DE1452007A1 - Hydraulisch arbeitende Walzenanstellvorrichtung - Google Patents
Hydraulisch arbeitende WalzenanstellvorrichtungInfo
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Description
9. August 1968
SOCIETE NOÜVEUB SPIDEM, Paris (Frankreich)
Hydraulisch arbeitende Walzenanstellvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch arbeitende Walzenansidlvorriehtung für Walzwerke mit Kolben-Zylinder-Einheiten,
bei denen sich die Kolben infolge Zufuhr bzw. Ableitung von Druckflüssigkeit unter Mitnahme der einzustellenden
Walzen in den Zylindern verlagern, mit einer jedem Zylinder zugeordneten Ventilanordnung.
Bei Anlagen mit derartigen Vorrichtungen, bei denen der Hauptwinde meistens noch mehrere Hilfswinden zugeordnet sind,
muß das Druckmittel unter sehr hohem Druck stehen, so daß zuverlässige Sicherheitsvorrichtungen mit sehr kurzen Ansprechzeiten
nötig sind.
-2-
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Die Ventilanordnung gewährleistet dann die angestrebte Sicherheit, wenn.eine schnelle Ableitung von Druckflüssigkeit
beim einwandfreien Öffnen der Ventilanordnung sichergestellt ist, so daß sich der im Innern der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheifcenund
in den angeschlossenen Verbindungsleitungen herrschende Druck schnell abbauen kann.
Bei bekannten Anstellvorrichtungen umfassen die Ventile im allgemeinen einen Ventilkörper, der zur Erzielung einer möglichst
vollständigen Abdichtung fest an seinem Sitz anliegt. Das Druckmittel hat das Bestreben, den Ventilkörper entgegen der Wirkung
einer Feder von seinem Sitz abzuheben.
Überwindet jedoch der im Innern herrschende Druck die Gegenkraft der Feder, dann wird der Ventilkopf von seinem Sitz
abgehoben. Die dem Druckmittel dann zur Verfügung stehende Durchflußöffnung ist folglich umso größer, je höher der innere Überdruck
im Vergleich zur Kraft.der Feder ist.
Ist dieser Überdruck gering, so hebt sich der Ventilkörnur verzögert
per/ab und kann - wenn der Überdruck abwechselnd positiv und negativ
ist - sogar zu einem Flattern kommen.
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Das an undichten Stellen durch das geschlossene Ventil hindurchtretende Druckmittel übt bekanntlich eine schädliche
Wirkung aus, die umso stärker ist, je kleiner die Durchtrittsöffnung ist. Im vorliegenden Fall kommt jedoch ein weiterer
Nachteil hinzu: der durch das öffnen des Ventils erwartete Druckabfall findet unter Umständen gar nicht statt, und der innere
Druck kann - falls im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit der der innere Druck zunimmt, nicht ausreichend viel Druckmittel
entweicht - sogar noch zunehmen.
Bei bekannten in Walzwerken zum Einsatz gelangenden hydraulischen Anstellvorrichtungen ist zwischen der Arbeitskammer
der Hauptzylinder-Kolben-Einheit und der Arbeitskammer einer der ihr augeordneten Hilfswinde ein konstantes Druckmittelvolumen
eingeschlossen. Bei einer derartigen Walzenanstellvorrfchtung kommt es für einen einwandfreien Walzwerkbetrieb darauf an, daß
auch nicht die geringste Menge Druckmittel durch die Ventilanordnung ausströmen kann, weil sonst eine Fehlsteuerung des Walzwerks
eintritt und dessen gesamter Betrieb gestört wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Walzenanstellvorrichtung
der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, daß die genannten Nachteile herkömmlicher Ausführungen
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weitgehend ausgeschaltet, eine einwandfreie Abdichtung der
Ventilanordnung in geschlossenem Zustand unabhängig von dem Druck in der zugehörigen Hauptzylinder-Kolben-Einheit sichergesteilt
und ein schlagartiges Öffnen und Schließen gewährleistet sind.
Die erfindungsgemäße Walzenanstellvorriohtraag ist im
wesentlichen gekennzeichnet durch Kombination folgender an
sich bekannter Merkmale:
zur Steuerung eines Ventilkörpers ist ein Kniehebelmechanismus
vorgesehen, über den in gestreckter Seliließsiellungslage
eine Feder den Ventilkörper mit einem im Vergleich zum Druck im Zylinder höheren Druck beaufschlagt, und
zur schlagartigen Überführung des Kniehebelmechanismus
aus der Schließstellungslage in Öffnungslage, und umgekehrt,
ist letzterem eine äußere Energiequelle zugeordnet, für deren Steuerung ein von dem Druckmittelkreis des Zylinders unabhängiger
Steuerkreis vorgesehen ist.
Die Feder wirkt somit nicht unmittelbar auf den Ventilkörper, sondern vielmehr über einen Kniegelenkmechanismus,
der bei geschlossener Ventilanordnung in Arbeitsstellung ist. Durch diese Ausbildung zusammen mit der stärkeren Dimensionie-
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rung der Feder ist jede Beziehung zwischen den beiden auf den Ventilkörper wirkenden Kräften ausgeschaltet und gewährleistet,
daß sich das Ventil nur bei Betätigung des Kniehebelmechanismus, nicht aber durch Überwindung der Gegenwirkung
der Kraft der Feder öffnet.
Zweckmäßigerweise ist die Ventilanordnung unmittelbar in die Wand des zu schützenden Zylinders eingebaut und
nicht, wie dies gewöhnlich der Fall ist, in eine dafür vorgesehene Leitung eingeschaltet. Jeder unnötige Druckabfall ist
auf diese Weise vermieden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn als Energiequelle eine Druckmittelquelle vorgesehen ist,
die bei Steuerung von dem unabhängigen Steuerkreis aus mit einem mit dem Kniehebelmechanismus verbundenen, beidseitig beaufschlagbaren
Druckkolben in einem Zylinder verbindbar ist. Mit Hilfe einer derartigen Energiequelle läßt sich in Abhängigkeit
von bestimmten Maximalwerten des Innendrucks im Zylinder das Ventil schlagartig öffnen und der Zylinder an die Atmosphäre
anschließen oder aber das Ventil kann ganz plötzlich geschlossen werden. Der Druck des Hilfsdruckmittels der äußeren
Energiequelle, der - ebenso wie die Kraft der dem Kniehebel-
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Mechanismus zugeordneten Feder - vom Druck im Zylinder unabhängig
ist, kann beliebig und so hoch wie erforderlich gewählt sein, so daß der Kniehebelmechanismus mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit betätigt wird, und zwar trotz der gemeinsamen Gegenwirkung des im Zylinder herrschenden Hauptdrucks
und der Kraft der Feder, die das Bestreben haben, den Kniehebelmechanismus in seiner gestreckten Arbeitslage zu halten
.
Sine baulich besonders einfache Ausführung wird erzielt»
wenn der eine- der beiden Kniehebel des Kniehebelmeehanismus
als Winkelhebel ausgebildet ist, an dessen freiem Hebelarm
der Druckkolben mit seiner Kolbenstange angreift„ Zweckmäßigerweise
besteht die Gegenfeder aus einem Stapel vorgespannter Tellerfedern, den sogenannten Bellevilla-Scheiben.
Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Kolbenstange an dem Kniehebelmechanismue mit Spiel angelenkt
ist.
Mit den beiden Zylinderräumen des Eüfsgylinders ist
ein Verteilerhilfskreis verbunden, der die üblichen Organe, z. B* Elektroschieber und Verteiler umfaßt und von einer unter
hohem Druck stehenden Hilfsdruckmittelquelle gespeist wird*
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Zweckmäßigerweise ist ein Überdruck- oder Unterdruckdetektor
vorgesehen, der in Abhängigkeit vom im Innern des Hauptzylinders herrschenden Druck das Einströmen des unter hohem Druck
stehenden Hilfsdruckmittels des Hilfskreises auslöst.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der
Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Walzenanstellvorrichtung gemäß der Erfindung mit in Schließstellung
befindlicher zugehöriger Ventilanordnung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1, und
Fig. 3 einen Vertikalschnitt entsprechend demjenigen
gemäß Fig. 1, jedoch mit geöffneter Ventilanordnung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt die Anstellvorrichtung des nicht näher dargestellten Walzwerks einen Zylinder
1 mit darin angeordnetem Kolben, der auf bekannte Weise auf die Walzen einwirkt. In einer in der Wand des finders 1
vorgesehenen Bohrung ist ein Ventil 2 gelagert. Das Ventil ist
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809808/0520
mit einem Körper 3 aus einem Metall hoher Festigkeit versehen,
der außenseitig abgerundet ist und innenseitig einen Dichtungsring 4 trägt. Ein in einer Führung 6 längsverschiebbares Stützteil
5 liegt am Ventilkörper 3 an, Über eine Achse 7 ist an Stützteil 5 ein - wie aus Fig. 2 ersichtlich - aus zwei parallelen Lenkern gebildeter erster Hebelarm 8 eines Khiehebelmechanismus
angelenkt, der mit dem zweiten Hefeslars 9 über eins
ihnen gemeinsame Achse 10 verbunden ist« Dieser iweite Hehelarm
9 ist Teil eines Winkslhebels mit einem freisa Hebelars 11β
Der Winkelhebel ist-über eine Achse 15 an einem Teil 12 schwenkbar
angelenkt j der in der gleichen Führung 6 wie eise Stirisisil
5 verschiebbar ist« Alle Anlenkstellen siad war Verringerung ä^r
Reibungen beispielsweise mit geeigneten Hingen öder mit lug-al-
oder liadellagern ausgerüstet.
Eine aus einem Stapel vorgespannter BelleYüie-Seheiben
bestehende und somit als Tellerfeder ausgebildete Feder 14 liegt einerseits am Teil 12 und andererseits, an einer Mutter
an, die auf eine koaxiale ,Schraube 15 aufgeschraubt ist. Diese aue der Schraube und der Mutter bestehende Einheit dient
zum wunschgemäßen Einstellen der Kraft der Feder 14.
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Die Bahn des Hebelarms 11 des Kniehebelmechanismus wird beim Einrücken durch einen Anschlag 16 begrenzt, der im
vorliegenden Beispiel aus einer Schraube besteht.
Querverbindungen 17 und 18 dienen zur Aufrechterhaltung der Einstellung der Schrauben 15 und 16.
Eine Hilfskolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung des Kniehebelmechanismus besteht aus einem Zylinder 20 und einem
Kolben 22 mit Kolbenstange 21. Der Zylinder 20 ist ebenfalls mittels eines Gelenks 35 an der Führung 6 befestigt.
Die Kolbenstange 21 ist mit einer Gabel 23 verbunden, die eine Achse 24 trägt. Diese durchsetzt eine längliche Öffnung
34 des Hebelarms 11.
Die beiden Zylinderräume des Zylinders 20 sind an einen unabhängigen Steuerkreis angeschlossen, dessen Leitungen
einen vierarmigen Verteiler 28 umfassen, über den jeweils der eine oder andere Zylinderraum von einer Druckmittelquelle
gespeist werden. Diese umfaßt einen Druckluftspsicher 26, der
mit einem Druckluftnetz über ein Rückschlagventil 27 verbunden ist. Der Steuerkreis enthält ferner ein beispielsweise von
einem Elektromotor E steuerbares Ventil 25.
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- ίο -
In einem Behälter 29 wird das bei geöffnetem Ventil 2
ausströmende Druckmittel gesammelt, Eine Leitung $0 verbindet den Behälter mit einem nicht dargestellten Rückgewinnungsbehälter«
Über eine Leitung 32 mit kleinem Querschnitt können gegebenenfalls
auftretende Leckströme abfließen. Mit Hilfe von Schrauben 31 ist die Führung 6 im Hinblick auf die auftretenden
Beanspruchungen fest mit dem Zylinder 1 verbunden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:
In der in Fig. 1 dargestellten Normallage liegt die Achse 10 geringfügig unterhalb der Verbindungslinie der beiden
Achsen 13 und 7 und .das Ventil 2 wird unter dem Druck der
Feder 14 geschlossen gehalten. Die Leitung 32 ermöglicht eine Überprüfung der durch den Dichtungsring 4 gebildeten Dichtung,
die einwandfrei sein muß.
Übersteigt der im Zylinder 1 herrschende Druck den vorbestimmten Richtwert, so sendet der nicht näher dargestellte
Detektor ein Signal, z.B. ein elektrisches Signal zum angeschlossenen Motor E für den Antrieb des Ventils 25 aus. Dadurch
wird die auf der Zeichnung rechte Arbeitskammer dts Zylinders 20 schlagartig unter Druck gesetzt und die linke Kam-
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mer gleichzeitig mit der Atmosphäre verbunden. Der Kolben 22 wird sehr schnell in die in Fig. 3 veranschaulichte Stellung
übergeführt. Dabei rückt die Kolbenstange 21 den Kniehebelmechanismus 7 bis 11 aus.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, genügt für das Ausrücken, d.h. das Überwinden der gestreckten Totlage der Hebelarme
8 und 9 zunächst einmr sehr kleiner Hub des Kolbens 22.
Von diesem Augenblick an nimmt das Öffnen des Kniehebelmechanismus und damit des Ventils 2 unter der gemeinsamen Wirkung
der folgenden drei Kräfte seinen Fortgang: der Kraft des Kolbens 22, der Kraft der Feder 14 und der Kraft des im Zylinder
1 herrschenden Druckes. Das Ventil 2 wird also schlagartig völlig geöffnet. In Ausschaltstellung nehmen alle Vorrichtungsteile
schließlich die in Fig. 3 dargestellte Lage ein. Diese Funktionsweise ist vor allem deshalb von besonderem Interesse,
weil sie gewährleistet, daß bei zu geringer Bemessung des Walzenabstandes in bezug auf das Walzgut und daraus resultierenden
starken Überdrücken eine so schnelle Druckabsenkung im der Walzenanstellung dienenden Kolben-Zylinder-System herbeigeführt
wird, daß eine Schädigung des Walzwerks vermieden ist.
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Auf gleiche Weise kann bei einem Druckabfall im Innern der Hauptwinde vom Detektor ein entsprechendes Signal ausgesandt
werden, das den Motor E und damit das Ventil 25 und daon
den Verteiler 28 betätigt, so daß der erfindungsgemäße Mechanismus in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird.
Durch die Anordnung des Druckluftspeichers 26. im Steuerkreis
ist sichergestellt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch dann arbeiten kann, wenn eine Störung im Druokluftneis
vorliegt. Das Rückschlagventil 27 gewährleistet'dann, daß keine
Druckluft vom Speicher 26 in das abgetrennte Nets zurückfließen
kann.
In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung
können die verschiedenen Vorrichtungsteile symmetrisch zur Achse
des Ventils angeordnet sein, die mit der Achse der Feder 14
übereinstimmt, und das Knie des Kniehebelmechanismus ist dann nach oben gerichtet. Ist dem Kniehebelmechanismus ein Gewicht
zugeordnet, das an der Achse 10 aufgehängt ist, normalerweise jedoch von einer verschwenkbaren Konsole abgestützt ist, dann
zum geeigneten Zeitpunkt
läßt sich die Konsole durch den Detektor des Systems/absenken;
ab
das Gewicht fällt folglich/und rückt somit den Kniehebelmechanismus
aus. Dieser kann auf beliebige Weise, beispielsweise von Hand, wieder eingerückt werden.
.-13-
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Die Betätigung kann elektromagnetisch oder auch rein manuell erfolgen, was bei den "bekannten Ventilen nicht möglich
ist.
Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, bei denen sich das Sicherheitsventil nur bei Überdruck öffnet, ermöglicht
die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Betätigung unter allen Bedingungen: bei Überdruck, Druckmangel, einer mittels
eines geeigneten Prüfgerätes feststellbaren Störung, einer im Bedarfsfall eiligen Handbetätigung usw.
-14-
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Claims (7)
- -H-Patentansprüche :( IJ Hydraulisch arbeitende Walzenanstellvorrichtung für Walswerke mit Kolbsn-Zylinder-Einheiten, bei denen sich die Kolben infolge Zufuhr bzw. Ableitung von Druckflüssigkeit unter Mitnahme der einzustellenden Walzen in den Zylindern verlagern, mit einer jedem Zylinder zugeordneten Ventilanordnung, gekennzeichnet durch Kombination folgender an sich bekannter'Merkmale:zur Steuerung eines Ventilkörpers (3) ist ein Kniehebelmechanismus (7 bis 11) vorgesehen, über den in gestreckter Schließstellungslage eine Feder (14) den Ventilkörper (3) mit einem im Vergleich zum Druck im Zylinder (1) höheren Druck beaufschlagt, undzur schlagartigen Überführung des Kniehebelmechanismus (7 bis 11) aus der Schließstellungslage in Öffnungslage, und umgekehrt, ist letzterem eine äußere Energiequelle zugeordnet, für deren Steuerung ein von dem Druckmittelkreis des Zylinders (1) unabhängiger Steuerkreis vorgesehen ist.-15-809808/0520
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle eine Druckmittelquelle vorgesehen ist, die bei Steuerung von dem unabhängigen Steuerkreis aus mit einem mit dem Kniehebelmechanismus (7 bis 11) verbundenen, beidseitig beaufschlagbaren Druckkolben (22) in einem Zylinder (20) verbindbar ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle einen an ein Druckluftnetz angeschlossenen Druckluftspeicher (26) umfaßt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle ein Gewicht auf einer von dem unabhängigen Steuerkreis aus steuerbaren Unterstützung vorgesehen ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Kniehebel des Kniehebelmechanismus (7 bis 11) als Winkelhebel ausgebildet ist, an dessen freiem Hebelarm (11) der Druckkolben (22) mit seiner Kolbenstange (21) angreift.-16-809808/0520
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (21) an dem Kniehebelmechanismus (7 bis 11) mit Spiel angelenkt ist.
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch unmittelbaren Einbau der Ventilanordnung in die Wand des zu schützenden Zylinders (1).8096Ü8/U520
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR935251A FR1364788A (fr) | 1963-05-17 | 1963-05-17 | Soupape de sécurité pour systèmes hydrauliques ou pneumatiques |
FR935251 | 1963-05-17 | ||
DES0091049 | 1964-05-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1452007A1 true DE1452007A1 (de) | 1968-11-14 |
DE1452007C DE1452007C (de) | 1973-02-08 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3277794A (en) | 1966-10-11 |
FR1364788A (fr) | 1964-06-26 |
GB1043296A (en) | 1966-09-21 |
ES297591A1 (es) | 1964-05-16 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |