DE1602046C3 - Einrichtung zum automatischen Ausregeln des Einflusses unrunder Walzen in Walzgerüsten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Ausregeln des Einflusses unrunder Walzen in Walzgerüsten, die eine Verstellvorrichtung für den Walzspalt, einen ein im Betrieb der Walzkraft entsprechendes Signal abgebenden Signalgeber und einen Auswerter für das Walzkraftsignal aufweist, der mit der Verstellvorrichtung zusammenwirkt.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der BE-PS 6 36 339 bekannt. Sie dient dazu, die nachteiligen Auswirkungen von Walzunrundheiten auf das Walzgut zu verringern. Die bekannte Einrichtung geht hierbei von dem Gedanken aus, die Exzentrizität der Walzen zu simulieren und hieraus elektrische Signale abzuleiten, die der Exzentrizität entsprechen. Diese Signale werden zur Steuerung der Verstellvorrichtung für den Walzspalt herangezogen. Die Simulation der Exzentrizität geschieht entweder durch Verwendung exzentrischer Scheiben, die zusammen mit den Walzen angetrieben werden, oder aber dadurch, daß die Exzentrizität vor dem Einbau der Walzen in das Walzwerk gemessen und der Meßwert gespeichert wird. Die bekannte Einriclv lung arbeitet demgemäß mit abgeleiteten Werten die vor dem Einbau der Walzen gemessen und daher nur in größeren zeitlichen Abständen überprüft und korrigiert werden können,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Einrichtung so weiterzubilden, daß zumindest Exzenlrizitätsfehlef kompensiert werden können, ohne daß zu ihrer Einstellung, Überwachung oder Nachstellung ein Ausbau der Walzen erforderlich wäre.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für die eingangs genannte Einrichtung vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß mindestens einer Walze jedes Walzenpaares ein von dieser Walze angetriebener Generator zugeordnet ist, der getrennte Sinus- und Kosinus-Bezugssignale abgibt, deren Frequenz der Winkelgeschwindigkeit der zugeordneten Walze entspricht, daß eine schaltung vorgesehen ist, die einerseits das Waizkraftsignal des Signalgebers bei geschlossenem, walzgutfreiem Walzspalt, das der Unrundheit der Walzen entspricht, mit den Bezugssignalen jedes Generators vergleicht und andererseits durch Einstellung der Amplituden aller Bezugssignale auf die Amplituden der Walzkraftsignal-Komponenten, welche dieselbe Phase und Frequenz besitzen, ein Zwischensignal erzeugt, und daß eine weitere Schaltung vorgesehen ist, die aus allen Zwischensignalen ein Stellsignal für den Antrieb der Verstellvorrichtung erzeugt.

Auf diese Weise läßt sich die F-xzentriz-ität sehr gut kompensieren. Sowohl zum Einstellen wie auch zum Oberwachen und Nachstellen der Einrichtung bedarf es keines Ausbaus der Walzen mehr. Es genügt vielmehr, daß die Walzen aneinanderliegend und ohne dazwischen befindliches Walzgut durchgedreht werden. Die hierbei auftretenden und gemessenen Kräfte zwischen den Walzen gehen ausschließlich auf Exzentrizitäts- und Ovalitätsfehler zurück. Die sich während des Durchdrehens ändernde Last ergibt Signale unterschiedlicher Frequenz und unterschiedlicher Amplituden. Durch Trennung dieser verschiedenen Signale werden diejenigen bestimmt, die der Exzentrizität der verschiedenen Walzen entsprechen. Schließlich wird aus diesen Signalen das Stellsignal gewonnen, das den Walzspalt entgegen der festgestellten Exzentrizität verändert. Es leuchtet ein, daß der Zeit- und Arbeitsaufwand für das Ein- und Nachstellen der Einrichtung sowie für gelegentliche Kontrollen der F^:-nsteIlung auf diese Weise gering ist.

Da in der Praxis die Auswirkungen der Walzen-Exzentrizität stärker und unangenehmer sind als die sich ergebenden Maßabweichungen durch Walzen-Ovalität. reicht es vielfach aus, nur die Exzentrizitäts-Fehler zu kompensieren, falls aber auch die Ovalitäts-Fehler ausgeregelt werden sollen, bereitet dies mit der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe weder Schwierigkeiten noch einen größeren Aufwand. Für jede zu berücksichtigende Walze braucht dazu (vgl. Anspruch 2) nur ein zusätzlicher Generator nebst Vergleichsschaltung vorgesehen zu werden; der zusätzliche Generator unterscheidet sich von den bereits genannten lediglich dadurch, daß seine Ausgangssignale die doppelte Frequenz haben.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung sind von einem Walzwerk nur Teile zweier Arbeitswalzen 12 und Teile zweier Stützwalzen 14 gezeigt, deren Stirnzapfen 15 in Lagern 16 drehbar gehalten sind. Die Lager sind in üblicher Weise im Walzgerüst verschiebbar gehalten, und zum Einstellen des Walzspaltes zwischen den Arbcitswalzen 12 ist eine Verstellvorrichtung vorgesehen, die Gewindespindel 17 Und hydraulische Kapseln 21 aufweist. Diese Kapseln ändern ihre axialen Abmessungen bzw. ihre Dicke nach Art Von Kolben/Zylindereinheiten bei Zuführung oder Ableitung eines hydraulischen Druckmittels. Die Kapsel

21 der Verstellvorrichtung ist über eine Leitung mit einer Hydraulik-Pumpe 46 verbunden, die ihrerseits von einem Motor 45 angetrieben wird.

