walzschraube 7 auf den Halter 16 wirkt, einen gewissen Wert ubersteigt, die Federung im Halter 16 so gross wird, dass die Walzschraube direkt auf das bewegliche Lagergehäuse 4 wirkt.
Natürlich ist es nicht erforderlich, dass der druckempfindliche Messkörper genau in der in Fig. 2 gezeigten Weise montiert ist, sondern andere federnde Montierungsarten können ebenso angewendet werden.
Gleichermassen können druckempfindliche Messkörper anderer Art als die oben angegebenen verwendet werden.
Es ist auch nicht notwendig, einen an den Antriebsmotor der Walzschraube geschalteten Tachometergenerator zu verwenden, um eine mit der Geschwindigkeit der Walzschraube 7 proportionale Istwertgrösse für den Regulator 9 zu erhalten. Vielmehr kann jede beliebige andere Grösse, die von der Drehzahl des Antriebsmotors abhängt, beispielsweise die Ankerspannung oder der Ankerstrom, für diesen Zweck verwendet werden.
Es ist auch nicht absolut notwendig, dem Regulator 9 eine von der Drehzahl des Antriebsmotors 8 abhängige Steuergrösse zuzuführen, sondern der Regulator 9 kann direkt nur von dem Unterschied zwischen der Ausgangsspannung von der druckempfindlichen Messanordnung und der Referenzspannung vom Potentiometer 14 gesteuert werden. Es ist jedoch bei einer solchen Anordnung schwerer, eine stabile und genaue Einstellung des Nullspaltes zu erhalten.
Um diese bei einer solchen Anordnung zu bekommen, muss der maximale Unterschied zwischen der Spannung von den Klemmen 13 und der Referenzspannung von dem Potentiometer 14 beträchtlich grösser als der Steuerspannungswert sein, der volle Aussteuerung des Regulators 9 gibt, so dass man in den Steuerbereich des Regulators erst dann gelangt, wenn der Unterschied zwischen der Spannung 13 und der Referenzspannung vom Potentiometer 14 sehr klein wird.
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Arrangement for presetting the roller spacing (zero gap) in a rolling mill
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The purpose of the invention is to provide an arrangement for automatically and very precisely presetting a desired nip between two rollers, one of which is movable in one
Bearing housing is mounted by a mechanical drive assembly against one of the desired
Roller spacing determining mechanically fixed stop can be performed.
The arrangement according to the invention is essentially characterized in that in the way of
Force with which the movable bearing housing is pressed against the fixed base, a pressure-sensitive measuring element is switched on, via which the bearing housing is pressed against the fixed stop while the pressure in the measuring element increases by the drive device, and that with the
Approaching the stop, the difference between the variable supplied by the measuring element and a fixed reference variable corresponding to the desired force at the moment of the stop controls the speed of the drive system.
According to the invention, the difference between the size and the size supplied by the measuring element is expedient
A reference variable of a variable dependent on the speed of the drive arrangement is transmitted as a comparison variable, and the resulting difference influences a regulator which determines the speed of the drive arrangement. In this way you get an automatic presetting with a known pressure and thus a known distance between the rollers of the roller pair during operation.
The invention is described in more detail below with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the invention, while FIG. 2 shows, as an example, an expedient type of mounting of the measuring body in the movable bearing housing.
The arrangement shown in Fig. 1 contains two rollers, of which the lower, 1, in a fixed
Bearing housing 2 is mounted, while the upper one, 3, is mounted in a movable bearing housing 4.
The movable bearing housing 4 is suspended in fluid pressure cylinders 5, which influence the bearing housing 4 with an upward force. The fixed bearing housing 2 is provided with intermediate layers 6 for determining a certain desired output roll gap, the so-called zero gap, between the two rolls 1 and 3. The movable bearing housing 4 can be displaced relative to the first bearing housing 2 by means of a roll screw 7 which is driven by an electric motor 8.
Of the
Motor 8 is fed by a regulator 9 which is controlled as a function of a control voltage supplied between terminals 10. The arrangement also contains a pressure-sensitive measuring arrangement, which consists of a power supply unit 11 and a pressure-sensitive measuring body 12. The pressure-sensitive measuring body 12 is articulated in a mechanically resilient manner between the roller screw 7 and the movable bearing housing 4, so that the roller screw 7 acts on the movable bearing housing 4 via this pressure-sensitive measuring body 12.
A voltage is obtained between the terminals 13 from the pressure-sensitive measuring arrangement. which is proportional to the pressure that acts on the measuring body 12. 14 denotes a potentiometer connected to a constant DC voltage source, from which a constant, adjustable reference voltage can be taken. 15 is a tachometer generator driven by the drive motor 8 of the roller screw, which thus supplies a voltage which is proportional to the speed of the roller screw. The regulator 9 is partly dependent on the difference between the voltage across the terminals 13 of the pressure-sensitive measuring arrangement and that on the
Potentiometer 14 influences the set reference voltage. This difference affects the regulator
9 like a setpoint voltage.
