DE1798305B2 - Messvorrichtung zur erfassung von walzguteigenschaften und zur entsprechenden walzenanstellung an einem walzgeruest - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung zur Erfassung von Walzeigenschaften eines zu walzenden Metallbandes, wobei die Meßimpulse der Vorrichtung ein in einem nachgeschalteten Walzgerüst angeordnetes Regelorgan zur Walzenanstellung betätigen.

Es sind Einrichtungen bekannt, welche die Dicke eines laufenden Bandes messen. Solche Einrichtungen weisen zwei Meßköpfe auf, zwischen welchen das laufende Band hindurchgeführt wird, wobei diese Meßköpfe mit der Ober- bzw. Unterseite des Bandes in itändieer Berührung gehalten werden. Dickeschwankungen des durchlaufenden Bandmaterials haben dann entsprechende Schwankunger· des Abstandes der Meßköpfe voneinander zur Folge. Diese Entfernungsschwankungen lassen sich nun beispielsweise auf elektromagnetischem Wege, durch Anwendung von Lichtstrahlen und Photozellen usw. in Regelimpulse umwandeln, welche über geeignete Regelorgane eine Verstellung der Arbeitswalzen zueinander in einem Walzgerüst bewirken, in welchem das Bandmaterial einem Walzvorgang unterworfen wird (Zeitschrift für Messen, Steuern, Regeln, 1961, S. 435).

Eine Eigenart dieser bekannten Meßeinrichtungen besteht darin, daß damit keine Härtemessungen des zu walzenden Bandes möglich sind. Dies ist ein großer Nachteil, denn zur Erzeugung eines gewalzten Bandes gleichmäßiger Dicke muß der Walzdruck sowohl in Abhängigkeit von der Dicke als auch der Härte des zu walzenden Bandes reguliert werden.

Das bekannte Gagemeterverfahren (AEG-Mitteilungen 1966, S. 45) macht sich nun die Gegebenheit zunutze, daß Bandmaterial, welches zwecks bleibender Deformierung (Dickeminderung) durch den Walzspalt eines Walzgerüsts läuft, dem Druck der Arbcitswal/cn einen Gegendruck darbietet, welcher bestrebt ist, die Arbeitswalzen auseinander zu treiben und den Walzspalt zu verbreitern. Dieser Gegendruck, welcher sowohl mit schwankender Dicke als auch mit schwankender Härte des zu walzenden Bandes variiert, wird als Regelfaktor zur Nachstellung der Arbeitswalzen ausgenutzt.

Wenngleich beim Gagemeterverfahren sowohl Dicke als auch Härte des zu walzenden Bandmaterials berücksichtigt werden, so haften diesem doch eine Reihe von Übelständen an. So sind die Arbeitswalzen des Walzgerüsts zu massiv, um auf Dicke- und Härteschwankungen des durchlaufenden Bandes rasch durch Lageveränderung reagieren zu können. Daher ist eine Lagekorrektur der Arbeitswalzen durch einen durch diese Lageveränderung ausgelösten Regelimpulse nur mit starker Verzögerung zu erreichen. Auf jeden Fall aber kommt der ausgelöste Regelimpuls schon deshalb zu spät, weil dieser Impuls ja erst durch die Störung der Lage der Arbeitswalzen selbst ausgelöst wird. Schließlich arbeitet das Gagemeterverfahren unter einem das Bandmaterial bleibend deformierenden Druck der Arbeitswalzen, was zu einer Verfälschung des tatsächlich erforderlichen Regelimpulses führt.

Erfindungsgemäß soll daher eine Meßvorrichtung geschaffen werden, welche gleichzeitig auf Dicke und Härteschwankungen anspricht und zur Regelung der Anstellung der Arbeitswalzen eines nachgeschalteten Wab.gerüsts korrekte Meßwerte mit vergleichsweise geringer Trägheit liefert.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung eine Meßvorrichtung zur Erfassung von Walzguteigenschaften und zur entsprechenden Walzenanstellung an einem Walzgerüst, bestehend aus zwei einander gegenüberliegenden, im wesentlichen senkrecht zur Vorschubeinrichtung eines durchlaufenden Metallbandcs bewegbaren Meßköpfen, welche mit der Ober- und Unterseite des Mctallbandes mit einstellbarem, konstantem Anpreßdruck in ständiger Berührung stehen und die von den Meßköpfen gelieferten Meßimpulse ein einem nachgeschalteten Walzgerüst für das Metallband zugeordnetes Rcgelorgan zur entsprechenden Betätigung der Walzenanstellung beeinflussen zwecks Walzdruck- bzw. Walzspaltregelung. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur

Erfassung von Härteschwankungen im Metallband die Meßköpfe mit einem im elastischen Bereich des Metallbandes liegenden, verformenden Anpreßdruck beaufschlagt sind und die einzelnen Meßimpulse der beiden Meßköpfe bei deren Bewegung in gleicher Richtung sich aufheben.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung besirt gegenüber ähnlichen bekannten Vorrichtungen und Verfahren den Vorteil, korrekte Meßwerte von Dicke und Härte eines zu walzenden Bandes mit Vergleichsweise geringer Trägheit zur Regelung des Arbeitsablaufs eines nachgeschalteten Walzgerüsts zu liefern.

