DE10202526A1 - Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt- oder Warmwalzgerüstes - Google Patents
Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt- oder WarmwalzgerüstesInfo
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Abstract
Eine Einrichtung zur Messung des Walzspaltes (7) zwischen Arbeitswalzen (1a; 1b) eines Kalt- oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten Metallbändern, insbesondere von NE-Metallbändern, mittels Walzspaltgebern (6), deren Signal als Walzspalt-Sollwert an die Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walzspalt (7) beeinflussenden Kolben-Zylinder-Einheiten weiterleitbar ist, dient der Aufgabe, eine auch für solche Fälle des seitlichen Bandverlaufs geeignete Walzspaltmessung zu schaffen. Dafür wird vorgeschlagen, dass der Positions- oder Weggeber (6) in zumindest einem Biegezylinder (5a; 5b) für die Arbeitswalzen (1a; 1b) zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung über die positiv oder negativ wirkenden Biegezylinder (5a; 5b) vorgesehen ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt- oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten Metallbändern, insbesondere von NE-Metallbändern, mittels Walzspaltgebern in Form von Messtastern, Weggebern, elektrisch-hydraulischen Wandlern, magnetostriktiven Wandlern u. dgl., deren Signal als Walzspalt-Sollwert an die Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walzspalt beeinflussenden Kolben- Zylinder-Einheiten weiterleitbar ist.
- Die bisherige Bauweise zur Walzspaltmessung erfolgt über Messzangen zwischen den Arbeitswalzen (DE-OS 25 03 130) an abgesetzten Durchmessern neben den Walzballen auf der Antriebsseite und auf der Bedienungsseite des Walzgerüstes. Die Anordnung in der Nähe der Bandkante verursacht oft Beschädigungen der Einrichtung durch Bandverlauf oder Bandriss. Nachteilig ist bei solchen Bauweisen der hohe Wartungsaufwand und ein Ausschwenken der Einrichtung in die Wartungsstellung behindert die Konstruktion anderer erforderlicher Erzeugnisse.
- Unter der Erscheinung, dass durch die Biege-Hysterese der Arbeitswalzen sich Differenzen im Walzspalt von der Antriebsseite zur Bedienungsseite einstellen, können diese Differenzen am Geber der hydraulischen Anstellung nicht erfasst werden. Bei schmalen weichen Metallbändern wird dadurch ein erheblicher Bandverlauf beim Ein- und Ausfädeln verursacht. Die Einrichtungen zur Messung des Walzspaltes dienen daher auch zur Regelung der Schräglage über die Anstellung oder die Wegaufnehmer an den Stützwalzen-Einbaustücken, wodurch eine direkte Walzspaltmessung gegeben ist. Dabei ist die Schräglage des Walzspaltes nicht präzise genug einstellbar. Der Grund ist, dass die Messung zu weit vom Walzspalt entfernt ist. Bekannte Einrichtungen arbeiten zwar dennoch genau, sind aber aufwändig und daher teuer und leicht zu beschädigen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch für solche Fälle des seitlichen Bandverlaufs geeignete Walzspaltmessung zu schaffen, die zudem geschützt und wartungsarm ausgebildet ist.
- Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Positions- oder Weggeber in zumindest einem Biegezylinder für die Arbeitswalzen zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung über die positiv oder negativ wirkenden Biegezylinder vorgesehen ist. Dadurch entsteht eine walzspaltnahe Wegmessung mit dem Vorteil der indirekten Erfassung einer Walzspaltänderung. Außerdem ist die Walzspaltmess-Einrichtung nicht nur nahe zum Walzspalt, sonder gleichzeitig völlig geschützt innerhalb des Biegezylinders angeordnet. Diese Anordnung führt auch zu einem geringen Wartungsaufwand. Messwertauswertungen zeigen, dass ein Weggebereinbau in dem Biegezylinder den Walzspalt genügend genau für die Regelung gegen seitlichen Bandverlauf repräsentieren. Es kann sogar eine Auflösung von weniger als 10 µm erreicht werden. Die Regelung der gemessenen Schräglage des Bandes erfolgt über die Anstellung und/oder unterschiedliche Biegekräfte in den Kolben-Zylinder-Einheiten.
- Eine diesbezügliche Aufgabe, die Walzspaltmessung bei niedriger Walzkraft vorzunehmen, wird nach einer Alternativen dadurch gelöst, dass der Positions- oder Weggeber zumindest zwischen den Biegeblöcken oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken oder zwischen dem feststehenden Zylinderblock und einem beweglichen Bauteil zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung eingebaut ist. Diese Lösung kann bei Kassetten-Bauweise oder im kraftschlüssigen Arbeitswalzen-Biegesystem im Biegezylinder der negativ oder positiv wirkenden Biegezylindern eingesetzt werden.
- Dabei ist weiter vorteilhaft, dass die Walzspalt-Referenzwerte zur Ausregelung der Position der Biegezylinder verwendbar sind.
- Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Walzspalt-Referenzwerte der hydraulischen Walzenanstellung aufschaltbar sind, wobei der Walzspalt über die Walzenanstellung oder gemeinsam über das Biegen der Arbeitswalzen ausregelbar ist.
- Die Genauigkeit der Walzspalt-Regelung kann nach weiteren Merkmalen dadurch erhöht werden, dass in einem Walzgerüst entsprechend der Anzahl der Biegezylinder jedem Biegezylinder ein Positions- oder Weggeber zugeordnet ist.
- Eine praktische Ausführungsform kann nach anderen Merkmalen dahingehend gestaltet sein, dass der Positions- oder Weggeber eine Zylinderbuchse durchdringt, an deren Stirnseite ein Magnet für die Geberstange des magnetostriktiven Wandlers in einem zentrischen Hohlraum des Kolbens für den Biegezylinder angeordnet ist und dass die Geberstange, die Kolbenstange des Biegezylinders durchdringend in einer axialen Mittelbohrung der Kolbenstange verläuft, die an einer Entlüftungsbohrung endet.
- Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, dass in einem Zylinderblock für die Biegezylinder in einem Führungsrohr ein Positions- oder Weggeber verstellbar ist, der in einem Biegeblock fest angeordnet ist ist.
- Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Führungsrohr in einem Biegeblock fest angeordnet und im gegenüberliegenden Biegeblock gleitend geführt ist.
- Dabei ist noch eine Ausgestaltung derart vorgesehen, dass das Führungsrohr in einer Führungsbuchse in einem gegenüberliegenden Biegeblock gleitend gelagert ist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 einen Teil-Querschnitt durch die Arbeitswalzen eines Warm- oder Kaltwalzgerüstes mit einem axialen Schnitt durch einen Biegezylinder,
- Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Biegezylinder mit einem Positionsgeber in dessen Innerem,
- Fig. 3 einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform zwischen den Biegeblöcken oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken und
- Fig. 4 ein Diagramm zur Schräglage des Bandes zum Verlauf des Bandkopfes.
- Die Arbeitswalzen 1a und 1b (Fig. 1) sind teilweise geschnitten dargestellt und werden durch jeweils eine Stützwalze 2 geführt. Die Arbeitswalzen-Einbaustücke 3a, 3b sind in den Ständern wie üblich geführt.
- Die Arbeitswalzen 1a und 1b sind ferner in Biegeblöcken 4a und 4b senkrecht verschieblich zum Walzspalt 7 gehalten. Die Biegeblöcke 4a, 4b sind am (nicht gezeichneten) Walzenständer des Walzgerüstes befestigt. In den Biegeblöcken 4a, 4b sind die Biegezylinder 5a, 5b angeordnet. In jedem Biegezylinder 5a, 5b ist ein Positions- oder Weggeber 6 zur Walzspalt-Referenzmessung eingebaut und in den Biegezylinder 5a, 5b integriert. Der gezeichnete Positions- oder Weggeber 6 ist als magnetostriktiver Geber ausgeführt (Fig. 1 und 2). Aus den gemessenen Werten des Positions- oder Weggebers 6 wird ein Regelsystem bzw. ein Regelkreis aufgebaut.
- Die gemessenen Regelwerte bewirken eine exakte Einstellung des Walzspaltes 7, um ein optimales Ein- oder Ausfädeln in den geschlossenen Walzspalt 7 und zum optimalen Walzen von Metallbändern (aus Stahl oder NE-Werkstoffen) mit angestrebter Planheit und dem geforderten Profil zu erzielen.
- Der magnetostriktive Positions- oder Weggeber 6 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Der Positions- oder Weggeber 6 durchdringt eine Zylinderbuchse 8, an deren Stirnseite 8a ein Magnet 9 für die Geberstange 10 des magnetostriktiven Wandlers 6a in einem zentrischen Hohlraum 11a des Kolbens 11 angeordnet ist. Die den Kolben 11 tragende Kolbenstange 11b weist eine axiale Mittelbohrung 12 auf, in der die Geberstange 10 angeordnet ist. Die Mittelbohrung 12 endet an einer Entlüftungsbohrung 13 mit einer Verschlussschraube 14.
- Gemäß Fig. 3 ist jeweils in einem Zylinderblock 15 ein Führungsrohr 16 nahe dem Walzspalt 7 angeordnet. In dem Biegeblock 4a ist das Führungsrohr 16 gegenüberliegend in dem Biegeblock 4b mittels einer Führungsbuchse 17 geführt und der Positions- oder Weggeber 6 ist mittels einer Führungsstange 18 geführt bzw. gelagert.
- In dem Diagramm der Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen der Schräglage des Walzspaltes 7 (gemessen an verschiedenen Stellen) und dem seitlichen Verlaufen des Walzbandes (aus Stahl oder weicheren NE-Werkstoffen) dargestellt. Das Bestimmtheitsmaß R2 der linearen Regression bedeutet nahe "1" einen günstigen Wert und ist als Regelgröße vorteilhaft. In dem unteren Bereich ist R2 kleiner als in dem oberen Bereich und ist als Regelgröße weniger geeignet. Aus diesen Zusammenhängen folgt, dass eine Regelung der Schräglage des Walzbandes durch messen an den Biegeblöcken 4a, 4b den unerwünschten seitlichen Bandverlauf erheblich minimieren kann. Bezugszeichenliste 1a Arbeitswalze
1b Arbeitswalze
2a Stützwalze
2b Stützwalze
3a Arbeitswalzen-Einbaustück
3b Arbeitswalzen-Einbaustück
4a Biegeblock
4b Biegeblock
5a Biegezylinder
5b Biegezylinder
6 Positions- oder Weggeber
6a magnetostriktiver Wandler
7 Walzspalt
8 Zylinderbuchse
9 Magnet
10 Geberstange
11 Kolben
11a zentrischer Hohlraum
11b Kolbenstange
12 axiale Mittelbohrung
13 Entlüftungsbohrung
14 Verschlusschraube
15 Zylinderblock
16 Führungsrohr
17 Führungsbuchse
18 Führungsstange
Claims (9)
1. Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt-
oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten
Metallbändern, insbesondere von NE-Metallbändern, mittels Walzspaltgebern in
Form von Messtastern, Weggebern, elektrisch-hydraulischen Wandlern,
magnetostriktiven Wandlern u. dgl., deren Signal als Walzspalt-Sollwert an die
Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walzspalt beeinflussenden
Kolben-Zylinder-Einheiten weiterleitbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Positions- oder Weggeber (6) in zumindest einem Biegezylinder (5a;
5b) für die Arbeitswalzen (1a, 1b) zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung
über die positiv oder negativ wirkenden Biegezylinder (5a; 5b) vorgesehen ist.
2. Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt-
oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen und / oder breiten
Metallbändern, insbesondere von NE-Metallbändern, mittels Walzspaltgebern
in Form von Messtastern, Weggebern, elektrisch-hydraulischen Wandlern,
magnetostriktiven Wandlern u. dgl., deren Signal als Walzspalt-Sollwert an die
Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walzspalt beeinflussenden
Kolben-Zylinder-Einheiten weiterleitbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Positions- oder Weggeber (6) zumindest zwischen den Biegeblöcken
(4a, 4b) oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken (3a, 3b) oder zwischen dem
feststehenden Zylinderblock (15) und einem beweglichen Bauteil zur
indirekten Walzspalt-Referenzmessung eingebaut ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzspalt-Referenzwerte zur Ausregelung der Position der
Biegezylinder (5a; 5b) verwendbar sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzspalt-Referenzwerte der hydraulischen Walzenanstellung
aufschaltbar sind, wobei der Walzspalt (7) über die Walzenanstellung und / oder
über das Biegen der Arbeitswalzen (1a, 1b) ausregelbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Walzgerüst entsprechend der Anzahl der Biegezylinder (5a; 5b)
jedem Biegezylinder (5a; 5b) ein Positions- oder Weggeber (6) zugeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Positions- oder Weggeber (6) eine Zylinderbuchse (8) durchdringt,
an deren Stirnseite (8a) ein Magnet (9) für die Geberstange (10) des
magnetostriktiven Wandlers (6a) in einem zentrischen Hohlraum (11a) des Kolbens
(11) für den Biegezylinder (5) angeordnet ist und dass die Geberstange (10),
die Kolbenstange (11b) des Biegezylinders (5) durchdringend, in einer axialen
Mittelbohrung (12) der Kolbenstange (11b) verläuft, die an einer
Entlüftungsbohrung (13) endet.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Zylinderblock (15) für die Biegezylinder (5a; 5b) in einem
Führungsrohr (16) ein Positions- oder Weggeber (6) verstellbar ist, der in einem
Biegeblock (4a; 4b) fest angeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungsrohr (16) in einem Biegeblock (4a; 4b) fest angeordnet und
im gegenüberliegenden Biegeblock (4a; 4b) gleitend geführt ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungsrohr (16) in einer Führungsbuchse (17) in einem
gegenüberliegenden Biegeblock (4a; 4b) gleitend gelagert ist.
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