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Vorrichtung zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit in mit hydraulischer Anstellvorrichtung versehenen Walzwerken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit in mit hydraulischer Anstellvorrichtung versehenen Walzwerken, bei welchen zwischen dem Anstellmotor und seinem Einstellrelais ein Verstärkungsmotor angeordnet ist, dessen in den Innenraum des Anstellmotors eindringende Kolbenstange in diesem Motor eine Druckerhöhung bewirkt.
Es sind nun schon mit Verstärkungsmotoren arbeitende Anlagen bekanntgeworden, doch besteht bei diesen keine Möglichkeit, das Zurückweichen der Druckflüssigkeit zu kompensieren. Diesen Nachteil zu beseitigen, ist eines der Ziele der Erfindung, welches erreicht wird, wenn erfindungsgemäss ein zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit dienender Ausgleichsmotor vorgesehen ist, dessen in den Zylinder des Verstärkungsmotors eindringende Kolbenstange eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge in den hydraulischen Verstärkungsmotor einpresst, und wobei zu Beginn des Walzvorganges mittels eines zwei Schaltstellungen aufweisenden, durch den Druckanstieg im Anstellmotor betätigbaren Steuerventils der Anstellmotor isolierbar ist,
wodurch die in denselben eindringende Kolbenstange des Verstärkungsmotors das Zurückweichen der Flüssigkeit sofort kompensiert, während das Einstellrelais des Anstellmotors letzteren immer in dessen eingeregelter Stellung festlegt.
Durch die erfindungsgemäss ausgebildete Vorrichtung wird das beim Einführen des Walzgutes stattfindende Zurückweichen der in den hydraulischen Anstellmotoren befindlichen Flüssigkeit so rasch wie möglich kompensiert, u. zw. bei Kompensation auch des mechanischen Zurückweichens, um solcherart Walzfabrikate innerhalb zulässiger Toleranzen zu erhalten. Hiebei ist es möglich, dass das für den hydraulischen Anstellmotor vorgesehene Einstellrelais nur von Flüssigkeit durchströmt wird, die geringen Druck aufweist. Die Hochdruckquelle kann, was ebenfalls günstig ist, nahe dem Anstellmotor liegen.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Kompensation des hydraulischen Zurückweichens kann an dem aus dem hydraulischen Ausgleichsmotor herausragenden Kolbenstangenende ein einstellbarer Anschlag vorgesehen sein, mit welchem die zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit des Anstellmotors erforderliche Flüssigkeitsmenge dosierbar ist.
Die Einrichtung zur Kompensation des mechanischen Zurückweichens des Walzwerkes kann so beschaffen sein, dass zwischen dem Antrieb für das Einstellen des Walzwerkes und dem Steuerschieber des Einstellrelais des hydraulischen Anstellmotors eine Einrichtung eingeschaltet ist, welche eine von der Einstellung des Walzwerkes unabhängige Verstellung des Steuerschiebers ermöglicht.
In weiterer Ausbildung der Einrichtung für die Kompensation des mechanischen Zurückweichens können die Kolben der hydraulischen Anstellmotoren mit der Traverse in fester Verbindung stehen, auf der die Einrichtung für die Kompensation des mechanischen Zurückweichens und die Einrichtung für das
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Einstellen des Walzwerkes angeordnet sind, wobei letztere einen Motor aufweist, mittels welchem die Steuerschieber der Einstellrelais der hydraulischen Anstellmotoren über die zur Kompensation des mechanischen Zurückweichens vorgesehene Einrichtung verstellbar sind, welche für jeden Anstellmotor ein Differential aufweist, dessen Käfig (Differentialglocke) durch einen Servomotor in eine Drehbewegung versetzbar ist, welche der auf den zugeordneten Walzwerkständer übertragenen Walzkraft proportional ist.
Der Servomotor kann dabei als einfach wirkender hydraulischer Motor ausgebildet sein, dessen Innenraum mit jenem des hydraulischen Anstellmotors in Verbindung steht und dessen Gestänge den Käfig des Differentials über eine Zahnstange betätigt, wobei eine Rückholfeder vorgesehen ist, welche der durch den Verstelldruck gegebenen Kraft entgegenwirkt.
Der die Drehung des Differentialkäfigs bewirkende Servomotor kann aber auch durch einen Elektromotor gebildet sein, der mit einer Drehzahl rotiert, welche der in einem der Walzwerkständer gemessenen Kraftbeanspruchung proportional ist.
Die Einrichtung, welche bei Auftreten unterschiedlichen Zurückweichens in den beiden Walzgerüsten eine Neigung des Walzzylinders in bezug auf die Horizontale durch Verschwenken eines der Walzenenden um eine horizontale Achse ermöglicht, indem das eine Zapfenlager des oberen Walzzylinders in dem zugehörigen Walzwerkständer axial verschieblich und schwenkbar montiert ist und das zweite Zapfenlager vertikal verschieblich und schwenkbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zapfenlager zwei Drehzapfen aufweist, die mit Kulissen versehen sind, welche jede auf zwei Schienen gleiten, von denen die eine unmittelbar an den Ständersäulen befestigt ist, die andere hingegen an diesen Säulen unter Zwischenschaltung einer die Demontage ermöglichenden ausschwenkbaren Halterung angebracht ist.
Weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen ist, in welchen Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch eine Anstellvorrichtung herkömmlicher Bauart wiedergibt, Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch ein mit der erfindungsgemässen Vorrichtung versehenes Walzwerk ist, Fig. 3 das die Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtung erläuternde hydraulische Schema veranschaulicht, und Fig. 4 einen durch die Achse des Walzzylinders geführten Horizontalschnitt darstellt, aus welchem die Funktion jener Einrichtung hervorgeht, die eine Neigung des Walzzylinders in bezug auf die Horizontale ermöglicht.
Bei einer in herkömmlicher Weise ausgebildeten hydraulischen Anstellvorrichtung gemäss Fig. 1 ist ein hydraulischer Anstellmotor V vorgesehen, dessen Kolben P mit dem Zapfenlager E des oberen Walzzylinders C aus einem Stück gefertigt ist.
Mittels eines Einstellrelais R kann die Stellung des Kolbens P im hydraulischen Anstellmotor V eingeregelt werden. Der Hebemotor, der im Sinne eines Anhebens des mit dem Kolben des Anstellmotors verbundenen beweglichen Teiles wirksam ist, also zum Zurückführen desselben nach oben dient, ist in Fig. 1 nicht dargestellt.
Im Hinblick auf die Wichtigkeit der Erzielung entsprechend hoher Walzleistungen und die Möglichkeit des Auftretens von Klemmkräften im hydraulischen Anstellmotor muss man bei derartigen Vorrichtungen den Druck im Anstellmotor während des Walzprozesses sehr hoch halten.
Eine zweckmässige Massnahme besteht darin, das Einstellrelais von zwei Druckquellen her zu speisen, u. zw. von einer Niederdruckquelle und von einer Hochdruckquelle, wobei der Übergang von der einen auf die andere durch einen Verteiler D bewirkt wird. Eine derartige Ausbildung bietet wohl den Vorteil, dass man die Hochdruckquellenurdann zu verwenden braucht, wenn sie tatsächlich erforderlich ist, Anderseits wird aber bei der betreffenden Ausbildung keineswegs die sehr erhebliche Unzukömmlichkeit vermieden, dass das Einstellrelais unter hohem Druck zu arbeiten hat.
Diese Unzukömmlichkeit ist im Hinblick auf die Tatsache gegeben, dass die statische Genauigkeit der Anstellvorrichtung nur dann gewährleistet erscheint, wenn der Steuerschieber des Einstellrelais vollkommen genau bemessen ist. Eine Erosion des Steuerschiebers, die dessen Genauigkeit zerstört, geht aber umso rascher vor sich, je grösser der Druck der ihn durchströmenden Flüssigkeit ist. Deshalb strebt man eine solche Anordnung der Einzelteile an, bei welcher das Relais niemals von einer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit durchflossen wird.
Überdies bringt es die in Fig. 1 wiedergegebene Ausführung mit sich, dass die Hochdruckquelle vom hydraulischen Anstellmotor beträchtlich entfernt liegt. Um aber die für das Zustandekommen des hohen Druckes erforderliche Zeit zu verringern und dabei auch unter hohem Druck stehende Rohrleitungen zu vermeiden, ist es angezeigt, die Hochdruckquelle in bezug auf den Anstellmotor so nahe wie
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Diese Einrichtung (s. Fig. 2 und 3) weist zwischen dem hydraulischen Anstellmotor 10 und seinem Einstellrelais 14 einen hydraulischen Verstärkungsmotor 11 auf, der mit dem Walzwerkständer aus einem Stück gefertigt ist. Der Verstärkermotor 14 besitzt einen Kolben 17 mit einer Kolbenstange 18, die in den Innenraum 22 des Anstellmotors 10 ragt. Mittels des hydraulischen Verstärkungsmotors 11 wird im Anstellmotor dann ein hoher Druck erzeugt, wenn die Stange 18 des Kolbens 17 in den Innenraum 22 des Anstellmotors 10 eindringt.
Oberhalb des Verstärkungsmotors 11 ist ein zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit dienender hydraulischer Ausgleichsmotor 12 so angeordnet, dass die Stange 20 seines Kolbens 19 in den Innenraum 23 des Verstärkungsmotors 11 eindringen kann.
In Fig. 3 ist das zum besseren Verständnis der Wirkungsweise dienende hydraulische Schema der erfindungsgemässen Vorrichtung wiedergegeben.
Im Kreislauf des hydraulischen Verteilsystems ist ein Steuerventil 24 mit zwei Schaltstellungen vorgesehen, das an die Rohre A, B, D, E, F angeschlossen ist. Mittels dieses Ventils sind folgende Verbindungen herstellbar :
Bei der einen Stellung des Steuerventils 24 ist der hydraulische Anstellmotor 10 mit dem Aus- lass D seines Einstellrelais 14 in Verbindung gesetzt, wobei der Verstärkungsmotor 11 mit einem Reservoir 25 verbunden ist und der zum Ausgleich des Zurückweichens der Flüssigkeit dienende hydraulische Ausgleichsmotor 12 ebenfalls mit dem Reservoir 25 in Verbindung steht.
