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Die
Erfindung betrifft einen Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung
eines die Lagereinbaustücke der Walzen eines Walzgerüsts
beaufschlagenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Systems, mit
- – einem Teleskopgehäuse,
das ein unteres, äußeres Gehäuseteil
und ein oberes, inneres Gehäuseteil aufweist, von denen
das obere Gehäuseteil in das untere Gehäuseteil
ein- und ausfährt, wobei
- – das Teleskopgehäuse einen Innenraum aufweist,
in dem
- – ein Wegmesssystem angeordnet ist.
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Unter
Wegmesssystem werden optische, mechanische, induktive usw. Vorrichtungen
zum Messen von Abständen verstanden.
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Positionsgeber
dieser Art werden in den Walzgerüsten von Walzenstraßen
bei der Banddickenregelung zur Einstellung des Walzspaltes zwischen
den Walzen des Walzgerüstes verwendet. Da die Walzspalteinstellung
eine hohe Genauigkeit erfordert, werden nur Positionsgeber verwendet,
die mit einer hohen Auflösung arbeiten. Das System muss
zudem praktisch spielfrei sein, damit keine Ausschussverluste beim
Walzen der Bänder entstehen.
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Bei
einer aus der
EP 1
001 247 A2 bekannten Ausbildung und Anordnung der Positionsgeber
in der Form eines zylindrischen Teleskopgehäuses ist dessen
unterer Teil fest mit dem Hydraulikzylinder verbunden. Der obere
Teil wird durch eine im unteren Teil angeordnete Feder beaufschlagt
und mit einer stirnseitigen Kugelwölbung gegen ein an einer
am Führungskolben des Hydraulikzylinders befestigten Platte
angeordnetes Druckstück gedrückt. Bei im Walzbetrieb
zeitweise auftretenden hohen Beschleunigungen der Anstellbewegungen
des Hydraulikzylinders relativ zum Führungskolben kann
es allerdings vorkommen, dass der obere Teil des Teleskopgehäuses
von der am Führungskolben befestigten Platte nach unten
abhebt, d. h., dass sich die Kugelwölbung von dem Druckstück
wegbewegt und dadurch Verfälschungen der Messergebnisse
des Positionsgebers verursacht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen
Positionsgeber so zu verbessern, dass die durch die hohen Beschleunigungen
hervorgerufenen Abhebungen von dem Druckstück vermieden
werden und außerdem gleichzeitig der Einbau des Teleskopgehäuses
in das Walzgerüst vereinfacht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Positionsgeber als Gasdruckfeder/Gasfeder ausgebildet ist.
Es wird somit eine pneumatische Feder mit unter Hochdruck stehendem Gas
zur Bereitstellung der Federkraft genutzt. Damit lässt
sich eine Betriebsweise mit einer stets spielfreien Positionsmessung
ohne Abhebbewegung erreichen.
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In
bevorzugter Weiterbildung dieser Bauweise wird vorgeschlagen, dass
das untere Gehäuseteil oder das obere Gehäuseteil
mit einem Überdruckventil und/oder einem Entlastungsventil
ausgebildet ist. Sollte das über eine Zuleitung zum Anschluss
geleitete Gas einen zu hohen Druck aufweisen, wird das Überdruckventil
und/oder das Entlastungsventil geöffnet und der Gasdruck
im Positionsgeber auf einen vorbestimmten Wert reduziert. Eine Zerstörung des
Positionsgebers infolge von Überdruck wird sicher vermieden.
Durch die Ventile wird der Gasdruck im Innenraum des Positionsgebers
geregelt.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Anschluss zum Einleiten
von Gas in den Innenraum am unteren Gehäuseteil mit ausgebildet
ist. Hierdurch unterliegt der Anschluss mit einer verbundenen Zuleitung
des Gases keiner Bewegung, wie sie das obere Gehäuseteil
durch die oben beschriebenen Beschleunigungen ausführt.
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Weitere
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Positionsgebers
ergeben sich aus den Unteransprüchen, die insbesondere
eine einfache Befestigung am Hydraulikzylinder des Anstellsystems
ermöglichen.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Positionsgebers
gegenüber einem Positionsgeber mit einer Vorspannung mit
einer mechanischen Feder liegen darin:
- – konstant
hohe Kraft durch Direktanschluss (kein Luftverbrauch);
- – keine Reibung durch eine anlaufende Feder;
- – einfache Montage, da keine Vorspannung;
- – durch Überdruck im Messraum wird das Eindringen
von Schmutz verhindert;
- – große Hübe (Messlänge)
realisierbar;
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von schematischen
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 im
Axialschnitt einen in einem Teleskopgehäuse angeordneten
Positionsgeber in einer bekannten Ausführung mit Druckfeder;
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2 im
Axialschnitt ein erfindungsgemäßes Teleskopgehäuse
in ausgefahrenem Zustand; und
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3 im
Axialschnitt ein erfindungsgemäßes Teleskopgehäuse
in eingefahrenem Zustand.
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Ein
in 1 dargestellter bekannter Positionsgeber besteht
aus einem Teleskopgehäuse, das sich aus einem rohrförmigen,
unteren Gehäuseteil 1 und einem in diesem axial
geführten, oberen Gehäuseteil 2 zusammensetzt.
Das untere Gehäuseteil 1 ist mittels einer Befestigung 3 mit
dem Zylindergehäuse 4 eines Hydraulikzylinders
des Anstellsystems verbunden, der vertikal auf- und abbeweglich
von einem Führungskolben 5 geführt wird.
Der Führungskolben 5 ist mit einer Geberplatte 6 verbunden,
die sich gegen das nicht dargestellte Walzgerüst abstützt.
Der obere Gehäuseteil 2 trägt unterhalb
seiner Stirnseite eine zentrale Einspannvorrichtung 7 für
einen Messstab 8, der zentralaxial in einen von einer Zylinderhülse 9 getragenen
elektronischen Wegmessaufnehmer 10 eintaucht. Der obere
Gehäuseteil 2 sitzt mit einem äußeren
Ringflansch 2a auf einer Zylinderfeder 11 auf,
die gegen ein Bodenstück 1a des unteren Gehäuseteils 1 abgestützt
ist.
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Die
von diesem Bodenstück 1a zu dem Wegaufnehmer geführte
Verbindungsleitung ist mit 12 bezeichnet. Die nach oben
weisende Stirnseite des oberen Gehäuseteils 2 des
Teleskopgehäuses trägt eine Kugelwölbung 13,
die ein Druckstück 14 beaufschlagt, das an der
Unterwand der Geberplatte 6 befestigt ist. Den oberen Gehäuseteil 2 und
den unteren Gehäuseteil 1 umschließt
ein flexibles Harmonika-Schutzrohr 15, das einerseits am
Umfang des unteren Gehäuseteils 1 und andererseits
an dem Druckstück 14 befestigt ist. Der obere
Gehäuseteil 2 wird durch die Beaufschlagung seines
Ringflansches 2a durch die Zylinderfeder 11 in
Richtung nach oben gegen die Geberplatte 6 gedrückt
und stößt mit der Kugelwölbung 13 in
das Druckstück 14.
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Der
untere Gehäuseteil 1 des Teleskopgehäuses
folgt den Anstellbewegungen des Hydraulikzylinders 4 in
Richtung des dargestellten Doppelpfeils S, da er fest mit diesem
verbunden ist. Dabei bleibt die Andruckverbindung des oberen Gehäuseteils 2 mit
der Geberplatte 6 über die Kugelwölbung 13 und
das Druckstück 14 bestehen, weil der obere Gehäuseteil 2 unter
dem Druck der Zylinderfeder 11 steht. Nur bei einer sehr
schnell beschleunigten Bewegung des Hydraulikzylinders 4 nach
unten kann sich die Andruckverbindung zwischen Kugelwölbung 13 und
Druckstück 14 lösen, wenn der Druck der
Zylinderfeder 11 nicht ausreicht, diese Andruckverbindung
aufrechtzuerhalten. In diesem Fall entspricht die Position des Messstabes 8 im
Wegaufnehmer 10 nicht mehr der tatsächlichen Position
des Führungskolbens 5 mit der Folge, dass unrichtige
Messergebnisse weitergeleitet werden.
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In 2 ist
ein weiterentwickelter Positionsgeber 22 dargestellt. Die
aus 1 bekannten Bezugsziffern werden für
gleiche Bauteile weiter verwendet. Der Positionsgeber 22 weist
ein unteres, äußeres Gehäuseteil 1,
ein oberes, inneres Gehäuseteil 2, einen mit dem
oberen Gehäuseteil 2 verbundenen Messstab 8 und
einen mit dem unteren Gehäuseteil 1 verbundenen
Wegaufnehmer 10 auf. Das obere Gehäuseteil 2 fährt
in das untere Gehäuseteil 1 ein und aus. Das die
Kolbenstange der Gasdruckfeder/Gasfeder bildende obere Gehäuseteil 2 wird beim
Ein- und Ausfahren durch eine obere Führungsbuchse 16 und
eine untere Führungsbuchse 17 geführt.
Dabei ist die obere Führungsbuchse 16 ortsfest mit
dem unteren Gehäuseteil 1 und die untere Führungsbuchse 17 ortsfest
mit dem oberen Gehäuseteil 2 verbunden. Im ausgefahrenen
Zustand der Gasdruckfeder/Gasfeder bzw. des Positionsgebers 22 nehmen
die obere Führungsbuchse 16 und die untere Führungsbuchse 17 eine
Position direkt benachbart übereinander ein, während
sie im eingefahrenen Zustand voneinander beabstandet sind (siehe 3).
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Der
Positionsgeber 22 ist über eine Befestigung 3 mit
dem Hydraulikzylinder 4 verbunden. Beim Ein- oder Ausfahren
des Führungskolbens 5 wird die mit dem Führungskolben 5 verbundene
Geberplatte 6 in Richtung des Doppelpfeils bewegt. Das
in der Geberplatte 6 angeordnete Druckstück 14 ist
dabei ständig in Kontakt mit der Kugelwölbung 13 am
oberen Ende des oberen Gehäuseteils 2. Der Innenraum 18 des
Positionsgebers 22 ist mit einem Gas gefüllt, welches über einen
Anschluss 19 zugeführt wird. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Positionsgebers 22 ist ein Überdruckventil 20 und/oder
ein Entlastungsventil 21 in das untere Gehäuseteil 1 eingebaut.
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Der
Positionsgeber 22 wird in dem in 3 dargestellten
eingefahrenen Zustand in das Walzgerüst eingebaut. Der
Innenraum 18 ist noch drucklos, was ein Zusammenschieben
des unteren Gehäuseteils 1 und des oberen Gehäuseteils 2 und
damit eine Montage in einfacher Weise ermöglicht. Hingegen musste
beim Einbau der bekannten Positionsgeber die Vorspannung der eingebauten
Schraubenfeder überwunden werden.
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Das
Anstellen der am oberen Gehäuseteil 2 angeordneten
Kugelwölbung 13 an das in der Geberplatte 6 befindliche
Druckstück 14 erfolgt beim dem als Gasdruckfeder/Gasfeder
ausgeführten Positionsgebers 22 erst nach dem
Einbau durch Zuführen des Gases, bevorzugt Luft, über
den Anschluss 19 im unteren Gehäuseteil 1 in
den Innenraum 18 des Positionsgebers 22.
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- 1
- unteres
Gehäuseteil
- 1a
- Bodenstück
- 2
- oberes
Gehäuseteil
- 3
- Befestigung
- 4
- Hydraulikzylinder
- 5
- Führungskolben
- 6
- Geberplatte
- 7
- (zentrale)
Einspannvorrichtung
- 8
- Messstab
- 9
- Zylinderhülse
- 10
- Wegaufnehmer
- 11
- Zylinderfeder
- 12
- Verbindungsleitung
- 13
- Kugelwölbung
- 14
- Druckstück
- 15
- Harmonika-Schutzrohr
(Faltenbalg)
- 16
- obere
Führungsbuchse
- 17
- untere
Führungsbuchse
- 18
- Innenraum
- 19
- Anschluss
- 20
- Überdruckventil
- 21
- Entlastungsventil
- 22
- Positionsgeber
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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