DE1939914C3 - Einrichtung zum Steuern des hy drauhschen Verdreh und Vorschuban triebes fur Pilgerwalzwerke, insbesondere fur Kaltpilgerwalzwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern des hydraulischen Verdre' - und Vorschubantriebes für Pilgerwalzwerke, insbesondere für Kaltpilgerwalzwerke, wobei die Hydronu oren dieser Antriebe über Durckbehälter und Servoventile gespeist werden und die über Servoventile mit einem drucklosen Sammelbehälter in Verbindung stehenden Servomotoren mit einer Steuereinrichtung versehen sind, die mit dem Walzgerüstantrieb durch eine Übertragungsanordnung verbunden ist, die die Einhaltung des erforderlichen Drehwinkels in Abhängigkeit des Walzgerüstantriebes gewährleistet.

Bei Kaltpilgerwalzwerken erfolgt bekanntlich die schrittweise Auswalzung der Luppe derart, daß jeweils nach einem Doppelhub, bestehend aus dem Arbeitshub und dem Rückhub, im Einlauftotpunkt des Walzgerüstes der Vorschub erfolgt und die Luppe wahlweise mit dem Vorschub oder nach dem Arbeitshub im Auslauftotpunkt gedreht wird. Bei Drehzahlerhöhung wachsen die Massenkräfte verursacht durch die Schaltbewegung für Vorschub und Drehung, die während eines kurzen Zeitraumes erfolgen muß.

Bei den mechanischen Vorschub- und Drehvorrichtungen von Kaltpilgerwalzwerken sind die zu bewegenden Massen wegen der erforderlichen zusätzlichen Übertragungsräder und -wellen besonders groß, so daß die Leistungssteigerung dieser Kaltpilgerwalzwerke durch Drehzahlerhöhung sehr begrenzt ist (deutsche Patentschrift 1 065 356). Um die von den Schaltgetrieben in Bewegung gesetzten Massen abzubremsen, sind besondere Bremseinrichtungen notwendig.

Man hat daher bei Pilgerwalzwerken für den An trieb des Vorschubes und der Drehung der Luppe Motoren vorgesehen, die durch Druckflüssigkeit angetrieben werden und rotierende Antriebsachsen ha ben. Der zum Antrieb nötige Flüssigkeitsdruck wird von Kolbenpumpen erzeugt, deren Antrieb durch Steuernocken erfolgt, die vom Walzgerüstantrieb in Drehung versetzt werden. Dadurch wird die Funktion der Kolbenpumpen zeitlich begrenzt. Somit können Vorschub- und Drehbewegung in kurzer Zeit erfolgen, ohne den ruhigen Gang des Walzwerks zu beeinträchtigen, da die bewegten Massen bei dieser Antriebsart kleiner sind (deutsche Patentschrift 911008).

Nachteilig ist auch hier, daß eine Abbremsvorrichtung für die während des Schaltens in Bev/egung versetzten Massen erforderlich ist. Die Abbremsung kann bei hydraulischem Antrieb der Dreh- und Vorschubeinrichtung derart erfolgen, indem man in der vom Hydromotor abführenden Leitung ein Brems-

ventil vorsieht. Da dieses plötzlich schließt, ist die Bremszeit und damit der Bremswinkel bzw. Bremsweg von der Geschwindigkeit der bewegten Massen abhängig.

Um diesen Nachteil zu beheben, hat man bei PiI-

ao gerwalzwerken neben der Pumpe für den Antrieb des Hydromotors als Bremseinrichtung einen Zylinder mit einem beweglichen Bremskolben vorgesehen, der wie die Antriebspumpe durch eine mit dem Hauptantrieb in Verbindung stehende, unrunde Steuerscheibe betätigt wird.

Beginnt der Antriebspumpenkolben seinen Arbeitshub, so strömt die Flüssigkeit zum Hydromotor, der in Drehung versetzt wird, und von diesem über einen Steuerschieber zum Bremszylinder, in dem zu Beginn des Arbeitsspiels der Bremskolben in oberer Totlage steht. Während der Antriebskolben die erste Hälfte seines Hubes zurücklegt, wird die vom Hydromotor angetriebene Drehvorrichtung beschleunigt, wobei der Bremskolben die Hälfte seines Hubes vom oberen Totpunkt aus zurücklegt.

