CH620777A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksteuereinrichtung an einer Arbeitsvorrichtung mit mindestens einer Walze, die einen stillstehenden Kern aufweist, um den eine die eigentliche Walze bildende, radialen Abstand zum Kern belassende Hohlwalze umläuft, die an den Enden auf den Kern gelagert und dazwischen an dem Kern in radialer Richtung über ein in einer am Kern gebildeten Kammer befindliches, eine gegen die Innenseite der Hohlwalze wirkende Kraft und damit den Arbeitsdruck der Walze erzeugenden fluiden Druckmittel abgestützt ist, und mit einer durch ein weiteres fluides Druckmittel betätigten, an der Walze oder einer Gegenwalze angreifenden Belastungsvorrichtung, wobei die Belastungsvorrichtung oder die Walze das steuernde Element bilden und von dem darin herrschenden Druck ein Steuerdruck abgeleitet ist, mittels dessen in dem jeweils anderen, gesteuerten Element ein Druck einstellbar ist, der zu dem Druck in dem steuernden Element in einem bestimmten vorgegebenen Druckverhältnis steht.

Aus der deutschen Patentschrift 1411 327 ist eine Ausführungsform einer derartigen Drucksteuereinrichtung für ein Walzenpaar bekannt, bei dem die Walzen als sogenannte «Schwimmende Walzen» ausgebildet sind. Bei derartigen Walzen erstreckt sich längs des Kerns zwischen diesem und der Innenseite der Hohlwalze eine Dichtung, die zusammen mit an den Enden der Hohlwalze vorgesehenen Querdichtungen den Zwischenraum zwischen dem Kern und der Hohlwalze in zwei Längskammern unterteilen, die mit einem das fluide Druckmittel bildenden Drucköl gefüllt sind. Die auf der Seite des Walzspalts gelegene Längskammer erhält den höheren Druck. Der Druckunterschied bestimmt den Arbeitsdruck, d.h. den Liniendruck im Walzspalt. Das Drucköl wirkt unmittelbar gegen die Innenseite der Hohlwalze.

Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf andere Typen von Walzen, bei denen der Druck durch mechanische Zwischenglieder wie Druckschuhe oder Rollenanordnungen auf die Innenseite der Hohlwalze übertragen wird. Solche Ausführungsformen sind beispielsweise aus der USA-Patentschrift 2 395 915, der deutschen Offenlegungsschrift 2 230 139 und den deutschen Auslegeschriften 1 193 792 und 1 561 706 ersichtlich.

Bei der durch die deutsche Patentschrift 1 411 327 bekannten Ausführungsform ist nun eine der sogenannten «Schwimmenden Walzen» fest gelagert, während auf die die Walzenzapfen bildenden, aus der Hohlwalze vorstehenden Enden des Kerns bei der anderen Walze eine Belastungsvorrichtung wirkt, die zwei hydraulische Kolben-Zylindereinheiten umfasst, von

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denen je eine ihre Kraft auf ein Ende des Kerns der Gegenwalze überträgt.

Es kommt nun darauf an, dass die Drücke in den schwimmenden Walzen und in der Belastungsvorrichtung sehr genau aufeinander abgestimmt sind. Ist z.B. der Druck in einer 5

schwimmenden Walze zu hoch, d.h. höher als die Gegenkräfte erfordern, so biegt sich die schwimmende Walze, da ihre Hohlwalze an den Enden auf den Kern gelagert ist und der zu hohe Druck in der Mitte die Hohlwalze vom Kern wegzudrücken sucht, gegen die Gegenwalze hin durch oder verursacht jeden- 10 falls einen ungleichmässigen Liniendruck im Walzspalt. Dies alles gilt nicht nur für die sogenannte «Schwimmende Walze», sondern auch für die anderen aus den vorgenannten Schriftstellen hervorgehenden Walzentypen.

Ein weiterer Nachteil eines nicht genau den Verhältnissen 15 angepassten Drucks in den Walzen besteht darin, dass die Lager an den Enden der Hohlwalze dann eine unzulässig hohe Belastung erfahren. Im Idealfall, d.h. bei genau angepasstem Druck in der Walze, soll die Gegenkraft im Gleichgewicht mit der durch das fluide Druckmittel ausgeübten Kraft stehen und den 20 Lagern an den Enden nur noch eine Führungsfunktion zukommen. Stimmt der Druck jedoch nicht, so müssen die Lager den Druckfehler, der zu einer nicht ausgeglichenen Kraft zwischen Hohlwalze und Kern führt, aufnehmen. Das gleiche trifft zu,

wenn die Kraft der Belastungsvorrichtung nicht genau dem 25 Druck in der Walze entspricht. Wenn z.B. ein sehr niedriger Druck in der Walze mit einem sehr hohen Druck an der Belastungsvorrichtung zusammentrifft, werden die dadurch ausgeübten Kräfte voll auf die Lager in der Walze geleitet.

