DE1452005B - Hydraulisches System zur Kompensa tion des Nachgebens der hydraulisch ver stellbaren Walze eines Walzwerkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System zur Kompensation des Nachgebens der hydraulisch verstellbaren Walze eines Walzwerkes mit einer Differenzschaltung mit einer ersten, dem Druck des Hydrauliksystems proportionalen Eingangsgröße und einer auch den Elastizitätsmodul des Walzwerkes berücksichtigenden zweiten Eingangsgröße, wobei die Ausgangsgröße eine an den hydraulischen Anpreßkreis angeschlossene hydraulische Korrekturwinde im Sinne einer Konstanthaltung des Walzenspaltes regelt.

Bei einem bekannten hydraulischen. System dieser Art (österreichische Patentschrift 186 598) wird die dem Druck des Hydrauliksystems proportionale Eingangsgröße durch einen in den Kraftweg eingeschalteten widerstandelektrischen Belastungsmesser gebildet, während die zweite Eingangsgröße durch Walzeneinstellungs-Meßvorrichtungen bestimmt ist. Das Differenzsignal der durch die beiden Meßvorrichtungen gelieferten elektrischen Signale steuert ein Differentialflüssigkeitssteuerventil, welches seinerseits das Zuströmen von Druckmittel zu einer hydraulischen Korrekturwinde regelt. Dadurch, daß das Drucksignal bei dem bekannten System von einem mit der Walzeneinstellung zusammenhängenden Signal kompensiert wird, ist keine genaue Konstanthaltung des Walzenspaltes möglich. Da das Kompensationssignal überdies erst wirksam werden kann, wenn im Falle eines plötzlichen Druckanstieges die trägen Massen des Walzgerüstes bewegt worden sind, stellt sich nach einer einen erhöhten oder erniedrigten Walzendruck bedingenden Störung der dem normalen Betrieb entsprechende Gleichgewichtszustand nur verzögert ein.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein hydraulisches System der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das Schwankungen des Walzenspaltes schneller und weitgehend vollständig auszugleichen gestattet. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß die zweite Eingangsgröße ein der durch die erste Eingangsgröße erhaltenen Verschiebung der Korrekturwinde direkt proportionales elektrisches Signal ist, wobei der Proportionalitätsfaktor der Elastizitätsmodul des Walzwerkes ist.

Auf diese Weise erfolgt also die Korrektur im Falle des Auftretens eines erhöhten oder erniedrigten Drucksignals augenblicklich, so daß der Gleichgewichtszustand nach dem Auftreten einer Störung sehr schnell wieder erreicht wird. Auf Grund der Tatsache, daß die das Kompensationssignal bildende zweite Eingangsgröße nicht wie bei dem bekannten System von der Walzeneinstellung, sondern nur von der Stellung der Korrekturwinde abhängt, ist es auch möglich, den Druckanstieg im Falle einer Verdickung oder Verfestigung des zu walzenden Materials so zu steuern, daß der Walzenspalt praktisch konstant bleibt. ... . .

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Eingangsgröße unmittelbar aus dem Druck des hydraulischen Anpreßkreises einer Seite des Walzgerüstes durch ein Druckmeßgerät gewonnen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Korrekturwinden der beiden Seiten der hydraulisch verstellbaren Walze mechanisch gekuppelt und von der gleichen Betätigungswinde beaufschlagt. Durch die gemeinsame Steuerung der Korrekturwinden der beiden Seiten der hydraulisch verstellbaren Walze wird ein ungleichmäßiger Walzenangriff während der Korrektur vermieden.

Vorzugsweise sind die Stangen der beiden Korrekturwinden und die Stange ihrer Betätigungswinde in ; einer Linie angeordnet. Nach einer weiteren vorteil-, haften Ausführungsform sind die beiden Korrekturwinden identisch.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine schematische Ansicht eines Walzwerkes mit einer bevorzugten Ausführungsform eines hydraulischen Systems gemäß der Erfindung zeigt.

In der Zeichnung sind die hydraulischen Kreise durch durchgehende fette Linien dargestellt, während die elektrischen Verbindungen durch strichpunktierte Linien veranschaulicht sind.

Nach der Zeichnung sind 1,Γ die Ständer eines Zweiwalzen-Walzwerkes, in denen mittels unterer Einbaustücke 2, 2' und oberer Einbaustücke 3, 3' Arbeitswalzen 4,4' angeordnet sind. Die unteren Einbaustücke 2,2' sind mittels hydraulischer Anpreßwinden 6, 6' in vertikaler Richtung verschiebbar. Steuerwinden 7, T werden jeweils über ein Untersetzungsgetriebe 8, 8' von Elektromotoren 9, 9' betätigt, die durch eine vorzugsweise als Magnet- ^; kupplung ausgebildete Kupplung 10 miteinander verbunden sind. Das Untersetzungsgetriebe 8,8' kann z. B. aus einem nicht reversiblen Spindel-Mutter-System bestehen.