Weiterhin ist eine Kraftmeßdose 31 vorgesehen, die die Lager 16 für die Walzen trägt und sich ihrerseits im Walzgerüst abstützt.

Jeder der vier Walzen ist ein Generator 28 zugeordnet, der gleichzeitig mit Hilfe verschiedener Wicklungen Sinus- und Kosinus-Spannungen einer Frequenz abgibt, die der Winkelgeschwindigkeit der zugeordneten Walze entspricht (Es können auch feste Vielfache dieser Frequenz abgegeben werden). Die Wirkungsweise der Kompensationseinrichtung wird an Hand der Signale erläutert, die von dem Generator 28 der unteren Stützwalze 14 abgeben werden, wobei die Sinus- und Kosinus-Spannungen über die Leitungen 32 bzw-33 abgenommen werden.

Mit Hilfe der Kraftmeßdose 31 wird ein Signal erzeugt, das der gesamten vorhandenen Exzentrizität der Walzen ohne Walzgut im Walzspalt entspricht Das A.usga;igssignal der Kraftmeßdose 31 gelangt über ein NF-Filter Fl zu zwei Phasenvergleichsder. ktore.i 34, 35, denen als Bezugssignale die Sinus- und Kosinus-Spannungen über die Leitungen 32, 33 zugeführt werden. Die Ausgangsspannungen der beiden Phasenvergleichsdetektoren 34, 35 sind auf je einen Tiefpaß 36 geführt Die Ausgangsspannung eines jeden Tiefpasses ist eine in eine Richtung zeigende Größe, deren Mittelwert der Amplitude der Sinus- oder Kosinus-Komponente des NF-Signals der Kraftmeßdose 31 proportional ist Der Ausgang der Tiefpässe 36 ist zu je einem getrennten Differentialverstärker 37 geführt die an eine Stromversorgung 38 angeschlossen sind und jeweils einen Servo-Motor 40, einen Tacho-Generator 41 und ein Ausgangs-Potentiometer 42 ansteuern. Die Tacho-Generatoren 41 sind über ihr eigenes Ausgangs-Potentiometer mit dem Eingang des Differentialverstärkers 37 verbunden. Der eine Anschlußpunkt des anderen Ausgangs-Potentiometers 42, welches dem Phasenverjeichsdetektor 34 zugeordnet ist. ist an die Leitung 32~ für das Sinussignal angeschlossen. An den anderen Ansclilußpunkt desselben Potentiometers 42 gelangt dieselbe Sinus-Spannung, die jedoch in ihrem Vorzeichen mit Hilfe eines Vorzeichen-Wandlers 43 umgekehrt ist Das dem Phasenvergleichsdetektor 35 zugeordnete andere Ausgangspote.itiometer 42 liegt in entsprechender Weise an der Leitung 33 für das Kosinus-Signal. Die Ausgangsspannungen der beiden Potentiometer 42 werden in einem Additionsverstärker 44 summiert und gelangen zu einem Motor 45, der eine Hydraulikpumpe 46 antreibt, die die Kapsel 21 mit Druck verborgt

Die Kombination des Differentialverstärkers 37, des Servo-Motors 40 und des Tacho-Generators 41 wirkt als Integrator mit einer verhältnismäßig langen Zeitkonstante im Verhältnis zu den Perioden der Exzentrizitäten. Dadurch bewirkt das Vorhandensein eines stehenden Ausganges an einem der Detektoren 34 oder 35 ein Verdrehen des zugeordneten Ausgangs-Potentiometers 42 in die eine oder andere seiner ExtremsteÜungen. Wenn jedoch die Ausgänge der Potentiometer 42 addiert werden und die Vektorsumme ihrer einzelnen Werte zum Antrieb des Motors 45 und der Hydraulikpumpe 46 verwendet wird, um eine Druckänderung in der unterhalb der Stellschraube i7 vorgesehenen Kapsel 21 in der gewünschten Richtung zu bewirken, wodurch wiederum der zyklische Ausgang der Kraftmeßdose 31 auf Null zurückgeführt wird, dann erreicht die Anlage eine Gleichgewichtsstellung. In diesem Zustand gibt die Einrichtung am Ausgang des Additionsverstärkers 44 ein Signal ab, das sich in korrekter Phasenlage mit Bezug auf die Exzentrizität der unteren Stützwalze befindet, so daß die Stromversorgung für die Verstärker 37 abgeschaltet werden kann, um die exakte Phasenbeziehung in den Potentiometern zu speichern.

Eine ähnliche Einrichtung kann an die Ausgänge eines jeden der anderen Generatoren 28 angeschlossen sein, die mit den anderen Walzen des Walzwerkes gekuppelt sind, um in entsprechender Weise die Komponenten der Gesamtexzentrizität zu kompensieren, die sich aus der Exzentrizität der oberen Stützwalze 14 und den Ovalitäten der beiden Arbeitswaiix-n 12 ergeben. Zu jeder zusätzlichen dieser Einrichtungen gelangt die Ausgangsspannung der Kraftmeßdose 31 über ein getrenntes NF-Filter F2, F3, das so abgestimmt ^;stdaß es alle anderen Frequenzen sperrt außer denen, die etwa den Exzentrizitäts- oder Ovalitäts-Frequenzen der in Frage stehenden Walze entsprechen. Um die Ovalitäten der Stützwalzen 14 auszugleichen, können diese Walzen einen weiteren Generator 28 antreiben, dessen Ausgangsfrequenz der doppelten Winkelgeschwindigkeit dieser Walzen entspricht. Diese Ausgangsspannungen werden dann auf ähnliche Schaltungen gegeben. Die Ausgänge aller Schaltungen gelangen auf den Additionsverstärker 44, wodurch gemeinsam die Kapsel 21 gesteuert wird. Die Kraftmeßdose 31 auf der anderen Seite des Walzwerkes kann wiederum ähnliche Schaltungen steuern, die den Walzen jener Seite zugeordnet sind, wodurch dann auch die Kapsel 21 auf jener Seite gesteuert wird.

In einigen Fällen kann sich herausstellen, daß eine ai'sreichende Kompensation der Exzentrizität bereits dadurch erreicht wird, daß eine der beschriebenen Kompensationseinrichtungen nur noch für jede Stützwalze vorgesehen wird, wobei die Auswirkungen der Ovalitäten der Walzen auf das Walzgut unbedeutend sind.

Abschließend sei erwähnt, daß es erforderlich werden kann, die Phasenlage des Stellsignals mit Bezug auf die tatsächlichen Phasenbeziehungen der Exzentrizität der Walzen zu modifizieren, um zu vermeiden, daß Änderungen der Walzendrehzahl zum Wiederauftauchen von Walzkraftschwankungen aufgrund von Phasennacheilungen in der hydraulischen Kompensationseinrichtung führen.

Schließlich muß betont werden, daß das Stelkignal nicht nur zur Beeinflussung der Dicke der Kapseln 21. sondern an deren Stelle auch zum Verdrehen der Spindeln 17 mit Hilfe von Stellmotoren oder zum Verschieben vor Keilen oder zur Steuerung hydraulischer Kolben/Zylindereinheiten verwendet werden kann, die jeweils die Dicke des Walzspaltes beeinflussen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Π0 Ui 0 ΓΙΑ 1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum automatischen Ausregeln. des Einflusses unrunder Walzen in Walzgerüsten, die eine Verstellvorrichtung für den Walzspalt, einen im Betrieb der Walzkraft entsprechendes Signal abgebenden Signalgeber und einen Auswerter für das WalzkraftsignaJ aufweist, der mit der Verstellvorrichtung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Walze (12, 14) jedes Walzenpaares ein von dieser Walze angetriebener Generator (28) zugeordnet ist, der getrennte Sinus- und Kosinus-Bezugssignale abgibt, deren Frequenz der Winkelgeschwindigkeit der zugeordneten Walze entspricht, daß eine Schaltung (34, 37, 40, 41, 42) vorgesehen ist, die einerseits das Waizkraftsignal des Signalgebers (31) bei geschlossenem, walzgutfreiem Walzspalt, das der Unrundheit der Walzen entspricht, mit den Bezugssignalen jedes Generatoi ^ vergleicht und andererseits durch Einstellung der Amplituden aller Bezugssignale auf die Amplituden der Walzkraftsignal-Komponenten, welche dieselbe Phase und Frequenz besitzen, ein Zwischensignal erzeugt, und daß eine weitere Schaltung (44) vorgesehen ist, die aus allen Zwischensignalen ein Stellsignal für den Antrieb der Verstellvorrichtung (21; 17) erzeugt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Walze (12, 14) jedes Walzenpaares ein von dieser Walze angetriebener zusätzlicher Generator (28) zugeordnet ist, dessen getrennte Sinus- und Kosinus-Bezugssignale die doppelte Frequenz der Winkelgeschwindigkeit der zugeordneten V/alze iiaben und einer separaten Vergleichsschaltung (34, 37, -.0, 41, 42) zugeführt werden.