Zur Überwachung des Druckverhältnisses in der Walze und 30 in der Belastungsvorrichtung ist nun bei der durch die deutsche Patentschrift 1411 327 bekannten Ausführungsform ein Druck verhältnisregier vorgesehen. Dieser Druckverhältnisregler regelt den Druck an der Belastungsvorrichtung so ein, dass die von der Warenbahn ausgeübte Kraft gerade von der durch 35 das Drucköl in der Längskammer der in der deutschen Patentschrift 1411 327 vorhandenen «Schwimmenden Walze» aufgehoben wird. Es trägt dann nur das Drucköl, während die Lager an den Enden der Hohlwalze von den im Walzspalt wirkenden Kräften frei bleiben. Führungsgrösse ist bei der Ausführungs- 40 form nach der deutschen Patentschrift 1411 327 der Druck in der «Schwimmenden Walze».

Es ist aber auch bereits Stand der Technik, die Steuerung an einer solchen Arbeitsvorrichtung umgekehrt vorzunehmen, d.h. den Druck in der Belastungsvorrichtung als Führungsgrösse zu 45 wählen und den Druck in der Walze danach einzurichten.

Voraussetzung für die Funktion einer solchen Drucksteuereinrichtung ist es, dass der Druck in dem gesteuerten Element den Druck, den das steuernde Element verlangt, auch wirklich erreichen kann. In der Praxis ist dies jedoch nicht immer der so Fall ; vielmehr kann sich der Druck in dem gesteuerten Element, sei es durch mangelnde oder zu träge Druckversorgung, sei es durch an bestimmten Stellen auftretende Druckverluste,

manchmal nicht schnell genug oder überhaupt nicht an die Führungsgrösse anpassen. 55

Bei einer Arbeitsvorrichtung mit Walzen der in Rede stehenden Art, bei der der Druck in der Belastungsvorrichtung Führungsgrösse ist, kann dies insbesondere in zwei Fällen eintreten: erstens wenn der Belastungsdruck schneller ansteigt als der Druck in der Walze folgen kann. Eine solche Steigerung des «o Belastungsdruckes ist dann erforderlich, wenn nach dem Einführen der Bahn in die Arbeitsvorrichtung der Liniendruck auf den vollen Betriebsdruck gesteigert werden muss. Zweitens stellt sich das erwünschte Druckverhältnis nicht ein, wenn der Druck in der Walze aus irgendeinem Grund dauernd nicht auf « seine normale Höhe kommt, was durch unzureichende Leistung des Pumpensystems, dauernde Leckverluste durch nicht einwandfreien Zustand der Dichtungen in der Walze, nicht einwandfreie Verbindungen an den Steuerleitungen usw. eintreten kann.

Ähnliche Probleme können auftreten, wenn der Druck in der Walze Führungsgrösse ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Drucksteuereinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass Abweichungen der Drücke in der Belastungsvorrichtung in der Walze von dem angestrebten Druckverhältnis unterbunden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Druck-verhältnisüberwachungseinrichtung vor, welche dazu dient, den Steuerdruck mit dem tatsächlichen Druck in dem gesteuerten Element zu vergleichen und im Verhältnis zu dem vorgegebenen Druckverhältnis überhöhten Druck in dem steuernden Element diesen auf dieses Druckverhältnis zu vermindern.

Der Steuerdruck stellt einen Druck dar, der von dem Druck in dem steuernden Element abgeleitet ist. Dieser Steuerdruck fordert in dem gesteuerten Element eine bestimmte Druckhöhe. Die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung überwacht nun, ob der tatsächliche Druck in dem gesteuerten Element dieser Forderung nachkommt. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird nicht etwa auf der Seite des steuernden Elements eine Änderung in Gestalt einer noch stärkeren Steigerung des Steuerdrucks vorgenommen, sondern es wird gewissermassen die Führung bei der Steuerung umgekehrt und nunmehr der Druck in dem steuernden Element abgesenkt, bis das vorgegebene Druck Verhältnis wieder vorliegt.

Durch diese Massnahme kann zwar möglicherweise der Arbeitsdruck nicht über einen bestimmten Wert gesteigert werden, doch ist sichergestellt, dass bei dem erreichbaren Druck jedenfalls das richtige Verhältnis zwischen den Drücken in der Walze und in der Belastungsvorrichtung vorliegt und die Arbeitsvorrichtung in einem dem Idealzustand angenäherten Druckgleichgewicht arbeitet, wo es nicht zu übermässigen Belastungen der Lager und insbesondere zu ungleichmässigem Liniendruck kommt.

Es sind Anordnungen bekannt, bei denen zur Regelung des Druckverhältnisses ein separates, insbesondere pneumatisches System vorgesehen ist, welches u.a. ein insbesondere pneumatisches Steuersignal zur Einstellung des Drucks in dem steuernden Element erzeugt. Die deutsche Patentschrift 1 523 351 zeigt eine Walzenanordnung mit «schwimmenden Walzen» und hydraulisch betätigter Belastungsvorrichtung, bei der ein pneumatisches Regelsystem vorhanden ist.

Bei einer solchen Drucksteuereinrichtung kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Druckverhältnisüberwa-chungseinrichtung ein von für die Drücke in der Walze bzw. in der Belastungsvorrichtung repräsentativen Drücken beaufschlagtes Steuerelement umfasst, welches dazu bestimmt ist, einerseits das Steuersignal unverändert durchzulassen, solange das Verhältnis zwischen steuerndem Druck und gesteuertem Druck kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, und andererseits das Steuersignal zu drosseln, sobald dieses Verhältnis den vorbestimmten Wert wertmässig überschreitet.