The regulator 9 is also influenced in the opposite direction by the voltage from the tachometer generator 15, which acts as an actual value voltage. The regulator 9 is consequently the
Keep the speed of the drive motor 8 and thus the speed of the roller screw 7 at a value that is determined by the difference between the voltage from the pressure-sensitive measuring arrangement and the reference voltage from the potentiometer 14.
A desired zero gap is set between the rollers 1 and 3 in such a way that the movable bearing housing 4 with the roller 3 is driven by the roller screw 7 against the fixed stop 6. Before the bearing housing 4 comes into contact with the stop 6, the pressure-sensitive measuring body 12 is influenced by a constant force which is the same as the force from the liquid pressure cylinders 5 and the frictional forces in the mechanical control arrangements for the bearing housing 4 and the roller screw 7 thus receives a constant output voltage across terminals 13 from the pressure-sensitive measuring arrangement, and the roller screw 7 is driven at a constant speed which is determined by the difference between this output voltage across terminals 13 and the reference voltage from potentiometer 14.
However, as soon as the bearing housing 4 comes into contact with the fixed stop 6 via the measuring element 12, the force that acts on the measuring body 12 will increase. Due to the resilient arrangement of the measuring body between the roller screw
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and the movable bearing housing 4, the compressive force acting on the pressure-sensitive measuring body 12 will increase proportionally with the downward movement of the roller screw 7. An increasing voltage proportional to the movement of the roller screw 7 is thus obtained between the terminals 13 of the pressure-sensitive measuring arrangement.
The difference between the voltage across the terminals 13 and the reference voltage from the potentiometer 14 thus decreases, which is why the speed of the drive motor 8 and thus the speed of the roller screw 7 decreases to a corresponding degree until the said difference becomes zero, the speed of the drive motor 8 also becomes zero. If, for whatever reason, the roller screw should be driven longer, so that the voltage across terminals 13 is greater than the reference voltage from potentiometer 14, drive motor 8 is driven by the regulator in the opposite direction until the equilibrium position is reached again at which is the difference between the voltage across terminals 13 and the voltage from potentiometer 14 is zero.
The movable bearing housing 4 has thus been automatically driven against the fixed stop 6 by the arrangement shown according to the invention in order to press against it with a pressure force determined with great accuracy, the magnitude of which can be set with the potentiometer 14.
FIG. 2, which is a section along the line AA in FIG. 1, shows schematically an expedient type of mounting of the measuring body of the pressure-sensitive measuring arrangement in the bearing housing 4. FIG. 2 shows the roller screw 7 in the movable bearing housing 4. In a recess in the movable one A holder 16 is attached to the bearing housing 4, in which a pressure-sensitive measuring body 17 is mounted. The holder 16 consists of a block which is provided with a recess 18 in which the pressure-sensitive measuring body 17 is mounted between two opposite sides. The block is also designed so that the block part 19, on which the roller screw 7 acts, and the block part 20, which serves as a base for the pressure-sensitive measuring body 17, can spring in the pressure-sensitive direction of the measuring body.
The force acting on the pressure-sensitive measuring body is thus dependent on the movement of the roller screw 7 in relation to the movable bearing housing 4. The measuring body is advantageously of the type described in Austrian Patent No. 198975, which consists of a measuring body made of magnetostrictive material with at least two windings whose inductive coupling varies depending on the pressure to which the measuring body is exposed. In normal rolling, the rolling screw must influence the movable bearing housing 4 with a force that is many times greater than is necessary for setting the zero gap between the rolls.
In order for the pressure-sensitive measuring arrangement to have the smallest possible dimensions and to become sensitive, however, it is desirable that it does not need to be dimensioned for these large pressure forces. According to the invention, the pressure-sensitive measuring body is therefore expediently mounted in the manner shown in FIG. 2, so that when the force with which the roller screw 7 acts on the holder 16 exceeds a certain value, the suspension in the holder 16 becomes so great that the roller screw acts directly on the movable bearing housing 4.
Of course, it is not necessary that the pressure-sensitive measuring body is mounted exactly in the manner shown in FIG. 2, but other types of resilient mounting can also be used.
Pressure-sensitive measuring prisms of other types than those specified above can also be used.
It is also not necessary to use a tachometer generator connected to the drive motor of the roller screw in order to obtain an actual value for the regulator 9 that is proportional to the speed of the roller screw 7. Rather, any other variable that depends on the speed of the drive motor, for example the armature voltage or the armature current, can be used for this purpose.
It is also not absolutely necessary to supply the regulator 9 with a control variable dependent on the speed of the drive motor 8, but the regulator 9 can only be controlled directly by the difference between the output voltage from the pressure-sensitive measuring arrangement and the reference voltage from the potentiometer 14. However, with such an arrangement it is more difficult to obtain a stable and accurate setting of the zero gap.
In order to achieve this with such an arrangement, the maximum difference between the voltage from the terminals 13 and the reference voltage from the potentiometer 14 must be considerably greater than the control voltage value that gives full control to the regulator 9, so that one is in the control range of the regulator only occurs when the difference between the voltage 13 and the reference voltage from the potentiometer 14 is very small.