DE1253660B - Walzgeruest mit geschlossenen Staendern und einer Regeleinrichtung zum toleranzhaltigen Walzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES WfflWWt PATENTAMT AUSLEGESCHRIFT

DeutscbeKl.: 7 a-23

Nummer: 1 253 660

Aktenzeichen: V 220391 b/7 a

J 253 660 Anmeldetag: 15.Februar 1962

Auslegetag: 9. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit geschlossenen Ständern und einer Regeleinrichtung zum toleranzhaltigen Walzen, bei dem die Ständer vor dem Walzen durch hydraulischen Druck einer Spanneinrichtung, über die der Walzdruck nicht geht, unter eine Vorspannung gesetzt sind, die größer ist als die durch Walzdruckänderungen allein erzeugbare Spannung und die während des Walzens durch Ändern des hydraulischen Spanndruckes in Abhängigkeit vom Walzdruck oder der Ständerdehnung konstant gehalten wird, so daß mit der gleichbleibenden Spannung in den Ständern der Walzenspalt konstant gehalten wird.

Ein solches bekanntes Walzgerüst hat ein nachgiebiges Druckglied im Verlauf des Walzdruckes innerhalb eines jeden Ständers in Gestalt hydraulischer Druckmeßdosen, von denen aus Walzdruckänderungen über die Druckflüssigkeit einem Membrangehäuse weitergeleitet werden, dessen Membran ein Steuerventil zum Ändern des hydraulischen Vordruckes betätigt.

Obwohl dieses Regelgerüst mit dem auf konstante Ständerspannung abzielenden Regelprinzip seiner Zeit weit vorauseilte, ist dessen Einführung in die Praxis nicht bekanntgeworden. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß die von den elastischen Druckmeßdosen gelieferten Meßwerte wegen der Eigendämpfung, hervorgerufen durch Manschettenreibung, nicht zuverlässig sein konnten. Kleinere Walzdruckänderungen, die auszuregeln die Hauptaufgabe einer Walzspaltregelung sein sollte, werden von der Manschettenreibung verschluckt, bis deren Haftreibung schlagartig in gleitende Reibung übergeht. Es ist ohne weiteres verständlich, daß unter diesen Bedingungen eine zuverlässige und genaue Regelung nicht erwartet werden konnte.

Es sind später Regelgerüste mit geschlossenen Ständern bekanntgeworden, die nach dem gleichen RegeIprinzip der konstanten Ständerspannung arbeiten, sich aber zur Meßwerterfassung sogenannter Dehnungsmeßstreifen bedienen, die die Dehnungsänderungen der gegossenen Ständer erfassen. Deren Steifheit ist auf Grund der hergebrachten Ansicht, daß die Walzgenauigkeit mit der Steilheit der Ständer wächst, so hoch, daß die beim Walzen vorkommenden Dehnungsänderungen klein und nur schwer genau erfaßbar sind, zumal die Dehnungsmeßstreifen nur einen kleinen Teil der Ständerlänge abtasten. Die Meßwerte müßten derart verstärkt werden, daß die mitverstärkten Ungenauigkeiten der Meßwerte ebenfalls keinen befriedigenden Regeleffekt erwarten lassen.

Walzgerüst mit geschlossenen Ständern
und einer Regeleinrichtung
zum toleranzhaltigen Walzen

Anmelder:

Verwaltungsgesellschaft

Moeller u. Neumann o. H. G.,

St. Ingbert/Saar, Ensheimer Str. 48

Als Erfinder benannt:

