CH649012A5

CH649012A5 - MEASURING DEVICE FOR DETECTING THE GAP OF A WORKING ROLLER PAIR.

Info

Publication number: CH649012A5
Application number: CH931680A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Meyer; Friedrich-Wilhelm Meyer; Karl-Heinz Andresen
Original assignee: Messerschmitt Boelkow Blohm
Priority date: 1979-12-22
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1985-04-30
Also published as: AT380649B; DE2952232C2; GB2066473A; GB2066473B; DE2952232A1; ATA363680A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a measuring device according to the preamble of patent claim 1.

Bei Walzwerken ist es üblich, eine Banddickenregelung zur Erzielung enger Banddickentoleranzen vorzunehmen. Hierzu wird neben der Lösung der an eine solche Regelung gestellten dynamischen Forderungen ein hinreichend schnelles Stellsystem und eine möglichst verzögerungsfreie Erfassung der Regelgrösse gefordert. Für die Messung des Walzspaltes gibt es eine Reihe von Messvorrichtungen, bei denen zwei korrespondierende Geberteile den Abstand der Arbeitswalzen, ohne sich zu berühren, messen. Die Messung selbst kann dabei mit induktiven, kapazitiven oder anderen geeigneten Messmethoden erfolgen. Es hat sich aber, wie aus der DE-PS 1 931 654 bekannt, inzwischen ein deutlicher Trend zugunsten von induktiven Messmethoden herausgestellt. Der Walzspalt kann dabei sowohl durch Erfassen des absoluten Abstandes, wie aus der zuvor erwähnten Druckschrift bekannt, als auch durch Erfassung des relativen Walzspaltes gemessen und geregelt werden. Die letztere Methode geht aus der DE-OS 2 224 909 hervor. . In the case of rolling mills, it is customary to regulate the strip thickness in order to achieve narrow strip thickness tolerances. For this purpose, in addition to the solution of the dynamic demands placed on such a regulation, a sufficiently fast actuating system and a detection of the controlled variable that is as delay-free as possible are required. There are a number of measuring devices for measuring the roll gap, in which two corresponding encoder parts measure the distance between the work rolls without touching each other. The measurement itself can be carried out using inductive, capacitive or other suitable measurement methods. However, as is known from DE-PS 1 931 654, there has now been a clear trend in favor of inductive measurement methods. The roll gap can be measured and controlled both by detecting the absolute distance, as known from the previously mentioned document, and by detecting the relative roll gap. The latter method emerges from DE-OS 2 224 909. .

Neben den zuvor erwähnten Messmethoden ist aus der DE-OS 2 530 593 eine sogenannte gerüstfeste Walzspalt-messvorrichtung bekannt. Diese Walzspaltmessvorrichtung besteht aus zwei mit einem gemeinsamen Schwenklager am Walzgerüst angeordneten Hebelstangen, die mit Fühlern die Position der Arbeitswalzen abtasten. Die Messvorrichtung besteht dabei aus zwei jeweils an einer Hebelstange angeordneten, berührungslosen Geberteilen, die in Abhängigkeit vom gegenseitigen Abstand sich beeinflussen und ein analoges elektrisches Istwertsignal erzeugen. Diese Walzspaltmessvorrichtung hat sich im Einsatz bewährt, da neben der erzielbaren Genauigkeit der Aufbau einerseits dem rauhen Walzwerkbetrieb gewachsen ist und andererseits dieser Aufbau auch den häufig erforderlichen Walzenwechsel nicht stört. Trotz dieser sehr guten Eigenschaften ist dennoch unbefriedigend, dass diese Walzspaltmessvorrichtung für eine digitale Walzspaltregelung ungeeignet ist. Wie in vielen Gebieten der Technik, besteht auch bei der Walzspaltregelung der Wunsch nach einer digitalen Regelung, wofür aber digitale Walzspaltmessvorrichtungen benötigt werden. In addition to the measuring methods mentioned above, a so-called roll gap measuring device is known from DE-OS 2 530 593. This roll gap measuring device consists of two lever rods arranged on the roll stand with a common swivel bearing, which use sensors to sense the position of the work rolls. The measuring device consists of two contactless encoder parts, each arranged on a lever rod, which influence each other depending on the mutual distance and generate an analog electrical actual value signal. This roll gap measuring device has proven itself in use because, in addition to the achievable accuracy, the structure can withstand the rough rolling mill operation and, on the other hand, this structure does not disturb the frequently required roll change. Despite these very good properties, it is nevertheless unsatisfactory that this roll gap measuring device is unsuitable for digital roll gap control. As in many areas of technology, there is also a desire for digital control in roll gap control, but for which digital roll gap measuring devices are required.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Messvorrichtung der eingangs genannten Art, die die Nachteile bekannter Ausführungen vermeidet und die insbesondere in der Lage ist, den Walzspalt sowohl analog als auch digital zu erfassen. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Massnahmen gelöst. The object of the invention is to provide a measuring device of the type mentioned at the outset which avoids the disadvantages of known designs and which is in particular able to detect the roll gap both in analog and in digital form. This object is achieved by the measures defined in the characterizing part of patent claim 1.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Messvorrichtung sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 umschrieben. Particularly advantageous refinements of the measuring device are described in claims 2 to 7.

Eine solche Messvorrichtung erlaubt es, jeweils den absoluten Walzspalt ohne Einbusse der Genauigkeit digital oder analog zu erfassen, die lediglich von der Genauigkeit der Messeinrichtung abhängt. Gegenüber bekannten Walzspaltmessvorrichtungen hat eine solche Messvorrichtung den Vorteil, stets mit gleicher Empfindlichkeit zu messen, welche anderweitig, z. B. mit induktiven oder kapazitiven Messmethoden wegen deren Nichtlinearität, grundsätzlich nicht zu erzielen ist. Der Vorteil der gleichen Empfindlichkeit innerhalb des Messbereichs erleichtert auch die erforderlichen Eichvorgänge, da durch Zusammenfahren der Arbeitswalzen leicht der Nullpunkt und die dazugehörige Signal-Nullein-stellung möglich ist. Such a measuring device allows the absolute roll gap to be recorded digitally or analogously without loss of accuracy, which only depends on the accuracy of the measuring device. Compared to known roll gap measuring devices, such a measuring device has the advantage of always measuring with the same sensitivity, which is otherwise, e.g. B. with inductive or capacitive measurement methods because of their non-linearity, can not be achieved. The advantage of the same sensitivity within the measuring range also simplifies the required calibration processes, since the zero point and the associated signal zeroing are easily possible by moving the work rolls together.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, die eine Messvorrichtung schematisch in Seitenansicht zeigt. Zwei Hebelstangen 1,2 sind an einem gemeinsamen Schwenklager 3 angelenkt. Das Schwenklager 3 besitzt einen Flansch 4 zum Anschluss an ein nicht dargestelltes Walzgerüst. Zum Abtasten der Walzenposition sind die freien Enden der Hebelstangen 1,2 mit beweglich verbundenen Fühlern 5, 6 versehen, welche an Ballenenden 9,10 von Arbeitswalzen 7, 8 liegen. Zum Andrücken der Fühler 5, 6 an die Ballenenden dient ein pneumatisches Stell-Kolben-Zylinder-Aggregat 11, das an der oberen Hebelstange 2 gelenkig angebracht ist. Die Kolbenstange 13 von dessen Kolben 12 ist ebenfalls gelenkig, und zwar mit der unteren Hebelstange 11 verbunden. Beide Hebelstangen 1,2 sind zur Aufnahme des Aggregats 11 mit entsprechenden Aussparungen versehen. A preferred embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to the drawing, which shows a measuring device schematically in side view. Two lever rods 1, 2 are hinged to a common pivot bearing 3. The pivot bearing 3 has a flange 4 for connection to a roll stand, not shown. To scan the roller position, the free ends of the lever rods 1, 2 are provided with movably connected sensors 5, 6, which are located at bale ends 9, 10 of work rolls 7, 8. A pneumatic actuating piston-cylinder unit 11, which is articulated on the upper lever rod 2, serves to press the sensors 5, 6 against the end of the bale. The piston rod 13 of its piston 12 is also articulated, namely connected to the lower lever rod 11. Both lever rods 1, 2 are provided with corresponding cutouts for receiving the assembly 11.

Ein als Zugseil dienender Stahldraht 14, der in Höhe der Fühler 5, 6 an der oberen Hebelstange 2 mit nicht dargestellten Mitteln befestigt ist, führt über eine in gleicher Höhe an der unteren Hebelstange 1 angeordnete Umlenkrolle 15 und einen innerhalb dieser Hebelstange 1 angeordneten Dämpfungs- und Spannzylinder 16 zu einer Zahnstange 17. Von der anderen Seite der Zahnstange 17 ist der Stahldraht 14 über eine Umlenkrolle 18 zu einer Zugfeder 19 geführt, dessen andere Seite fest an die untere Hebelstange 1 angeschlossen ist. Die Zahnstange 17 ist dabei in einer Stangenführung A steel wire 14 serving as a pulling rope, which is fastened at the level of the sensors 5, 6 to the upper lever rod 2 by means not shown, leads via a deflecting roller 15 arranged at the same height on the lower lever rod 1 and a damping arranged within this lever rod 1. and clamping cylinder 16 to a rack 17. From the other side of the rack 17, the steel wire 14 is guided via a deflection roller 18 to a tension spring 19, the other side of which is firmly connected to the lower lever rod 1. The rack 17 is in a rack guide

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

/ /

20 20th

25 25th

30 30th

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55 55

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3 3rd

649 012 649 012

20 spielfrei geführt und kämmt spielfrei an einem Zahnrad 21, das auf der Einstellwelle 22 eines Messwertgebers 23 sitzt. Zum Schutze des Stahldrahtes 14 ist zwischen der Umlenkrolle 15 und der Anschlussstelle an der oberen Hebelstange 2 eine Kegelfeder 25 und ein darüber gestreifter Faltenbalg 24 vorgesehen, welche insbesondere beim rauhen Walzwerksbetrieb eine hinreichende Sicherheitsmassnahme für den vorzugsweise aus dünnem Federstahldraht von ca. 0,2 bis 0,3 mm Dicke bestehenden Stahldraht 14 darstellen. Das Zugseil kann aber auch ein Stahlkabel z. B. ein solches mit einem die Reibung verringernden Kunststoffmantel sein. 20 guided without play and meshes without play on a gear 21 which is seated on the setting shaft 22 of a transmitter 23. To protect the steel wire 14 between the deflection roller 15 and the connection point on the upper lever rod 2, a conical spring 25 and a bellows 24 striped over it are provided, which, especially in rough rolling mill operation, a sufficient safety measure for the preferably made of thin spring steel wire from about 0.2 to 0.3 mm thick existing steel wire 14 represent. The pull rope can also be a steel cable z. B. be one with a friction-reducing plastic jacket.