Die Fig. 1 der Zeichnungen veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung in Kombination mit einem Walzgerüst für Metallband.

Das zu walzende Metallband 1 läuft, von links kommend, in PfeiJrichtung zwischen den beiden Meßköpfen 2 und la durch und passiert dann das nachgeschaltete Walzgerüst. Die Meßköpfe stehen mit Stäben 3 und 3a in Verbindung, welche an ihren äußeren Enden in Hydraulikzylindern 4 und 4a bewegbare Kolben 5 und 5a tragen. Der über die Stäbe 3, 3a und die Meßköpfe 2, 2a auf das Metallband 1 ausgeübte hydraulische Druck in den Zylindern 5, 5a ist einstellb.u und muß während des Meß- und Regelvorganges konstant gehalten werden. Es ist nicht erforderlich, daß der auf das Metallband ausgeübte Druck auf hyc'raulischem Wege erzeugt wird. Er kann vielmehr auf beliebige Weise hervorgerufen werden. Wesentlich ist nur. daß der Druck ein solches Ausmaß besitzt, daß eine Verformung des Metallbandes 1 in dessen elastischem Bereich bewirkt wird. Ist diese Forderung erfüllt, so ändert sich der Abstand der beiden Meßköpfe 2, 2a voneinander entsprechend den Dicke- und Härte-Schwankungen des durchlaufenden Bandes 1.

Die Meßköpfe können in beliebiger Weise gestaltet sein. Vorzugsweise besitzen sie jedoch am Metallband I angreifende Walzen bzw. Rollen 6, 6a, um die Reibung zwischen den Meßköpfen und dem Metallband gering zu halten. Es ist vorteilhaft, wenn diese Rollen eine ballige Oberfläche aufweisen, d. h. in der Mitte einen etwas größeren Durchmesser als an den Rändern besitzen.

Die durch die Stärke- und Härteschwankungen des laufenden Bandes 1 verursachten Bewegungen der Meßköpfc werden auf die Stäbe 3,3a übertragen. Diese Stabe bestehen aus magnetischem Material und sind von Induktionsspulen 7, Ta umgeben, in denen die Bewegung der Stäbe 3,3a einen Strom induzier», dessen Schwankungen den Stärke- und Härteschwankungen des durchlaufenden Bandes 1 entspricht. Diese Stromschwankungen sind aber daher geeignete Impulse zur Regelung des Arbeitsablaufs des nachgeschalteten Walzgerüsts.

Die beiden Induktionsspulen 7, 7a sind in der Weise zusammengeschaltet, daß die induzierten Ströme bei Bewegung beider Meßköpfe in entgegengesetzter Richtung zueinander, sich verstärken bzw. bei Bewegung in gleicher Richtung miteinander sich im wesentlichen aufheben. Es läßt sich nämlich während des Laufens des Bandes 1 von links nach rechts (in Fig. 1) nicht immer vermeiden, daß das Band auch gewisse Bewegungen nach oben oder unten durchführt, denen dann die Meßköpfe folgen. Durch die oben erwähnte Zusammenschaltung der beiden Induktionsspulen wird nun erreicht, daß solche Bandbewegungen keine Regelimpulse auslösen.

Die den Stärke- und Härteschwankungen des Bandes 1 entsprechenden, in den Spulen 7 und la induzierten Regelimpulse werden über Leitung 8 einem elektrischen Verstärker 9 zugeführt. Die verstärkten Regelimpulse verlassen den Verstärker über Leitung 10 und regeln ein hydraulisches Ventil 11. Dieses wandelt die elektrischen Impulse in Druckschwankungen um welche durch die Leitungen Xl, YIa auf die hydraulischen Zylinder 13,13a und die Kolben 14,14a übertragen werden. Der mit den Kolben in Verbindung stehenden Zahnstange 15 wird dadurch ein Bewegungsmoment erteilt, welches sich über einen Zahnkranz auf den Exzenter 16 überträgt. Dieser Exzenter regelt den Druck, mit welchem die Stützwalze 17 des der Meß- und Regelvorrichtung nachgeschalteten Walzgerüsts auf die Arbeitswalze 18 und diese wiederum auf das durchlaufende Band 1 drückt.

Die Anwendung einer Induktionsspulenanordnung zur Umwandlung der Stärke- und Härteschwankungen des durchlaufenden Bearbeuiingsgutes in Meß- und Regelimpulse ist /war bevorzugt, jedoch nicht zwingend. Man kann diese Umwandlung auch mittels Lichtstrahlen und Photo/eilen oder unter Zuhilfenahme von "/-Strahlen bewirken. Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Regelimpulsc auf ein hydraulisches System wirken. Ebenso könnten die Impulse beispielsweise in mechanische Bewegungen umgesetzt werden. Die hier beschriebene hydraulische Anordnung ist aber, insbesondere in Kombination mit einem Walzgerüst, ganz besonders bevorzugt, weil die Walzdruckregelung durch den Rcgelimpuls ohne wesentliche Bewegung mechanischer Teile wie Anstellen von Hebeln, Einrükken und Ausrücken von Kupplungen, Anlaufenlassen von Regelmotoren usw. erfolgt und das System daher mit so geringer Trägheit arbeitet, daß die durch den Regelinipuls ausgelöste Walzdruckregelung in jedem Fall rechtzeitig erfolgt. Der Abstand zwischen den Meßköpfen und dem im nachgeschalteten Walzgerüst gelegeren Regelorgan ist so gewählt, daß der Zeitfaktor zwischen Meßimpulsgebung und erfolgter Regelung des Wal/gerüsts der Geschwindigkeit des durchlaufenden Metallbandes angepaßt ist. Zur Kompensierung von Geschv/indigkeitsschwankungen und -Veränderungen des durchlaufenden Metallbandes ist vorzugsweise ein Zeitrelais vorgesehen.

Sollen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung reversierende Walzgerüste geregelt werden, so weist die Vorrichtung zwei Meßköpfe auf jeder Seite des geregelten Walzgerüsts auf. wobei jeweils die beiden vor Eintritt des Metallbandes in das Walzgerüst gelegenen Meßköpfe die Impulse geben.

Einsetzbar ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in einer kombinierten Gieß-, Walz-, Fräs- und Weiterverarbeitungsanlage. Fig. 2 der anliegenden Zeichnungen zeigt eine solche Anlage, wobei das aus der Kokille A austretende, gegossene, oberflächlich uneinheitliche Bearbeitungsgut B das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung C geregelte Vorschub- und Glättwalzwerk D und eine Fräsmaschine E durchläuft, um anschließend aufgerollt oder einer Weiterverarbeitungsanlage /--zugeführt zu werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, nicht nur die Stärke, sondern gleichzeitig auch die Härte eines durchlaufenden Bearbeitungsgutes zu messen und die erhaltenen Meßimpulse zur Regelung des Arbeitsablaufs eines nachgeschalteten Walzgerüsts auszunutzen. Dadurch wird es nunmehr ermöglicht, ein gleichmäßig dickes bzw. starkes Walzgut zu erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Meßvorrichtung zur Erfassung von Walzguteigenschaften und zur entsprechenden Walzenanstelhing an einem Walzgerüst, bestehend aus zwei einander gegenüberliegenden, im wesentlichen senkrecht zur Vorschubeinrichtung eines durchlaufenden Metallbandes bewegbaren Meßköpfen, welche mit der Ober- und Unterseite des Metallbandes mit einstellbarem, konstantem Anpreßdruck in ständiger Berührung stehen und die von den Meßköpfen gelieferten Meßimpulse ein einem nachgeschalteten Walzgerüst für das Metallband zugeordnetes Regelorgan zur entsprechenden Betatigung der Walzenanstellung beeinflussen zwecks Walzdruck- bzw. Walzspaltregelung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung von Härteschwankungen im Metallband die Meßköpfe (2, 2a) mit einem im elastischen Bereich des Metallbandes (1) liegenden, verformenden Anpreßdruck beaufschlagt sind und die einzelnen Meßimpulse der beiden Meßköpfe bei deren Bewegung in gleicher Richtungs sich aufheben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch unter hydraulischem Anpreßdruck stehende Meßköpfe (2,2a).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßkopf (2, 2a) mit einem die Meßkopfbewegung übertragenden Stab (3, 3a) aus magnetischem Material in Verbindung steht und jeder Stab von einer Induktionsspule (7, 7a) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wie bekannt, bei Verwendung an einem reversierenden Walzgerüst auf jeder Seite des Walzgerüstes ein Meßkopfsystem angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung bei einer aus hydraulischem Ventil (11), Leitungen (12, 12a), Hydraulikzylindern (13, 13a), Kolben (14, 14a) und Zahnstange (15) mit auf Exzenter (16) angeordnetem Zahnkranz bestehenden Walzdruck- bzw. Walzspaltregeleinrichtung.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Druckregelorganen für die hydraulischen Vorspannzylinder eines vorgespannten Walzgerüsts.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Meßköpfe mit Meßrollen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrollen (6, 6a) eine ballige Oberfläche aufweisen.