DE1783032A1

DE1783032A1 - Antrieb fuer Stranggiessanlagen

Info

Publication number: DE1783032A1
Application number: DE19681783032
Authority: DE
Inventors: Otto Herrmann; Heribert Dipl-Ing Krall; Helmut Maag; Rudolf Dipl-Ing Poesl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-21
Filing date: 1968-09-21
Publication date: 1971-03-04
Also published as: DE1783032C3; FR2018597B1; CH507039A; US3669176A; DE1783032B2; AT295767B; FR2018597A1

Description

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Antrieb für Stranggießanlagen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausziehen des Stranges aus der Kokille einer Stranggießanlage durch von einem Motor angetriebene Treibrollen.

Es ist bereits bekannt, zum Antrieb der Treibrollen einen Hydraulikmotor zu verwenden (vgl. DBP 1 151 354); ebenso ist es bereits bekannt, zum Antrieb einen Elektromotor, evtl. in Verbindung mit Kupplungen oder Bremsen, vorzusehen (vgl. z.B. DBP 977 028).

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Die bekannten elektrischen Anordnungen sind insofern nachteilig, als sich wegen der verhältnismäßig hohen Zeitkonstanten der elektrischen Antriebe keine sehr schnellen Ziehhübe ausfuhren lassen; ferner leiden diese Antriebsanordnungen daran, daß mit ihnen.keine genau einstellbare Bewegung de3 Stranges bzw. eine Stillsetzung zu einem ganz genau definierten Zeitpunkt möglich ist. Diese Nachteile gelten im wesentlichen auch für Hydraulikmotoren mit konventioneller Ansteuerung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesem Mangel durch Verbindung elektrischer und hydraulischer Elemente abzuhelfen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Antrieb ein-an sich bekannter elektrohydrauli3cher Schrittmotor vorgesehen ist, der die Steuerpulse aus einem programmierbaren Ansteuergerät erthält. Ein elektrohydraulischer Schrittmotor, bei dem Schrittmotor und Hydraulikmotor eine bauliche Einheit bilden, ist beispielsweise aus der Zeitschrift "Control Engineering" Januar 1962, Seiten 73 bis 75 bekannt. Bei einem derartigen Antrieb w£rd der Drehwinkel oder die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle mit hoher Genauigkeit kontrolliert. Die Eingangssteuersignale sind sehr-kleine elektrische Pulse; das Ausgangsdrehmoment ist verhältnismäßig groß infolge der Verwendung der Hydraulik. Der elektrohydraulisch^ Schrittmotor hat eine innere Rückkopplung und ist eine Art Servomechanismus oder Digital-Analog-Wandler.

Der elektrische Schrittmotor ist ein kleiner Motor, welcher durch elektrische Pulse Schritt um Schritt weitergeschaltet wird.

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»AD OfUGINAL

Sein Drehwinkel ist proporti onal der Zahl der Eingangspulse und seine Drehgeschwindigkeit proportional zur Pulsfrequenz. Näher beschrieben ist ein derartiger elektrischer Sehrittmotor beispielsweise in 1er USA-Patenti5chri f t 3 293 460. 2er elektrische Schrittmotor seinerseits treibt ein Steuerventil, das aus einem Schieber und einer Hülse besteht. Proportional zur relativen Verschiebung zwischen Hülse und Schieber wird der Druckmittelzufluß zum Hydraulikmotor gesteuert. (Einzelheiten über dieses Steuerventil finden sich in den amerikanischen Patentschriften 3 310 284 und 3 079 899.} Die Welle des Hydraulikmotors ist nun wiederum mit der Hülse des Steuerventils gekuppelt, dessen Schieber vom elektrischen Schrittmotor axial verschoben- wird. Durch diese Rückkopplung wird erreicht, daß der Hydraulikmotor mit hoher Genauigkeit den Bewegungen des elektrischen Schrittmotores folgt. Die elektrischen Pulse für den Schrittmotor werden von einem Ansteuergerät geliefert, wie es z.B. näher in den französischen Patentschriften ". 399 100, 1 3⁷9 984 beschrieben ist. Es handelt sich also insgesamt um einen Antrieb, bei dem die Welle des Hydraulikmotors genau der Drehbewegung des elektrischen Schrittmotors und damit' genau den Ansteuerimpulsen folgt. Dieser geschilderte Antrieb hat naturgemäß nur eine sehr geringe Zeitkonstante, da der elektrische Teil mit verhältnismäßig geringer Energie arbeitet und ist daher für eine hohe Hubfolge und damit für kleine ruckweise Bewegungen vorwärts als auch rückwärts sehr gut geeignet. Da der Antrieb praktisch keinen Auslauf kennt und sofort beim Sperren der Steuerpulse stillsteht, sind auch die Wartezeiten, während der der Strang nicht mehr bewegt wird, genau einstellbar.

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Der elektrohydraulische Schrittmotor hat ferner noch den Vorteil, daß die Kontraktion des Stranges während des Stillstandes sehr leicht ausgeglichen werden kann, und zwar in der Weise, daß der elektrische Schrittmotor nach einer Anzahl von Steuerpulsen für die Vorwärtsdrehrichtung eine kleinere Zahl von Impulsen für das Rückwärtsdrehen erhält.

La die benütigten Zugkräfte beim Herausziehen des Stranges aus der Kokille zeitweise sehr hoch sein können und daher der auf den Strang ausgeübte Zug möglichst hoch sein soll, wird der vorbeschriebene Treibrollenantrieb vorteilhafterweise so ausgestaltet, daß der Anpreßdruck der Druckrollen abhängig vom Verlauf des Momentes an den Treibrollen gemacht wird. Lamit ist gesichert, daß auch das gesamte vom elektrohydraulischen Schrittmotor aufgebrachte Moment in einem solchen Fall auf die Treibrollen übertragen wird. Ferner wäre es auch möglich, den Motor dadurch an die geforderten Bedingungen anzupassen, daß ein zwischen die Treibrollen und den Hydraulikmotor geschaltetes Getriebe momentabhängig geschaltet wird.

Bei den vorstehenden Ausführungen wurde davon ausgegangen, daß es sich um eine Stranggießanlage handelt, bei der die Kokille stillsteht und nur die '-Treibrol len absatzweise bewegt werden.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Art von Stranggießanlagen beschränkt, sondern kann ebensogut dort Verwendung finden, wo Kokille und Treibrollen angetrieben werden müssen.

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BAD ORIGINAL

Ordnet man jeweils der Kokille und den Treibrollen je einen elektrohydraulischen Schrittmotor zu, so können diene beiden Antriebe von einem gemeinsamen Ansteuergerät aus gesteuert werden. Damit sind beide Antriebe auch gleichzeitig synchronisiert. Zur Einstellung beliebiger Synchronisationsverhältnisse können dabei auch noch zwischen dem Ansteuergerät und den Schrittmotoren Frequenzteiler eingesetzt werden.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Bei der in Pig. 1 dargestellten Stranggießanlage wird der Metallstrang 2 durch Treibrollen 3 absatzweise aus der Kokille des Ofens einer horizontalen Stranggußmaschine gezogen. Zum Antrieb der Treibrollen 3 oder mindestens einer davon, ist ein elektrohydrauliKcher Schrittmotor 5 vorgesehen, der in der vorstehend beschriebenen Weise aus elektrischem Schrittmotor und Hydraulikmotor besteht. Zur Ansteuerung des elektrohydraulischen Schrittmotors ist ein elektronisches Ansteuergerät 4 vorgesehen, das nach den gewünschten technologischen Erfordernissen, z.B. von Lochkarten her, programmiert wird.

Pig. 2 zeigt im Weg-Zeit-Diagramm den Betrieb der Stranggußanlage. Nach einer Betriebszeit a "Ziehen" folgt eine Wartezeit b. Um die Kontraktion des Stranges zu berücksichtigen, schließt 3ich hieran eine Entspannungszeit c an, die wieder Von einer neuen Wartezeit d gefolgt wird. Anschließend wiederholt aich der gleiche Programmablauf. Die Zeiten sind wählbar.

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Schließlich soll auch noch erwähnt werden, daß bei der vorbeschriebenen Antriebsanordnung auch eine Ansteuerung des elektrohydraulisch^ Schrittmotors von Hand möglich ist; ebenso ist natürlich auch eine weitergehende Automatisierung möglich; und zwar in der Weise, daß das Ansteuergerät von einem Rechner her programmiert wird, der sich aus den Daten der Anlage, wie Temperatur, Druck, Füllmenge etc., die erforderlichen Werte errechnet.

In diesem Zusammenhang sei noch bemerkt, daß auch zusätzlich eine elektronische Schaltung vorgesehen sein kann, durch die eine Warnung ausgegeben wird, wenn der Metallspiegel im Ofen zu tief ist und deshalb nachgefüllt werden muß. Ferner kann über die Elektronik die tatsächliche Metalltemperatur im Ofen angezeigt werden und sowohl die Warmhaiteflamme als auch die Kokillenkühlmitteltemperatur geregelt werden. Weiterhin ist es auch möglich, die Temperatur des Stranges selber durch eine elektronische Einrichtung zu messen und anzuzeigen.

2 Figuren

6 Patentansprüche

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Claims

PLA 68/8275 Patentansprüche

1. Einrichtung zum Aufziehen de? Stranges aus; der Kokille einer Stranggießanlage mit von Motoren angetriebenen Treibrollen, dadurch gekennzeichnet, d'i i ali- Antrieb ein an Pich bekannter elektrohydraulinchcr Schrittmotor f5) vorgesehen int, der die Steuerpul r-e aus einen programmierbaren Steuergerät (4) erhält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Kontraktion des Stranges (2) der elektrohydraulisehe Schrittmotor (^r>) nach einer Anzahl von Steuerpulsen für Drehrichtung "vorwärts" eine kleinere Zahl von elektrischen Pulsen für die Drehrichtung "rückwärts" erhält.

3. Einrichtung nach Angruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpressdruck der Treibrollen (?) abhängig vom Verlauf des Momentes an den Klemmrollen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Treibrollen (3) und elektrohydraulischem Schrittmotor (5) geschaltetes Getriebe moraentabhängig schaltbar ist.

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Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Koki.-o und Treibrollen (3) durch jeweils einen elektrohyir-iui i.T-her. !Schrittmotor antreibbar nind, und daß den el oktrcny-iraul lachen Schrittmotorenein gemeinsames Annteuerperat zupeordnet iot.

Kinriciitun« nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ansteuergerät und Jchrittmotoren Frequenzteiler eir.potzbar rind.

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