Karl Neumann, St. Ingbert/Saar

as Dieses Problem ist in einer bestimmten Richtung dadurch gelöst worden, daß das Prinzip der Konstanthaltung der Spannung in den den Walzdruck aufnehmenden Teilen bei einer Zuganker-Gerüstbauart angewandt wurde, weil man an den hochbelastbaren Stahlzugankern sowohl eine hohe Vordehnung einstellen als auch durch entsprechende Bemessung ausreichend große Dehnwerte abgreifen kann, was der Regelgenauigkeit zugute kommt. Um die mit der Dehnungsregelung von Zugankern zusammenhängenden Vorteile auch bei Walzwerken mit geschlossenen Ständern zu nutzen, wurde bereits ein den Walzdruck aufnehmendes elastisches Zugglied vorgeschlagen, das aus einer Hülse mit den Walzdruck aufnehmenden Druckbolzen besteht, der sich am Boden der Hülse abstützt. Durch hydraulischen Druck kann die Hülse über den Druckbolzen vorgedehnt werden, um deren Spannung zur Walzspaltregelung beliebig freisetzen zu können. Ein solches elastisches Zwischenglied mit darin enthaltener hydraulischer Spanneinrichtung liegt außerhalb des Schutzes.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für ein eingangs beschriebenes bekanntes Walzwerk mit geschlossenen Ständern und an der Spannungsregelung teilnehmenden nachgiebigen Druckglied in jedem Ständer die Regelgenauigkeitzu erhöhen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Druckglieder als elastische Federn ohne nennenswerte Eigendämp-

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Claims (2)

fung ausgebildet sind, die bei gleicher Belastung eine größere Dehnung haben als eine Ständersäule. Die Walzenständer werden also bewußt weich gemacht in der Erkenntnis, daß hierdurch die Istwertänderungen, nämlich die Änderungen des Walzenspaltes aus Änderung des Verformungswiderstandes des Walzgutes, in einer bewußt größeren Größenordnung anfallen und dadurch nicht nur mit größerer Genauigkeit vermessen werden können, sondern daß auch die durch ein Servoventil durchzusteuernden ölmengen zum Ändern des hydraulischen Spanndruckes größer und regeltechnisch leichter beherrschbar werden, was ebenfalls der Regelgenauigkeit zugute kommt. Da die Ständersäulen mit einem nachgiebigen Druckglied erhöhter Dehnung gegenüber den Ständern ein System hintereinandergeschalteter Federn darstellen, bilden sich die auszuregelnden Dehnungen der Ständersäulen im Druckglied vergrößert ab, so daß eine Wegmessung am Druckglied genauere Meßwerte für die Regelung erbringt. Wenn auf Konstanz ao der Federlänge des Druckgliedes geregelt wird, wird somit auch auf Konstanz der Länge bzw. Spannung der Ständersäulen geregelt, was — von Maßnahmen der Überkompensation abgesehen — konstanten Walzenspalt bedeutet. Als elastische Druckglieder werden zweckmäßig einstückige Federn, z. B. starke Membrane, gewählt, um eine Dämpfung durch Reibung weitgehend auszuschließen. Man kann sich auch bei der Ausgestaltung der Druckglieder an Brechtopfbauarten anlehnen, indem man ihnen bewußt eine größere Weichheit gibt, als ihnen für ihre eigentliche Zweckbestimmung zuträglich ist. Unter Umständen sind auch hydraulische Druckkissen brauchbar, sofern ihr Druckmittel eingespannt ist und innerhalb des Anstell- oder Regelvorganges keine Rolle spielt. Dem Druckkissen kann durch die Höhe der kompressiblen ölsäule, die auch als abgeschlossene Leitung räumlich außerhalb des Walzgerüstes geführt sein kann, eine bestimmte elastische Zusammendrückung gegeben werden, d. h., das Volumen des eingespannten Druckmittels wird zur Einstellung der elastischen Zusammendrückung veränderlich gemacht. Hierdurch kann man das Verhalten des weichen Druckgliedes analog zur Längenänderung einer Stahlfeder beeinflussen, um einen optimalen Regeleffekt bei günstiger Ansprechzeit zu erhalten. Zur Erzeugung des hydraulischen, geregelten Vorspanndruckes, über den der Walzdruck nicht gehen soll, wird zweckmäßig eine zur Ausbalancierung der Walzen bekannte, zwischen den Einbaustücken wirkende hydraulische Spreizeinrichtung angewandt. In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Quartogerüst mit schematisch angedeuteter Regelvorrichtung dargestellt. Erfindungsgemäß sind zwischen den oberen Einbaustücken 1 und den Anstellspindeln 2 elastische Druckglieder 3 in Form einer Membran angeordnet, die durch hydraulische Spreizkolben 4 vor dem Walzen unter einen Spanndruck setzbar sind. Der Spanndruck geht über Druckmeßdosen 5 letztlich in die Ständersäulen 6 und setzt diese ebenfalls unter Vorspannung. Die Spreizkolben4 werden über Leitungen? von einem Druckübersetzer 8 mit hohem hydraulischem Druck beaufschlagt. Auf der Niederdruckseite ist der Druckübersetzer 8 über die Leitung 9 an einen Steuerschieber 10 angeschlossen. Die Leitung 11 führt zu einer Druckquelle, die LeitungH ist Rücklaufleitung. Die Kolbenstange 13 des Steuerschiebers wird durch ein Stellglied in der Regeleinrichtung 14 verstellt. In die Regeleinrichtung ist über die Leitung 15 der Meßwert der Druckmeßdose 5 eingeführt, der die Summe aus Walzdruck Pw und hydraulischer Spannkraft Pliy der Spreizkolben 4 umfaßt. Im Prinzip wird zum toleranzhaltigen Walzen bekanntlich auf Konstanz der Summe Pw + Plly geregelt; im vorliegenden Fall eines zwischengeschalteten elastischen Druckgliedes 3 jedoch nach dem Gesetz Pw (l + + Phv = const, weil zu berücksichtigen ist, daß sich das Druckglied wegen der nachgeschalteten Elastizität der Ständersäulen 6 bei Walzdruckänderungen verlagert, was eine zusätzliche Walzspaltänderung bedeutet. Mit tg α ist die Federkonstante der Ständersäulen und mit tg β die des Druckgliedes bezeichnet. Grundsätzlich wird beim gegenständlichen Regelverfahren die hydraulische SpannkraftPwi, vermindert, wenn der Walzdruck Pw wegen Übermaß oder höherer Festigkeit des einlaufenden Bandes wächst, oder umgekehrt. Die in dem Druckglied 3 und den nachgeschalteten Ständersäulen 6 durch den hydraulischen Druck gebundene Spannkraft wird nach dem angegebenen Regelgesetz nach Bedarf zusätzlich auf das Walzgut zur Einwirkung gebracht, um Walzspaltkorrekturen ohne Betätigung der Anstellspindeln 2 auszuführen. Um aber hinsichtlich der Anstellwege einer solchen Feineinstellung nicht an die geringe Elastizität und Streckgrenze der gegossenen Ständersäulen gebunden zu sein, wurden erfindungsgemäß die besonderen elastischen Druckfedern 3 vorgesehen. Erst hierdurch ist es möglich, das Regelverfahren auf konstante Spannung in den einer Verformung unter Walzdruck unterliegenden Teilen bei ausreichenden Stellwegen auch bei Nonnalgerüsten anzuwenden. Patentansprüche:

1. Walzgerüst mit geschlossenen Ständern und einer Regeleinrichtung zum toleranzhaltigen Walzen, bei dem die Ständer vor dem Walzen durch hydraulischen Druck einer Spanneinrichtung, über die der Walzdruck nicht geht, unter eine Vorspannung gesetzt sind, die während des Walzens durch Ändern des hydraulischen Spanndruckes in Abhängigkeit vom Walzdruck oder der Ständerdehnung konstant gehalten wird, so daß mit der gleichgehaltenen Spannung in den Ständern der Walzenspalt konstant gehalten wird, mit einem nachgiebigen Druckglied im Verlauf des Walzdruckes innerhalb eines jeden Ständers, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (3) als elastische Federn ohne nennenswerte Eigendämpfung ausgebildet sind, die jeweils zusammen mit einem Ständer ein System hintereinandergeschalteter Federn bilden.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1 mit einem hydraulischen Druckglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des eingespannten Druck-