Hat der Antriebskolben seinen halben Hub hinter sich, so hat der Hydromotor «;eine größte Geschwindigkeit erreicht, und es beginnt jetzt die Verzögerung der sich drehenden Massen, wobei der Hydromotor,

4" von den in Bewegung befindlichen Teilen getrieben, als Pumpe wirkt und die von der Antriebspumpe gelieferte Flüssigkeit über den Steuerschieber in den Bremszylinder fördert. Durch die weitere Bewegung des Bremskolbens auf einer Verzögerungskurve baut sich im Bremszylinder ein Druck auf, der die Abbremsung und den Stillstand des Hydromotors und der angetriebenen Teile bewirkt (deutsche Patentschrift 1055 484).

Durch diese Anlage werden die sich drehenden

5^ Teile wirksam und weich abgebremst. Jedoch ist der Drehwinkel, verursacht durch die Leckverluste, nicht konstant, sondern er weicht von der gewünschten Größe mehr oder weniger ab.

Um nun einen bei jedem Arbeitsspiel gleichbleibenden Drehwinkel zu erhalten, wird in Weiterentwicklung der Hydromotor über von Nockenscheiben gesteuerte Schieber mit einem Druckspeicher verbunden. Der Hauptsteuerschieber wird von einer Nokkenscheibe betätigt, die auf beiden Seiten Ein· zahn-Mitnehmerkupplungen aufweist. Von der einen Seite wird die Nockenscheibe mit einer der Hubbzw. Drehzahl der Maschine proportionalen konstanten Drehzahl angetrieben und von der anderen Seite durch den Hydromotor über ein stufenlos regelbares Getriebe, den durch die Kupplung konstant erfolgenden Antrieb überholend.

Hierdurch wird erreicht, daß der Beginn des Zuflusses des Treibmittels vom Hauptantrieb gesteuert

vwrd, und die Abbremsunu. durch Treibmittel und Jas Schließen des Zuflusses durch den hydromotor eTlolgt, wobei der Abstand der Nocken für das Öffnen und Schließen des Schiebers sich fast über den gesamten Umfang der Nockenscheibe erstreckt Durch das stufenlos regelbare Getriebe kann für die verschiedenen jeweils gewünschten Drehwinkel des Antriebes immer der gleiche Umfang der Nocken-■wheibe zur Auswirkung kommen. Der aroße Absijnd der Nocken ermöglicht auch bei hohen Drehzählen des Walzwerks eine genaue Einhaltung des Drehwinkels, wobei die Abbremsun» des Hydromo nirs dadurch erfolgt, daß er durch den Steuerschieber gegen den Druckspeicher iieschaltet wird (deutsche Patentschrift 1 118.123).

Diese Anlage ist durch die Anwendung von einem -..ufenlos regelbaren Getriebe, einer Spezialkupplung ■.:nd zwei Steuerschiebern für einen Hydromotor η Kh sehr aufwendig. Reicht bei einem Arbeitsspiel Jer Druck nicht aus, den eingestellten Drehwinkel ao im Hydromotor auszuführen, so ai'diert .,ich der anyctallene Fehlbetrag zu dem Drehwinkel des näch-■ .ich Arbeitsspieles.

Ls gehöhrt schließlich noch durch die Patentschrift ■h(S67 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen ^a in Ost-Berlin eine hydraulische Speisevorrichtung bei Pi It! erwalz werken zum Stand der Technik, die eine .!ektrische Steuerung der Servoventil in Abhängigkeit vom Walzgerüstantrieb aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 3" finrichtung der eingangs genannten Art (deutsche Patentschrift 1 118 123) so auszubilden, daß der gewünschte Drehwinkel bei jedem Arbeitsspiel stets genau einhaltbar ist, wobei eine stufenlose Verstellung von Drehwinkel und Vorschub in weiten Gren-/en gegeben sein muß und das Drehen der Luppe wahlweise im Einlauf- oder Auslauftotpunkt oder in beiden Totpunkten erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Steuerung der Servomotoren über ein bei Speisevorrichtungen an Pilgerwalzwerken bekanntes elektronisches Steuer- und Regelgerät erfolgt, das sowohl vom Hydromotor des Vorschubantriebs, als auch vom Hydromotor des Verdrehantriebs über dort angebrachte Istwertgeber Regelimpulse erhält.

Durch diese Einrichtung zum Steuern des Verdreh- und Vordiubantriebes ist gewährleistet, daß einer bestimmten Öffnungszeit des Servoventil ein bestimmter Drehwinkel des Hydromotors entspricht, 5" wobei diese Größen stufenlos verändert werden können. Durch Umschaltung am elektronischen Regelgerät kann das Drehen der Rohrluppe bei entsprechend konstruiertem Kaltpilgerwalzwerk wahlweise im Einlauf- oder Auslauftotpunkt oder auch in beiden Totpunkten erfolgen, wobei das Drehen in beiden Totpunkten sich häufig als besonders günstig erweist. Beim Walzen kann automatisch oder durch die Betätigung eines entsprechenden Servoventil der Vorschub stufenlos vergrößert oder verringert werden, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, den Stoß zwischen zwei Rohren stufenlos ohne Verringerung der Hubzahl zu überwalzen. Durch die Istwert-Sollwertsteuerung werden alle Leckverluste ausgeglichen. Abgesehen von den Anwendungsvorteilen ist es offensichtlich, daß der konstruktive Aufwand der Einrichtung durch die Erfindung beachtlich eingeschränkt ist.