Bei dieser Einstellung befindet sich der Kolben P des Anpressmotors 10 in seiner eingeregelten Stellung, wobei der Kolben 17 des Verstärkungsmotors 11 in seine obere Lage übergeführt ist, was auch für den unter dem Einfluss einer Feder 21 stehenden Kolben 19 des zum Ausgleich des Zurückweichens dienenden hydraulischen Ausgleichsmotors 12 gilt.
Bei der andern Stellung des Steuerventils 24 ist der hydraulische Anstellmotor 10 isoliert, wobei jedoch sein Einstellrelais 14 auch weiterhin die Aufrechterhaltung seiner eingeregelten Stellung gewährleistet. Der Verstärkungsmotor 11 ist dabei mit dem Auslass D des Einstellrelais 14 in Verbindung gesetzt, während der Ausgleichsmotor 12 mit der Druckquelle 27 verbunden ist, wobei die in den Innenraum 23 des Verstärkungsmotors 11 eindringende Stange 20 des Kolbens 19 die im Innenraum 23 befindliche Druckflüssigkeit schlagartig unter hohen Druck setzt. Dadurch wird die Stange 18 des Kolbens 17 des Verstärkermotors 11 in den Innenraum 22 des Anstellmotors 10 eingetrieben und dort jener hohe Druck erzeugt, der für den Ausgleich des durch die Walzkräfte verursachten Zurückdrängens der Flüssigkeit im Anstellmotor 10 erforderlich ist.
Der Übergang von der einen auf die andere der beiden Schaltstellungen des Steuerventils 24 kann beispielsweise durch eine Druckerhöhung im hydraulischen Anstellmotor 10 hervorgerufen werden, was den beim Einsetzen des Walzvorganges auftretenden Verhältnissen entspricht.
Gemäss einem weiteren erfindungsgemässen Merkmal ragt aus dem Ausgleichsmotor 12 eine Stange heraus, an welcher ein einstellbarer Anschlag 13 vorgesehen ist, mittels welchem man jene Flüssigkeitsmenge vorwählen kann, die jeweils zur Kompensation des Zurückweichens der im An-
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ter der Wirkung der Anstellvorrichtung stehende Walzzylinder dann gegen die Horizontale neigen kann, wenn das Zurückweichen auf beiden Walzwerkständern unterschiedlich ist.
Diese Figur gibt einen durch die Rotationsachse des oberen Walzzylinders 30 geführten Horizon talschnitt wieder.
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zylinder 30 gegenüber der Horizontalen verstellen.
Um ein einfaches Demontieren zu ermöglichen, ist eine der Gleitschienen unmittelbar an den Ständersäulen 35 befestigt, wogegen die andere an den Ständersäulen unter Zwischenschaltung einer ausschwenkbaren Halterung angebracht ist.
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen Einrichtungen gewährleisten die angeführten Ergebnisse und Vorteile. So wird das Einstellrelais niemals von einer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit durchströmt, weil die Hochdruckquelle durch den hydraulischen Verstärkungsmotor gebildet wird, dessen Kolbenstange in das Innere des hydraulischen Anstellmotors eindringt. Darüber hinaus ist sowohl
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bei Nutzbarmachung von niedrigem als auch von hohem Druck immer dasselbe Relais verwendbar. Man hat daher beim Übergang von niedrigem zu hohem Druck keine Änderung in der Betriebsanweisung zu beachten.
Die Einrichtung zum Ausgleich des Zurückweichens der Druckflüssigkeit gestattet die Einpressung einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge in die Anstellmotoren, u. zw. in möglichst unmittelbarer Weise.
Das mechanische Zurückweichen wird ebenfalls ausgeglichen.
Der Walzzylinder hat eine Bewegungsfreiheit, die seine Neigung in bezug auf die Horizontale zulässt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst auch alle sonstigen sie verkörpernden Varianten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit in mit hydraulischer Anstellvorrichtung versehenen Walzwerken, bei welchen zwischen dem Anstellmotor und seinem Einstellrelais ein Verstärkungsmotor angeordnet ist, dessen in den Innenraum des Anstellmotors eindringende Kolbenstange in diesem Motor eine Druckerhöhung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Kompensation des Zurückweichens der Druckflüssigkeit dienender Ausgleichsmotor (12) vorgesehen ist, dessen in den Zylinder (23) des Verstärkungsmotors (11) eindringende Kolbenstange (20) eine vor" bestimmte Flüssigkeitsmenge in den hydraulischen Verstärkungsmotor (11) einpresst, und wobei zu Beginn des Walzvorganges mittels eines zwei Schaltstellungen aufweisenden, durch den Druckanstieg im Anstellmotor (10)
betätigbaren Steuerventils (24) der Anstellmotor (10) isolierbar ist, wodurch die in denselben eindringende Kolbenstange (18) des Verstärkungsmotors (11) das Zurückweichen der Flüssigkeit sofort kompensiert, während das Einstellrelais (14) des Anstellmotors (10) letzteren immer in dessen eingeregelter Stellung festlegt.