Zwischen den hydraulischen Steuerwinden 7, T und den Anpreßwinden 6, 6' erstrecken sich hydraulische Leitungen 11 bzw. 11'. Durch geeignete Betätigung der Steuerwinden 7, 7' kann die Einstellung der verstellbaren Arbeitswalze 4 erfolgen.

Erfindungsgemäß ist an die Leitungen 11,11' eine Leitung 12 bzw. 12' angeschlossen, die in einer Korrekturwinde 13 bzw. 13' mündet. Die von der Mündungsseite der Leitungen 12,12' abgewandte Kammer der Korrekturwinden 13,13' ist leer. Die mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllten hydraulischen Anpreßkreise bestehen also aus den Elementen 6, 7, 11, 12 und 13 bzw. 6', 7', 11', 12' bzw. 13'.

Die Korrekturwinden 13,13' sind identisch und miteinander sowie mit einer Betätigungswinde 14 mechanisch gekuppelt, so daß die Verschiebungen der Kolben der Korrekturwinden immer gleich sind. , Am zweckmäßigsten ist es, wenn die drei Winden 13, 13', 14 auf der gleichen Achse liegen, wobei die drei Kolben auf ein und derselben Kolbenstange 20 angebracht sind. Durch diese Ausführung wird jegliche Biegebeanspruchung der Kolbenstangen der Winden vermieden.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung, die kompakter ausgebildet ist, sind die drei Winden in einem einzigen Körper mit Anschlußstücken zusammengefaßt, die in geeigneter Weise angeordnet sind, um die aus den Korrekturwinden und ihrer Betätigungswinde bestehende Gesamtvorrichtung zu bilden.

Die Betätigungswinde 14 ist nach der Zeichnung einfach wirkend, da der zu überwindende Gegendruck immer in der durch den Pfeil 19 veranschaulichten Richtung wirkt. Soll jedoch die Ansprechgeschwindigkeit erhöht werden, kann die Betätigungswinde 14 auch doppeltwirkend ausgebildet sein.
Die Betätigungswinde 14 wird über ein Elektroventil 15 von einer Pumpe 17 betätigt, die ein Druckmittel aus einem Sammelbehälter 18 ansaugt und mit einem Druckspeicher 16 zusammengeschaltet ist.
Am Ende der Kolbenstange 20 ist ein Regler 21

angeordnet, der direkt mit der Kolbenstange 20 gekuppelt ist und ein Potentiometer aufweist, das entsprechend der Verschiebung der Kolbenstange 20 verstellt wird. Das Potentiometer ist Teil einer elektrischen Brückenanordnung 23, die auch von einem durch ein Druckmeßgerät 22 gelieferten elektrischen Signal beaufschlagt wird. Das am Ausgang der Brücke 23 gelieferte Differenzsignal steuert das Elektroventil 15 in der Weise, daß es bei einem Ungleichgewicht der Brückenanordnung 23 so lange öffnet, bis die Korrekturwinden 13,13' den Druck in den hydraulischen Leitungen 11,11' so weit erhöht haben, daß der Walzenspalt im wesentlichen konstant gehalten wird.

Das Elektroventil besitzt vorzugsweise eine Proportionalwirkung. Auf diese Weise ist eine gleichförmige Ansprechzeit für die Kolbenstange 20 gewährleistet. Die Wirkung des Elektroventils auf die Betätigungswinde 14 ist also vorzugsweise proportional der Veränderung des von dem Druckmeßgerät angezeigten Druckes, so daß die Verschiebung der Kolbenstange 20 um ebensoviel schneller erfolgt, wie die Abgabe von Strömungsmittel aus den Korrekturwinden in die hydraulischen Anpreßkreise erforderlich ist.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Gesamtanordnung ist folgendermaßen:

Ist kein Walzprodukt zwischen den Walzen des Walzwerkes, so ist der Druck in den Leitungen 11, 11' Null oder gleich dem Druck, der notwendig ist, um die Walzen ins Gleichgewicht zu bringen.

Auf bekannte Weise werden die Walzen auf einen für den Walzdurchgang vorgesehenen Wert auseinandergerückt,' und zwar mittels der Elektromotoren 9, 9'. Die Anpreßwinden 6, 6' erhalten durch die Steuerwinden 7, T die entsprechende Flüssigkeitsmenge, und die parallele Stellung der Walzen wird hergestellt, indem man nur einen Motor laufen läßt, nachdem der andere ausgekuppelt wurde.