Aufbau und Funktion der Einrichtung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben.

Es stellt dar

F i g. 1 den Antrieb von Vorschub und Drehung der Luppe mittels elektronisch gesteuerter Hydromotoren,

F i g. 2 die gleiche Steuereinrichtung in abgewandelter Form.

In Fig. 1 führen von einem Druckbehälter 1 die Leitungen 2, 3, 4 /um Hydromotor 5 des Verdrehaniriebes für das Verdrehen von Luppe und Dornstange, während über die Leitungen 2, 3,6 der Hydromotor? des Vorschubantriebes für die Betätigung des Vorschubes der Luppe mit dem Druckbehälter 1 verbunden ist. Vom Hydromotor 5 führt eine Leitung 8 zu einem elektronisch gesteuerten Servoventil und von dort eine Leitung 10 in einen Sammelbehälter 11. Der Hydromotor 7 ist durch eine Leitung 12 mit einem ele'.·. .ionisch gesteuerten Servoventil 13 und dieses durch v_ine Leitung 14 mit dem Sammelbehälter 11 verbunden.

Eine Pumpe 15, angetrieben durc^i einen Elektromotor 16, saugt über eine Leitung 17 aus dem Sammelbehälter 11 und drückt durch eine Leitung 18 über ein Rückschlagventil 19 und Leitung 2 in den Druckbehälter 1. Eine Leitung 20 mit einem Überdruckventil 21 führt in den Sammelbehälter 11.

Die gesamte Anlage wird durch ein elektronisches Steuer- und Regelgerät 22 gesteuert, das durch eine elektrische Leitung 23 mit einem Geber 24 verbunden ist, der auf der Kurbelwelle 25 des Pilgerwalzwerks sitzt. Vom Steuer- und Regelgerät 22 geht eint elektrische Leitung 26 zum Ser\oventil9 und eine Leitung 27 zum Servoventil 13.

Auf der Welle des Hydromotors 5 sitzt ein Istwertgeber 28, der durch eine Leitung 29 mit dem Steuer- und Regelgerät 22 verbunden ist, für den Hydromotor? entsprechend ein Istwertgeber 30 mit einer Leitung 31. An das Steuer- und Regelgerät 22 ist ein Bedienungsgerät 32 angeschlossen.

Der Hydromotor 5 treiot über Zahnräder 33, 34, 35 das Spannfutter 36 für die Luppe bzw. Dornstange an. Vom Hydromotor? werden über eine Schaltkupplung 37, Zahnräder 38. 39, 40 und 41 die beiden Spindeln 42 angetrieben, die den Vorschubschlitten 43 verschieben. Ferner ist ein Elektromotor 44 vorgesehen, der über eine Schaltkupplung 45 ebenfalls mit den Spindeln 42 verbunden ist. Am Druckbehälter 1 ist ein Druckschalter 46 angebracht.

Die Funktion der Steuereinrichtung wird dadurch eingeleitet, daß der auf der Kurbelwelle 25 sitzende Geber 24 die Drehung bzw. den Vorschub freigibt, indem er über die Leitung 23 einen entsprechenden Impuls in das Steuer- und Regelgerät 22 gibt. Von dort aus wird über Leitung 26 bzw. 27 da< Servoventil 9 bzw. 13 geöffnet. Durch das öffnen der Servoventil, 13 entsteht ein Druckgefälle zwischen Druckbehälter 1 und dem drucklosen Sammelbehälter 11. Damit wird die im Druckbehälter I befindliche Flüssigkeit veranlaßt, infolge ihres Überdruckes über die Hydromotoren 5 und 7 und Leitungen 10 und 14 in den Sammelbehälter abzuströmen. Dabei werden die Hydromotoren in Bewegung versetzt.

Sie bleiben stehen, wenn die Servoventile 9, 13 durch einen weiteren Impuls vom Steuer- und Regelgerät 22 aus geschlossen werden und damit der Flüssigkeitsstrom unterbrochen wird. Dabei wird die Ab-

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bremsung der sich drehenden Teile so geregelt, daß entsprechend Servoventil 48 über Leitung 50 mit

beim Stillstand des Hydromotors der Sollwert für dem Hydromotor 7.

den Drehwinkel erreicht ist. Vom Steuer- und Regelgerät 22 geht eine elektri-

Dcr gewünschte Verdrehwinkel und Vorschub sehe Leitung 51 zum Servoventil 47 und entspre-

werden durch das Bedienungsgerät32 im Steuer- und 5 chend Leitung 52 zum Servoventil 48.

Regelgerät 22 eingestellt. Die von den Istwertgebern Der Funktionsablauf ist der gleiche wie bei der

28 und 30 über die Leitungen 29 und 31 in das Steuereinrichtung nach Fig. 1. Die zusätzlich vorge-

Steuer- und Regelgerät 22 eingegebenen Werte wer- sehenen Servoventile 47 und 48 werden beim Ab-

den dort mit den eingestellten Größen verglichen und bremsen der sich drehenden Teile zusammen mit den

für die Steuerung der Servoventile ausgewertet. io Scrvoventilen 9 und 13 geschlossen. Dadurch werden

Sinkt der Druck im Druckbehälter 1 auf einen die Hydromotoren 5 und 7 sowie die jeweils nachge-

unzulässigen Wert, so wird der am Druckbehälter schalteten Servoventile 9 und 13 vom Flüssigkeits-

angcschlosscne Druckschalter 46 erregt, so daß er druck entlastet.

den Elektromotor 16 einschaltet, der die Pumpe 15 Die Abbremsung kann auf diese Weise wirksamer antreibt. Diese Pumpe saugt aus dem Sammelbehäl- 15 erfolgen, wobei die genaue Einhaltung des Drehwinter 11 Flüssigkeit an, und drückt dieselbe über Lei- kels begünstigt wird.

rung 17 und 2 in den Druckbehälter 1 zurück. Er- Durch die elektronische Steuerung der Hydromoreicht der Druck einen gewissen Wert, so wird über toren ist eine stufenlose Veränderung von Drehwinden Druckschalter 46 die Pumpe 15 ausgeschaltet. kcl und Vorschub der Luppe bei einer erheblichen Das Rückschlagventil 19 soll ein Rückfließen der ao Verminderung des hydraulischen Aufwandes in wei-Druckflüssigkeit zur Pumpe 15 verhindern. Außer ten Grenzen möglich.

den Leckverlusten muß die Pumpe die jeweils bei der Dadurch kann das Pilgerwalzwerk den unter-

Funktion der Hydromotoren abgeströmte Flüssigkeit schiedlichen Betriebsbedingungen beim Walzen von

in den Druckbehälter zurückfördern. verschiedenen Werkstoffen weitgehend angepaßt

Fig. 2 zeigt die gleiche Anlage. Jedoch ist hier zu- »5 werden.

sätzlich zwischen dem Druckbehälter 1 und den Hy- Den verschiedenen Vorstellungen des Betriebes

dromotoren 5,7 je ein Servoventil angeordnet. Vom von Kall,>ilgenvalzwerken in bezug auf das beste

Druckbehälter 1 führen die Leitungen 2,3 und 4 zu Walzverfahren kann Rechnung getragen werden,

einem Servoventil 47 und über Leitungen 2,3 und 6 ohne daß Sonderausführungen der Kaltpilgerwalz-

zu einem Servoventil 48. Servoventil 47 ist mit einer 30 werke erforderlich sind. Die elektronische Steuerung

Leitung 49 mit dem Hydromotor 5 verbunden und ist auf Grund der Erfahrungen betriebssicher.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3601*

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Steuern des hydraulischen Verdreh- und Vorschubantriebes für Pilgerwalzwerke, insbesondere für Kaltpilgerwalzwerke, wobei die Hydromotoren dieser Antriebe über Druckbehälter und Servoventile gespeist werden und die über Servoventile mit einem drucklosen Sammelbehälter in Verbindung stehenden Servomotoren mit einer Steuereinrichtung verschen sind, die mit dem Walzgerüstantrieb durch eine Übertragungsanordnung verbunden ist, die die Einhaltung des erforderlichen Drehwinkels in Abhängigkeit des Walzgerüstantriebes gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Servomotoren über ein bei Speise- \urrichtungen an Pilgerwalzwerken bekanntes elektrant :hes Steuer- und Regelgerät (22) erfolgt, das sowohl vom Hydromotor (7) des Vorschubantriebs als auch vom Hydromotor (5) des Verdrehantriebs über dort angebrachte Istwertgeber (30. 28) Regelimpulse erhält.