DE1783032B2

DE1783032B2 - Einrichtung zum steuern des schrittweisen ausziehens eines stranges aus einer horizontalen stranggiesskokille

Info

Publication number: DE1783032B2
Application number: DE19681783032
Authority: DE
Inventors: Otto 8700 Wurzburg Posl Rudolf Dipl Ing 8500 Nürnberg Krall Heribert Dipl Ing 8700 Wurzburg Maag Helmut 8706 Hochberg Herrmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-21
Filing date: 1968-09-21
Publication date: 1973-06-07
Also published as: DE1783032A1; DE1783032C3; FR2018597A1; CH507039A; AT295767B; FR2018597B1; US3669176A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern des schrittweisen Auszienens eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille durch von Hydraulikmotoren angetriebene Treibrollen. deren hydraulischer Kreislauf elektrisch steuerbar ist.

Es ist bereits bekannt, zum Antrieb der Treibrollcn einen Hydraulikmotor zu verwenden, der kontinuierlich durchläuft (vgl. deutsches Patent 1151354). Ebenso ist es bereits bekannt, zum schrittweisen Ausziehen des Stranges einen Elektromotor, eventuell in Verbindung mit Kupplungen oder Bremsen, vorzusehen (vgl. deutsches Patent 977 028).

Die bekannten elektrischen Anordnungen sind insofern nachteilig, als sich wegen der verhältnismäßig hohen Zeitkonstanten der elektrischen Antriebe keine sehr schnellen Zielhübe ausführen lassen; ferner leiden diese bekannten Antriebsanordnungen daran, daß mit ihnen keine genau einstellbare Bewegung des Stranges bzw. eine Stillsetzung zu einem ganz genau definierten Zeitpunkt möglich ist. Diese Nachteile gelten im wesentlichen auch für Hydraulikmotoren mit konventioneller Ansteuerung. Bei einer dieser bekannten Anordnungen (vgl. schweizerische Patentschrift 437 660 oder österreichische Patentanmeldung A 7369/67) ist im ölkreislauf des Hydraulikmotors ein Ventil vorgesehen, welches eine bestimmte Zeitdauer, die inrerseits einen bestimmten Weg korrespondieren soll, geöffnet bzw. geschlossen ist. Die Öffnungszeit des Ventils wird dabei durch eine das Ventil machaniscb steuernde Nockenscheibe bestimmt, die kontinuierlich von einem gesonderten Elektromotor angetrieben wird. An Stelle des nockengesteuerten Ventils kann auch ein Magnetventil vorgesehen sein, das von einem elektrischen oder elektronischen Impulsgeber gesteuert wird. Bei diesen bekannten Lösungen entspricht dem gesamten Ziehweg jeweils ein einziger Steuerimpuls, dessen Dauer durch die Nockenscheibe und die Drehzahl des Elektromotors bedingt ist. Es versteht sich dabei von selbst, daß mit diesem Ein- und Ausschalten des Hydraulikmotors — schon allein infolge des Nachlaufs des Motors — nie ein derart genaues und vor allem reproduzierbares Zeitprogramm erreicht werden kann, wie dies an und für sich aus technologischen Gründen wünschenswert wäre. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß für die Qualität und Homogenität des Stranges die Genauigkeit und Schnelligkeit, mit der die einzelnen Zielhübe in einem Programm eingehalten und reproduzierbar durchgeführt werden können, von ausschlaggebender Bedeutung ist. Schwanken diese Ziehhübe — auch nur relativ gering — so werden in gleichen Steuerimpulszeiten immer unterschiedliche Stranglängen aus der Kokille gezogen, was sich wiederum in entsprechenden Schwankungen der Eigenschaften des Stranges bemerkbar machen wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Genauigkeit des Ziehprograniiiii und aus die Frequenz der Ziehhübe — abhängig von den jeweiligen Betriebsdaten — so hochgetrieben werden kann, daii sich Stränge von äußerst gleichbleibender und voraussagbarer Qualität ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer obenerwähnten Einrichtung zum Steuern des schrittweisen Ausziehens eines Stranges durch einen elektrohydraulischen Schrittmotor, ein diesem vorgeschaltetes elektrisches Ansteuergerät und einen damit verbundenen Rechner für dte einzuspeisenden Betriebsdaten gelöst. Auf diese Weise erhält man infolge der Genauigkeit des Schrittmotors in Verbindung mit der sofortigen Berücksichtigung der Betriebsdaten durch den Rechner Zichqualitäten des Stranges, wie sie mit den b^;sher bekannten Lösungen, seien dies pulsweise gesteuerte Hydraulikmotoren oder Elektromotoren, nicht möglich gewesen sind.

Ein elektrohydraulischer Schrittmotor, bei dem Schrittmotor und Hydraulikmotor eine bauliche Einheit bilden, ist beispielsweise aus der Zeitschrift »Control Engineering«, Jan. 1962, Seiten 73 bis 75 bekannt.

Bei einem derartigen Antrieb wird 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 elektrohydraulische 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.

Sein Drehwinkel ist proportional der Zahl der Eingangspulse und seine Drehgeschwindigkeit proportional zur Pulsfrequenz. Näher beschrieben ist ein derartiger elektrischer Schrittmotor beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 293 460. Der 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 USA.-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 Schrittmotors folgt. Die elektrischen Pulse für den Schrittmotor werden von einem Austeuergerät geliefert, wie es z. B. in den französischen Patentschriften 1 399 100, 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 Zeitkonstanie, 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 niclu mehr bewegt wird, genau einstellbar.

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.

Mit Vorteil wird die vorstehend genannte Einrich tung noch derart augebildet, daß ein zwischen Treibrollen und elektrohydraulischem Schrittmotor geschaltetes Getriebe momentabhängig schaltbar ist. so daß im Bedarfsfalle der Motor an geforderte Bedingungen, z. B. beim Herausziehen des Stranges, genau angepaßt werden kann.

Ordnet man jeweils verschiedenen Antriebsstellen je einen elektrohydraulischen Schrittmotor zu, so können sämtliche Schrittmotoren von einem gemeinsamen Ansteuergerät ausgesteuert werden, wobei sich noch beliebige Synchronisationsverhältnisse durch zwischen Ansteuergerät und elektrohydraulischen Schrittmotor geschaltete Frequenzteiler erreichen

ίο lassen.

An Hand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert:

Bei der in F i g. 1 dargestellten Stranggießanlage wird der Metallstrang 2 durch Treibrollen 3 absatz-

weise aus der Kokille des Ofens einer horizontalen Stranggußmaschine gezogen. Zum Antrieb der Treibrollen 3 oder mindestens einer davon, ist ein elektrohydraulischer Schrittmotors vorgesehen, der in der vorstehend beschriebenen We·' .: aus elektrischem Schrittmotor und Hydraulikmotor besteht. Zur Ansteuerung des elektrohydraulischen Schrittmotors ist ein elektronisches Ansteuergerät 4 vorgesehen, das nach den gewünschten technologischen Errordernissen ν in einem Rechner 6 programmiert wird, der sich aus den Daten der Anlage, wie Temperatur, Druck,

Füllmenge usw. die erforderlichen Werte berechnet.

F i g. 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 sich hieran eine Entspannungszeit c an, die wieder von einer neuen Wartezeit d gefolgt wird. Anschließend wiederholt sich der gleiche Programmablauf. Die Zeiten sind wählbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Steuern des schrittweisen Ausziehens eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille durch von Hydraulikmotoren angetriebene Treibrollen, deren hydraulischer Kreislauf elektrisch steuerbar ist, gekennzeichnet durch einen elektrohydraulischen Schrittmotor (4), ein diesem vorgeschaltetes, eiek- ίο trisches Ansteuergerät (5) und einen damit verbundenen Rechner (6) für die einzuspeisenden Betriebsdaten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, ^adurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Treibrollen und elektrohydraulischcm Schrittmotor geschaltetes Getriebe momentabhängig schaltbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Hiß einem Ansteuergerät je ein elcktrohydrauliscner Schrittmotor für die Stranggießkokille und die Treibrollen zugeordnet ist und zwischen Ansteuergerät und elektrohydraulischem Schrittmotor Frequenzteiler einschaltbar sind.