Als Messwertgeber 23 können sowohl digitale Messwertgeber als auch analoge Messwertgeber, z.B. ein Synchro, eingesetzt werden. Ob die Messvorrichtung den Walzspalt analog oder digital erfasst, hängt lediglich vom jeweils eingesetzten Messwertgeber ab. Der Messwertgeber kann dabei auch in Höhe der Umlenkrolle 15 querliegend in der unteren Hebelstange 1 angeordnet werden und über ein entsprechend ausgebildetes Zugseil verstellt werden. Die Funktion der Umlenkrolle 15 wird dann in diesem Fall von dem auf der Einstellwelle sitzenden Antriebsrad des Messwertgebers mit erfüllt. Der jeweils eingestellte Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen 7, 8 wird somit von den Fühlern 5, 6 der Hebelstangen 1, 2 abgetastet und über den stets gespannten Stahldraht 14 und die Zahnstange 17 auf das Zahnrad 21 des Messwertgebers 23 übertragen. Schnelle Schwankungen des Walzspaltes haben dabei keine Eigenschwingungen zur Folge, da die Dämpfungsvorrichtung 16 Walzspaltänderungen gedämpft auf den Messwertgeber 23 weiterleitet. Bei der beschriebenen Walzspaltmessvorrichtung dient das Aggregat 11 auch zum schnellen Zusammenfahren bzw. Auseinanderbewegen der Hebelstangen 1, 2 durch Beaufschlagen jeweils eines der Arbeitsräume und erleichtert damit den bei Walzwerken häufig erforderlichen Walzenwechsel. Das Aggregat 11 sorgt dann beim Messen stets für ein sicheres Anliegen der Fühler 5, 6 an den Ballenenden 9, 10 der Arbeitswalzen 7, 8 und gewährleistet damit eine einwandfreie Erfassung des Istwertsignals für die Walzspaltregeleinrichtung. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Synchros in Verbindung mit einem Synchro-Digitalwandler. Dieses Messwertgebersystem liefert ein störunempfindliches, absolut kodiertes digitales Ausgangssignal, das in einem Rechner weiterverarbeitet werden kann. Both digital sensors and analog sensors, e.g. a synchro. Whether the measuring device detects the roll gap analog or digital depends only on the sensor used. The transducer can also be arranged transversely in the lower lever rod 1 at the level of the deflection roller 15 and can be adjusted by means of a correspondingly designed traction cable. In this case, the function of the deflecting roller 15 is also fulfilled by the drive wheel of the transmitter, which is seated on the setting shaft. The roll gap set in each case between the work rolls 7, 8 is thus sensed by the sensors 5, 6 of the lever rods 1, 2 and transmitted to the gearwheel 21 of the sensor 23 via the steel wire 14 and the toothed rack 17, which is always tensioned. Rapid fluctuations in the roll gap do not result in any natural vibrations, since the damping device 16 passes on changes in the roll gap in a damped manner to the transmitter 23. In the roll gap measuring device described, the unit 11 also serves to quickly move the lever rods 1, 2 together or move them apart by acting on one of the working spaces, thereby facilitating the roll change that is often required in rolling mills. The unit 11 then always ensures that the sensors 5, 6 are securely in contact with the bale ends 9, 10 of the work rolls 7, 8 during measurement and thus ensures that the actual value signal for the roll gap control device is detected correctly. The use of a synchro in conjunction with a synchro-digital converter is particularly advantageous. This sensor system delivers an interference-free, absolutely coded digital output signal that can be processed in a computer.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

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S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

649 012 PATENT CLAIMS

1.Measuring device for detecting the gap of a pair of work rolls, with two bearings mounted on a common swivel bearing (3) on the roll stand, projecting into the roll gap and each with a sensor (6, 5) on each bale end of the work roll pair (8, 7) Lever rods (2, 1), which are pressed apart against the bale ends by an adjusting device (14, 17), which lever rods (2, 1) carry a measuring device (23) for generating an actual value signal for a roll gap control device, characterized in that the one (2) of the lever rods is connected via a traction cable (14) of the actuating device to a rack (17) of the actuating device which is mounted in the other lever rod (1) and is under tensile force of a tension spring (19) and which is connected via a braced gear (21) an adjusting shaft (22) of the rotationally sensitive measuring device (23) arranged on the other lever rod (1)

running.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the rack (17) for setting the measuring device (23) is connected to the traction cable (14), one side of which has a damping and tensioning cylinder (16) and a deflection roller (15). to a connection point of one lever rod (2) and the other side of which is attached via a deflection roller (18) and a tensioning device (19) to the other lever rod (1) carrying the measuring device (23).

3. Measuring device according to claim 2, characterized in that a thin steel wire is used for the traction cable (14).

4. Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a measuring device generating digital actual value signals is provided for the measuring device (23).

5. Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that an analog measuring device, preferably a synchro, is used for the measuring device (23).

6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the output signal of the synchro is fed to a computer of the digital roll gap control device via a synchro-digital converter.