Die Angriffsstelle der Drucküberwachungseinrichtung liegt also in dem separaten System zur Einstellung bzw. Steuerung der Drücke in der Walze und der Belastungsvorrichtung.

Solange das Druckverhältnis dem gewünschten Wert entspricht, geschieht nichts. Sobald aber der zu steuernde Druck nicht nachkommt, erfolgt ein Eingriff, in dem das Steuersignal in dem separaten System vermindert und entsprechend auch der Druck in dem steuernden Element abgesenkt werden.

Im einzelnen kann die Ausführung so sein, dass das Steuerelement eine Membrananordnung aufweist, die ein in der das Steuersignal für das steuernde Element führenden Leitung angeordnetes Drosselventil betätigt, wobei die Membrananordnung einerseits vom Steuerdruck beaufschlagt ist und andererseits unter dem Einfluss einer aus dem tatsächlichen Druck in dem gesteuerten Element gebildeten Kraft steht.

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Dieser tatsächliche Druck und der Steuerdruck ergeben also ein Gleichgewicht bzw. bei einer Abweichung verlagert sich die Membran und wird das Drosselventil in der gewünschten Weise betätigt.

Bei einer Anordnung, bei der am Kern der Walze zwei einander gegenüberliegende Kammern vorgesehen sind, die hydraulische Druckflüssigkeit verschiedenen Drucks enthalten und bei der die Differenz dieser Drücke den Arbeitsdruck der Walze bestimmt, wie es z.B. bei einer sogenannten «Schwimmenden Walze» der Fall ist, empfiehlt es sich, eine Anordnung mit zwei gleichachsig einander gegenüberliegenden, von den Drücken in den Kammern beaufschlagten Balgen vorzusehen, die an ihren einander zugewandten Seiten auf einen Hebel einwirken und die an ihren einander abgewandten Seiten fest abgestützt sind, und mechanische Übertragungsglieder zur Übertragung der Verlagerung des Hebels auf die Membran des Steuerelements vorzusehen.

Auf diese Weise wird ein für den Arbeitsdruck in der Walze repräsentativer Druck ins Spiel gebracht und kann mit dem Steuerdruck verglichen werden.

An sich bekannt ist ein solches Element mit zwei einander gegenüberliegenden Balgen aus der deutschen Patentschrift 1 460 632.

Es sind Walzenanordnungen bekannt, bei denen die wählbare Einstellung des hydraulischen Drucks für die steuernden Elemente über pneumatisch gesteuerte Regler für den hydraulischen Druck erfolgt, die einen vom pneumatischen Steuersignal abhängigen hydraulischen Druck einstellen und in deren das pneumatische Steuersignal führender Zuleitung ein Einstellventil vorgesehen ist, welches das pneumatische Steuersignal als einen einstellbaren Anteil eines festen pneumatischen Drucks erzeugt.

Bei einer solchen Anordnung ist es zweckmässig, wenn die Drucküberwachungseinrichtung in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung zu den Einstellventi-len angeordnet ist.

Die Einstellventile erhalten dann, wenn die Drucküberwachungseinrichtung in Tätigkeit getreten ist, statt des vollen pneumatischen Pumpendrucks nur einen verminderten Druck, aus dem die Einstellventile dann auch ein entsprechend vermindertes Steuersignal für das steuernde Element bilden.

Die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung vergleicht den in einem separaten System gebildeten Steuerdruck für das gesteuerte Element mit dem in diesem tatsächlich herrschenden Druck. Wenn aber das den Steuerdruck erzeugende System aus irgendeinem Grunde selbst ausfällt, so könnte der Druck in dem gesteuerten Element abfallen, ohne dass die Druckverhältnis-Überwachungseinrichtung in Tätigkeit tritt, weil eben der Steuerdruck auch in einem solchen Fall nicht «überhöht» ist. Der Druck in dem steuernden Element könnte dabei dennoch zu hoch sein.

Um auch einen solchen Ausfall eines separaten pneumatischen Steuersystems abzusichern, besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, dass in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung zu den Einstellventilen, der Druckverhältnisüberwachungseinrichtung vorgeschaltet, ein pneumatisches Steuerelement angeordnet ist, an welchem ein den Druck des in dem steuernden Elements darstellender pneumatischer Druck und der feste pneumatische Pumpendruck anliegen und welches bei Ansteigen des ersteren Drucks nur einen entsprechend steigenden Anteil des festen pneumatischen Drucks durchlässt.

Das Steuersignal für die Einstellung des Drucks in dem steuernden Element und damit dieser Druck können also nur ansteigen, wenn eine vorherige Steigerung durch das pneumatische System «rückgemeldet» worden ist. Bei einem Ausfall des pneumatischen Systems unterbleibt eine solche «Rückmeldung»

natürlich und kann keine Drucksteigerung erfolgen. Der Druck verbleibt dann auf einem niedrigen, an dem hydraulisch-pneu-matischen Steuerelement eingestellten Grundwert.

Schliesslich kann in der Zuleitung des Steuerdrucks für das gesteuerte Element noch ein Druckbegrenzer angeordnet sein.

Hierdurch kann der Druck in dem gesteuerten Element nie über einen zulässigen Betrag ansteigen. Dies ist besonders wichtig, wenn das steuernde Element als beidseitig beaufschlagte Druckzylinder ausgebildet ist, wobei durch einen Druck auf der der Belastungsrichtung entgegengesetzten Kolbenseite ein Teil des Eigengewichtes der aufliegenden Walze entlastet wird, wobei dieser Entlastungsdruck ebenfalls zur Steuerung des gesteuerten Elementes verwendet wird, in dem Sinne, dass bei steigendem Entlastungsdruck der Druck in dem gesteuerten Element niedriger wird. Wenn nun der Entlastungsdruck aus irgendeinem Grunde ausfällt, so steigt dadurch die Belastung im Walzenspalt und die Steuerung erhöht den Druck im gesteuerten Element entsprechend. Dadurch entsteht die Gefahr, dass die zulässige Belastung der Walzen überschritten wird. Der Druckbegrenzer in der Zuleitung des Steuerdruckes für das gesteuerte Element verhindert nun ein weiteres Ansteigen des Druckes in dem gesteuerten Element. Dadurch wird die Druck-verhältnisüberwachungseinrichtung wirksam und verringert in dem steuernden Element entsprechend den Druck.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die pneumatischen Leitungen durch eine zusätzliche strichpunktierte Linie gekennzeichnet sind.

Fig. 1 zeigt einen pneumatisch/hydraulischen Schaltplan einer Walzenanordnung, an der die Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Druckverhältnisüberwachungseinrichtung;

Fig. 3 zeigt eine vergrösserte Teilansicht des unteren Endes der Einrichtung nach Fig. 2 ;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein in der Drucksteuereinrichtung enthaltenes pneumatisches Steuerelement.

In Fig. 1 ist eine als Ganzes mit 100 bezeichnete Arbeitsvor-richtung mit einer schwimmenden Walze 1 und einer beliebigen Gegenwalze 2 dargestellt. Die schwimmende Walze umfasst eine Hohlwalze 3, die an ihren Enden auf einem Kern 4 gelagert ist. Der Kern 4 durchgreift die Hohlwalze 3 der Länge nach und steht mit seinen die Walzenzapfen bildenden Enden aus der Hohlwalze 3 hervor. Wie aus dem als Ganzes mit 5 bezeichneten kleinen Querschnitt der schwimmenden Walze zu ersehen ist, belässt der Kern einen gewissen Abstand zur Innenseite der Hohlwalze 3. Der Abstandsraum ist durch zwei am Kern angebrachte Längsdichtungen 6 in zwei einander in Richtung des Walzdrucks gegenüberliegende Längskammern 7,8 unterteilt. An den Enden der Längskammern 7, 8 sind innenseitig der Lager Querdichtungen vorgesehen, so dass die Längskammern im wesentlichen geschlossen sind und in ihnen ein hydraulischer Druck aufgebaut werden kann. In der dem Walzspalt zugewandten Längskammer 7 wird ein höherer Druck erzeugt, woraus eine Abstützung der Belastung im Walzenspalt sich ergibt. Beim Umlauf gleitet die Hohlwalze 3 an den Dichtungen 6 vorbei und ist zwischen den Lagern nur über die in der Längskammer 7 befindliche hydraulische Druckflüssigkeit abgestützt.

Während die schwimmende Walze 1 in dem Ausführungsbeispiel fest gelagert ist, besitzt die Gegenwalze 2 eine Belastungsvorrichtung 10, die zwei hydraulische Kolben/Zylindereinheiten 9 umfasst, die auf die Walzenzapfen 11 der Gegenwalze 2 einen gegen die schwimmende Walze 1 gerichteten Druck ausüben.

Das hydraulische Druckmittel für die Druckversorgung der schwimmenden Walze 1 wird durch die Druckversorgungseinheit 12 geliefert, die im wesentlichen eine einen konstanten Druck erzeugende Pumpe enthält.

Der Druck für die hydraulischen Kolben/Zylindereinheiten 9 wird durch die Druckversorgungseinheit 13 geliefert. Die

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Druckversorgungseinheit 13 stellt einen konstanten hydraulischen Druck bereit, aus dem auf noch zu erläuternde Weise der gesteuerte Druck zur Betätigung der hydraulischen Kolben/ Zylindereinheiten 9 beim Andrücken der Gegenwalze 2 gegen die schwimmende Walze 1 hergestellt wird. Ein gewisser hydraulischer Druck PE ist auch auf der Kolbenstangenseite der Kolben/Zylindereinheiten 9 vorhanden und wird über die Leitungen 14 dorthin geleitet. Der Arbeitsdruck ist also die Differenz der auf den beiden Seiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 herrschenden Drücke. Soll die Walzenanordnung gelüftet, d.h. die Gegenwalze 2 von der schwimmenden Walze 1 abgehoben werden, so wird der auf die Kolbenstangenseite geführte Druck über den auf der geschlossenen Seite herrschenden Druck gesteigert.

Der Druck in der schwimmenden Walze wird durch einen Differenzdruckregler 16 geregelt, der einen bestimmten Anteil des über die Leitung 17 herangeführten vollen Drucks der Druckversorgungseinheit 12 in der Längskammer 7 aufrechterhält. Auch in der Längskammer 8 herrscht ein hydraulischer Druck, der u.a. durch das an den Dichtungen 6 übertretende hydraulische Druckmittel zustandekommt. Das in die Längskammer 8 übertretende hydraulische Druckmittel wird fortlaufend über die Leitung 18 in den Sumpf abgeleitet, damit sich kein zu starker Druck aufbauen kann bzw. der Druck auf dem eingeregelten Wert verbleibt.

Die Steuerung des in der Längskammer 7 aufrechterhaltenen Anteils des in der Leitung 17 herrschenden vollen Drucks der Druckversorgungseinheit 12 erfolgt durch ein separates pneumatisches System. Der pneumatische Steuerdruck 50 wird über die Leitungen 19,20 herangeführt. Je nach dem wie hoch dieser Steuerdruck 50 ist, wird der Druck in der Längskammer 7 eingestellt.

Führungsgrösse für die Bestimmung des Steuerdrucks 50 sind die Drücke in der Belastungsvorrichtung 10. Die zu den geschlossenen Seiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 führenden Leitungen 21,22 sowie die zu den Kolbenstangenseiten führenden Leitungen 23,24 werden über die Zweigleitungen 25 und 26 bzw. 27 und 28 angezapft. Die Drücke von den geschlossenen Seiten gelangen in einen Umsetzer 29, der ein dem Mittelwert der beiden Drücke entsprechendes pneumatisches Signal an dem Ausgang 30 erzeugt. Entsprechend werden die Drücke der Kolbenstangenseiten auf den hydraulisch pneumatischen Umsetzer 31 geleitet, der an seinem Ausgang 32 ein den Mittelwert wiedergebendes pneumatisches Signal hervorbringt.

Da die tatsächlich von der Belastungsvorrichtung 10 ausgeübte Kraft von der Differenz dieser Drücke abhängt, werden die Signale an den Ausgängen 30, 32 auf ein pneumatisches Summierglied 33 gegeben, welches die Signale miteinander vergleicht und daraus den an dem Ausgang 34 erscheinenden pneumatische Steuerdruck 50 erzeugt, der über die Leitungen 20 und 19 dem Differenzdruckregler 16 zugeführt wird und so den Druck in der schwimmenden Walze 1 regelt. Der pneumatische Druck für die Geräte 29,31 und 33 wird durch die Luftversorgungseinheit 35 bereitgestellt und an den mit den kleinen Pfeilen bezeichneten Eingängen in die Geräte 29, 31 und 33 eingegeben.

Der Druck in den die Belastungsvorrichtung 10 bildenden Kolben/Zylindereinheiten 9 muss unabhängig einstellbar sein. Diese Druckeinstellung geschieht wieder mit Hilfe eines separaten pneumatischen Systems. Eine Pumpe 36 erzeugt einen gleichbleibenden pneumatischen Druck, der über die Leitungen 37,38 und 39 zwei Einstellventilen 40 und 41 zugeleitet wird, die von aussen betätigbar sind und je nach Betätigung einen bestimmten Anteil des zugeleiteten pneumatischen Drucks über die Leitungen 42,43 zwei pneumatisch/hydraulischen Umsetzern 44,45 zuleiten. Die Umsetzer 44,45 erhalten einen gleichbleibenden hydraulischen Druck über die Leitung 46 aus der Druckversorgungseinheit 13. Je nach Höhe des pneumatischen Drucks in den Leitungen 42 und 43 wird nun ein bestimmter Anteil des vollen Drucks in der Leitung 46 auf die Leitungen 47 und 48 weitergegeben, die in die Leitungen 21 bzw. 22 münden und die Druckflüssigkeit für die geschlossene s Seite der Kolben/Zylindereinheiten 9 liefern. Durch Verstellung der Einstellventile 40,41 wird also der Druck der Belastungsvorrichtung 10 bestimmt.

Der Druck in der Belastungsvorrichtung 10 wiederum bestimmt in der bereits geschilderten Weise den in den Leitun-io gen 20 und 19 herrschenden Steuerdruck 50, der den Druck in der schwimmenden Walze 1 so regelt, dass dieser zu dem Druck in der Belastungsvorrichtung 10 in einem bestimmten Verhältnis steht.

Es kann nun der Fall eintreten, dass der Druck in der 15 schwimmenden Walze 1 nicht den Wert erreicht, der durch den Steuerdruck 50 gefordert wird. Wenn z.B. die Dichtungen 6 zuviel Druckflüssigkeit durchlassen, kann sich in der Längskammer 7 kein ausreichender Druck aufbauen. Auch können Fehler in der hydraulischen Zuleitung zu der schwimmenden Walze 1 20 einen ausreichenden Druckaufbau verhindern. Dies führt dazu, dass die von der Belastungsvorrichtung 10 ausgeübte Kraft im Verhältnis zur Gegenkraft des hydraulischen Druckmittels in der Längskammer 7 zu hoch ist. Diese Kraft wird durch die Lager an den Enden der Hohl walze 3 aufgefangen, die dadurch 25 sehr belastet werden. Auch ergibt sich in dieser Situation ein ungleichmässiger Liniendruck.

Um dies zu verhindern, ist in die Drucksteuereinrichtung eine als Ganzes mit 60 bezeichnete Druckverhältnisüberwa-chungseinrichtung eingebaut.

An sich wäre es zur Erreichung der bisher beschriebenen Funktion der Steuerung des Drucks in der schwimmenden Walze 1 in Abhängigkeit von dem Druck in der Belastungsvorrichtung 10 möglich, die Leitung 38 unmittelbar in die Einstellventile 40,41 und die Leitung 20 unmittelbar in die Leitung 19 münden zu lassen. Gemäss Fig. 1 sind diese Leitungen jedoch durch die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 60 geführt, und es werden ausserdem noch die Drücke in den Längskammern 7,8 über die Leitungen 61,63 angezapft und in das pneumatisch/hydraulische Steuerelement 62 eingegeben, welches Bestandteil der Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 60 ist.

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Der Steuerdruck 50 in der Leitung 20 steht an dem Eingang 64 des Steuerelements 62, an, die Drücke in den Leitungen 61 45 und 63 an den Eingängen 65 und 66. Das in der Leitung 38 anstehende Steuersignal 51 kommt an dem Eingang 67 an und wird an dem Ausgang 68 in die Leitung 39 durchgelassen. Der Ausgang 68 ist ausserdem mit dem Eingang 69 verbunden.

In dem Steuerelement 62 wird nun der Steuerdruck 50, der 50 den Druck in der Belastungsvorrichtung 10 repräsentiert, mit dem in der schwimmenden Walze 1 herrschenden tatsächlichen Druck verglichen. Ist das Verhältnis zwischen diesen beiden Drücken höchstens gleich einem vorbestimmten Wert, so bleibt das Steuerelement 62 inaktiv und lässt das in der Leitung 38 55 anstehende Steuersignal 51 unverändert vom Eingang 67 zum Ausgang 68 und von dort über die Leitung 39 zu den Einstellventilen 40,41 durch.

Kann aber der Druck in der schwimmenden Walze 1 den von dem Steuerdruck 50 geforderten Wert nicht erreichen und 6o ist das Druckverhältnis also höher als der festgelegte Wert, so wird nur ein gewisser Teil des Steuerventils 51 zu den Einstellventilen 40,41 durchgelassen, die dann auch nur einen gegenüber dem eingestellten Wert entsprechend verminderten pneumatischen Druck über die Leitungen 42,43 auf die Umsetzer 65 44,45 gelangen lassen, wodurch wieder der hydraulische Druck in den Leitungen 21, 22 und damit in der Belastungsvorrichtung 10 abgesenkt wird, so dass sich das richtige Druckverhältnis wieder einstellt.

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In Fig. 1 ist das Steuerelement 62 nur in schematischer Form dargestellt; eine praktische Ausführungsform wird an Hand der Fig. 2 und 3 noch beschrieben.

Es kann nun der Fall eintreten, dass aufgrund irgendeines Defektes das den pneumatischen Steuerdruck 50 erzeugende Gerät 33 ausfällt. In einem solchen Fall würde die Druckver-hältnisüberwachungseinrichtung 60 nicht ansprechen, weil eben der pneumatische Steuerdruck im Verhältnis zum Druck in der schwimmenden Walze nicht zu hoch sein kann. Dennoch kann das Druckverhältnis Belastungsvorrichtung 1 O/schwimmende Walze 1 erheblich gestört sein.

Um hier eine Sicherung vorzusehen, sind die pneumatischen Systeme für den Steuerdruck 50 und das Steuersignal 51 durch die Leitung 73 gekoppelt. Am Ausgang 30 des Umsetzers 29 wird ein für den Druck auf den geschlossenen Seiten der Kolben/Zylindereinheiten 9 repräsentativer Druck abgenommen und auf die Eingänge 71,72 eines pneumatischen Steuerelements 70 geleitet, der von dem Eingang 74 den in der Leitung 37 anstehenden Druck nur nach Massgabe der Druckerhöhung in der Leitung 73 auf den Ausgang 75 weitergibt. Nur wenn also das pneumatische System eine Druckerhöhung in den Kolben/ Zylindereinheiten 9 weitermeldet, kann ein entsprechend erhöhter Anteil des Drucks in der Leitung 37 als Steuersignal in die Leitung 38 übertreten. Es kann also nicht der Fall eintreten, das in der Belastungsvorrichtung 10 der Druck gesteigert wird, während der Steuerdruck 50 für die «Schwimmende Walze» 1 wegbleibt und die Druckverhältnisüberwachungseinrichtung 60 inaktiv ist, die gerade feststellen soll, ob der Druck in der Belastungsvorrichtung 10 nicht zu hoch wird.

Eine weitere Sicherung besteht darin, dass in der Leitung 20 ein Druckbegrenzer 80 vorgesehen ist. Der Druckbegrenzer 80 verhindert, dass z.B. durch Ausfall des Entlastungsdrucks auf den Kolbenstangenseiten der Kolben/Zylinderheinheiten 9 plötzlich ein sehr überhöhter Steuerdruck 50 auf den Differenzdruckregler 16 gelangt und den Druck in der schwimmenden Walze 1 über den zulässigen Wert steigert.

In den Fig. 2 und 3 ist das pneumatisch/hydraulische Steuerelement 62 im einzelnen dargestellt. Es sind auf einer Grundplatte 162 zwei Balgen 165 und 166 auf gleicher Achse angeordnet, die an ihren einander abgewandten Seiten fest gelagert sind und in die die Leitungen 65 bzw. 66 münden, die den Druck in den beiden Kämmen 7,8 der schwimmenden Walze 1 führen. Mit den einander zugewandten Seiten greifen die Balgen an einem zweiarmigen Hebel 161 an, der bei 163 gelagert ist und seine Bewegung über die Rolle 164 auf den einarmigen Hebel 167 überträgt, der wiederum auf einen Bolzen 168 einwirkt, der bei einer Änderung des Druckverhältnisses in den Balgen 165,166 eine gemäss Fig. 2 nach oben oder unten gerichtete Kraft erfährt.

Der Bolzen 168 sitzt auf einem in dem Gehäuse 170, welches mit der Grundplatte 162 verbunden ist, gelagerten Membrankörper 171 auf. Der Membrankörper 171 ist durch mehrere in Achsrichtung des Bolzens 168 aufeinanderfolgende Membranen 150 an dem Gehäuse 170 gehalten und kann sich in dieser Achsrichtung verlagern. Die Verlagerung wird über einen

Stift 172 auf den Schliesskörper 174 eines Drosselventils 173 übertragen. Der obere Rand des Schliesskörpers 174 wirkt mit einer konischen Dichtfläche 175 des Drosselventils 173 zur Bildung einer Steuerkante 179 zusammen. Bewegen sich der Stift 172 und damit der Schliesskörper 174 nach unten, so entfernt sich der obere Rand des Schliesskörpers von der Dichtfläche 175, und es wird ein Durchgang gemäss den Fig. 2 und 3 von links nach rechts eröffnet. Normalerweise wird der Schliesskörper 174 durch die Feder 176 in Anlage an der Dichtfläche 175 gehalten.

Die der Darstellung in der Fig. 1 entsprechenden Eingänge sind in den Fig. 2 und 3 eingezeichnet. Dementsprechend liegt am Eingang 64 der Steuerdruck 50 an, der auch in der Kammer 177 herrscht. In der gleichgrossen Kammer 178 steht der Signaldruck 51 des Ausgangs 68 an, der über den Eingang 69 auch in die Kammer 178 geleitet wird, so dass der Membrankörper 171 durch die in den Kammern 177 und 178 herrschenden Drücke teilweise druckentlastet ist. Wenn nun im Betrieb der Druck in der dem Walzspalt zugewandten Längskammer 7 in der schwimmenden Walze 1 abfällt, so pflanzt sich dieser Druckabfall über den Eingang 65 in den Balgen 165 fort, der dementsprechend etwas zusammenfallen wird. Der zweiarmige Hebel 161 wird sich mit seiner gemäss Fig. 2 rechten Seite nach unten, mit der Rolle 164 nach oben bewegen. Entsprechend bewegen sich auch der einarmige Hebel 167, der Bolzen 168, der Membrankörper 171, der Stift 172 und der Schliessköprer 174 nach oben. Dabei wird im Zusammenwirken mit der Dichtfläche 175 die Steuerkante 179 geschlossen und der vom Eingang 67 zum Ausgang 68 übertretende Luftstrom gedrosselt. Daraufhin senken sich der Druck in der Belastungsvorrichtung 10 und der diesem repräsentierenden Steuerdruck 50. Dies bedeutet, dass der Druck in der Kammer 177 abfällt und sich der Membrankörper 171 gemäss Fig. 2 nach unten bewegt. Dadurch wird an der Steuerkante 179 eine grössere Öffnung geschaffen, so dass das Steuersignal 51 wieder weniger geschwächt oder überhaupt unverändert von 67 nach 68 übertreten kann. Es stellt sich dann ein den Verhältnissen angepas-stes Gleichgewicht ein.

In Fig. 4 ist das Steuerelement 70 dargestellt, welches in seinem Aufbau im wesentlichen dem unteren Teil des Steuerelementes 62 in Fig. 2 entspricht. Es ist lediglich statt des Bolzens 168 eine Kammer 180 vorgesehen, die eine Feder 181 enthält und in der der am Eingang 71 anstehende Druck der Leitung 73 herrscht, welcher Druck den Druck in der Belastungsvorrichtung 10 repräsentiert. Der gleiche Druck herrscht auch in den Kammern 183 und 184, so dass der Membrankörper 182 druckentlastet ist.

Fallen nun z.B. durch eine Störung der Luftzufuhr das Ausgangssignal des Geräts 29 und damit der Druck in der Leitung 73 bzw. der Kammer 180 ab, so bewegt sich der Membrankörper 182 nach oben, und es schliesst sich die Steuerkante 179. Der Durchgang vom Eingang 74 zum Ausgang 75 wird bis auf einen geringen vorher eingestellten Grunddruck für die Belastungsvorrichtung 10 reduziert. Dadurch kann in keinem Fall ein überhöhter Belastungsdruck auftreten.

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Claims (7)

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1. Drucksteuereinrichtung an einer Arbeitsvorrichtung mit mindestens einer Walze, die einen stillstehenden Kern aufweist, um den eine die eigentliche Walze bildende, radialen Abstand zum Kern belassende Hohlwalze umläuft, die an den Enden auf dem Kern gelagert und dazwischen an dem Kern in radialer Richtung über ein in einer am Kern gebildeten Kammer befindliches, eine gegen die Innenseite der Hohlwalze wirkende Kraft und damit den Arbeitsdruck der Walze erzeugendes fluides Druckmittel abgestützt ist, und mit einer durch ein weiteres fluides Druckmittel betätigten, an der Walze oder einer Gegenwalze angreifenden Belastungsvorrichtung, wobei die Belastungsvorrichtung oder die Walze das steuernde Element bilden und von dem darin herrschenden Druck ein Steuerdruck abgeleitet ist, mittels dessen in dem jeweils anderen, gesteuerten Element ein Druck einstellbar ist, der zu dem Druck in dem steuernden Element in einem bestimmten vorgegebenen Druckverhältnis steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckver-hältnisüberwachungseinrichtung (60) vorgesehen ist, welche dazu dient, den Steuerdruck (50) mit dem tatsächlichen Druck in dem gesteuerten Element zu vergleichen und bei im Verhältnis zu dem vorgegebenen Druckverhältnis überhöhtem Druck in dem steuernden Element diesen auf dieses Druckverhältnis zu vermindern.

2. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der zur Regelung des Druckverhältnisses ein separates, insbesondere pneumatisches System vorgesehen ist, welches ein Steuersignal zur Einstellung des Drucks in dem steuernden Element erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverhältnisüberwa-chungseinrichtung (60) ein von für die Drücke in der Walze (1) bzw. der Belastungsvorrichtung (10) repräsentativen Drücken beaufschlagtes Steuerelement (62) umfasst, welches dazu bestimmt ist, einerseits das Steuersignal (51) unverändert durchzulassen, solange das Verhältnis zwischen steuerndem Druck und gesteuertem Druck kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, und andererseits das Steuersignal (51) zu drosseln, sobald dieses Verhältnis den vorbestimmten Wert wertmässig überschreitet.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das pneumatische System auch einen pneumatischen Steuerdruck für das gesteuerte Element erzeugt, welcher von dem Druck in dem steuernden Element abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (62) eine Membrananordnung (150,171) aufweist, die ein in der das Steuersignal (51) führenden Leitung (38,39) angeordnetes Drosselventil (174,175, 178) betätigt, wobei die Membrananordnung einerseits vom Steuerdruck (50) beaufschlagt ist und andererseits unter dem Einfluss einer aus dem tatsächlichen Druck im gesteuerten Element gebildeten Kraft steht.

4. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 3, bei der am Kern der Walze zwei einander gegenüberliegende Kammern vorgesehen sind, die hydraulische Druckflüssigkeit verschiedenen Drucks enthalten und bei der die Differenz dieser Drücke den Arbeitsdruck der Walze bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung mit zwei gleichachsig einander gegenüberliegenden, von den Drücken in den Kammern (7,8) beaufschlagten Balgen (165,166) vorgesehen ist, die an ihren einander zugewandten Seiten auf einen Hebel (161) einwirken und die an ihren einander abgewandten Seiten fest abgestützt sind, und dass mechanische Übertragungsglieder (164,167,168) zur Übertragung der Verlagerung des Hebels (161) auf die Membrananordnung (150,171) vorgesehen sind.

5. Drucksteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die wählbare Einstellung hydraulischer Arbeitsdrücke über pneumatisch gesteuerte Regler für den hydraulischen Druck erfolgt, die einen vom pneumatischen Steuersignal abhängigen hydraulischen Druck einstellen und in deren das pneumatische Steuersignal führender Zuleitung ein Einstellventil vorgesehen ist, welches das pneumatische Steuersignal als einen einstellbaren Anteil eines festen pneumatischen Pumpendrucks erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverhält-nisüberwachungseinrichtung (60) in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung (38, 39) zu den Einstellventilen (40,41) angeordnet ist.

6. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der den festen pneumatischen Pumpendruck führenden Zuleitung (37,38,39) zu den Einstellventilen (40,41), der Druckverhältnisüberwachungseinrichtung (60) vorgeschaltet, ein pneumatisches Steuerelement (70) angeordnet ist, an welchem ein den Druck in dem steuernden Element darstellender pneumatischer Druck und der feste pneumatische Pumpendruck anliegen und welches beim Ansteigen des erste-ren Drucks einen entsprechend steigenden Anteil des festen pneumatischen Drucks durchlässt.

7. Drucksteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (20,19) des Steuerdruckes (50) für das gesteuerte Element ein Druckbegrenzer (80) angeordnet ist.