Das Walzprodukt wird dann zwischen die Walzen eingebracht, was eine Trennkraft auf die Walzen hervorruft. Dies bewirkt im Innern des Anpreßsystems einen Druck gleicher Größe. Die elastische Deformation, die sich dabei für das Walzwerk ergibt, neigt dazu, den Abstand der Walzen über den anfangs festgelegten Sollwert zu vergrößern. Es ist bekannt, daß diese Verformung proportional der Trennkraft der Walzen ist, d. h. dem Anpreßdruck.

Für ein gegebenes Walzwerk ist der Proportionalitätskoeffizient im gesamten Arbeitsbereich der Maschine konstant.

Der Regler 21 bewirkt, daß zum Elektroventil 15 so lange Betätigungsimpulse übertragen werden, bis die Kolbenstange 20 in die Lage gelangt ist, bei der das von dem Druckmeßgerät 22 in diesem Moment übertragene Signal kompensiert ist. In diesem Augenblick verschwindet das Ausgangssignal an der Brückenanordnung 23 und damit am Verstärker 24, so daß das Elektroventil 15 schließt und die Korrekturwinden 13,13' stehenbleiben.

Die geringe Trägheit der hydraulischen Kreise und ihre große Regelgeschmeidigkeit ermöglichen gleichzeitig eine große Korrekturgeschwindigkeit bei starkem Nachgeben und eine große Genauigkeit bei geringem Nachgeben des Walzgerätes.

Da die beiden Korrekturwinden 13 und 13' identisch sind, erfolgt die Korrektur, ohne daß die parallele Stellung der Walzen des Walzwerkes beeinträchtigt wird. Die Regelung dieser parallelen Stellung erfolgt unabhängig von der Vorrichtung zum Ausgleich des Nachgebens mittels der Steuerwinden 1, T.

Der Proportionalitätsfaktor zwischen der elastischen Verformung des Walzwerkes und der sie hervorrufenden Trennkraft der Walzen ist nach dem Hockschen Gesetz konstant. Sein Wert wird gewöhnlich näherungsweise durch eine Rechnung bei

ίο der Konstruktion der Maschine bestimmt. Durch anfängliche Versuche mit der fertiggestellten Maschine kann man die verschiedenen Größen einstellen, von denen die Koeffizienten abhängen. Die Regelungen bleiben dann unabhängig von den Fabrikations-Programmen konstant.

Es ist zu betonen, daß die in den hydraulischen Steuerkreis eingeschlossene Strömungsmittelmenge konstant bleibt.

Will man eine raschere Verschiebung der Kolben in der durch den Pfeil 19 bezeichneten Richtung erreichen, so wird das Elektroventil 15 mit drei Wegen versehen und durch ein Rohr mit der Kammer 14 α verbunden, um eine doppeltwirkende Betätigungswinde 14 zu erhalten. In diesem FaIIe^ ist die in

Richtung des Pfeils 19 wirkende Kraft, äie im Fall des Ausführungsbeispiels allein auf die Trennkraft der Walzen zurückzuführen ist, erhöht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches System zur Kompensation des Nachgebens der hydraulisch verstellbaren Walze eines Walzwerkes mit einer Differenzschaltung mit einer ersten, dem Druck des Hydrauliksystems proportionalen Eingangsgröße und einer auch den Elastizitätsmodul des Walzwerkes berücksichtigenden zweiten Eingangsgröße, wobei die Ausgangsgröße eine an den hydraulischen Anpreßkreis angeschlossene hydraulische Korrekturwinde im Sinne einer Konstanthaltung des Walzenspaltes regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Eingangsgröße ein der durch die erste Eingangsgröße erhaltenen Verschiebung der Korrekturwinde direkt proportionales elektrisches Signal ist, wobei der Proportionalitätsfaktor der Elastizitätsmodul des Walzwerkes ist.

2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingangsgröße unmittelbar aus dem Druck des hydraulischen Anpreßkreises einer Seite des WaIz-'gerüstes durch ein Druckmeßgerät (22) gewonnen ist.

3. Hydraulisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwinden (13,13') der beiden Seiten der hydraulisch verstellbaren Walze (4) mechanisch gekuppelt und von der gleichen Betätigungswinde

(14) beaufschlagt sind.

4. Hydraulisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen der beiden Korrekturwinden (13,13') und die Stange ihrer Betätigungswinde (14) in einer Linie angeordnet sind.

5. Hydraulisches System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Korrekturwinden (13,13') identisch sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen