DE1452007A1 - Hydraulisch arbeitende Walzenanstellvorrichtung - Google Patents

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.

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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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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 11_β 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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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.

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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.

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Claims (7)

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   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, und

   zur 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.

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2. 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. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle einen an ein Druckluftnetz angeschlossenen Druckluftspeicher (26) umfaßt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle ein Gewicht auf einer von dem unabhängigen Steuerkreis aus steuerbaren Unterstützung vorgesehen ist.
5. 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.

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6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (21) an dem Kniehebelmechanismus (7 bis 11) mit Spiel angelenkt ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch unmittelbaren Einbau der Ventilanordnung in die Wand des zu schützenden Zylinders (1).

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