DE1944593A1

DE1944593A1 - Schreitbalkenwerk

Info

Publication number: DE1944593A1
Application number: DE19691944593
Authority: DE
Inventors: Kenzo Fukada
Original assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 1968-09-07
Filing date: 1969-09-03
Publication date: 1970-03-26
Also published as: DE1944593B2; US3658171A; NL6913581A; DE1944593C3; GB1286324A; FR2061595A1; CA946320A; BE738451A

Description

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Dr. Werner Haßler PATENTANWALT

588 LODENSCHEID Lüdenscheid, 2. September 1969 -3

Asenberg 36 - Posttacn ι / «t " A"693 37

-Anmelderin: Fa. Yawata Iron and Steel Co., Ltd., No. 1, 1-Chome, Marunouchi, Chiyoda-ku,· Tokio, Japan

Schreifbalkenwe^k

Die Erfindung betrifft ein Schreitbalkenwerk mit parallelögr ammartiger Bewegungsbahn der Schreitbalken längs eines Aufwärts-, Vorwärts-, Abwärts- und Rückwärtshubes zur schrittweisen Bewegung von Werkstücken.

Anwendungsgebiet eines solchen Schreitbalkenwerkes ist die Bewegung von Werkstücken durch einen Heizofen.

Innerhalb eines solchen Schreitbalkenwerkes für einen Heizofen sind verschiebbare Schreitbalken, Festbalken sowie ein Antriebsteil für die Schreitbalken vorhanden. Der Transport der zu beheizenden Werkstücke innerhalb des Ofens erfolgt so, daß die Werkstücke auf die Festbalken aufgelegt und entsprechend der periodischen, parallelögrammartigen Bewegung der Schreitbalken schrittweise weiterbewegt werden'. Die auf den Festbalken stehenden Werkstücke werden beim Aufwärtsbewegungshub der Schreitbalken angehpben und im Vorwärtsbewegungshub weiterbewegt.. Im Rahmen des Abwärtsbewegungshubes der Schreitbalken werden die Werkstücke in einer Stellung entsprechend dem Ende des Vorwärtsbewegungshubei auf deirFestbalken abgesetzt. Zum Abschluß einer Taktperiode kehrt der' Schreitbalken im Rückwärtsbewegungshub in die Ausgangsstellung zurück. Durch periodische Wiederholung dieser Bewegung der'Schreitbalken werden die zu beheizenden Werkstücke innerhalb des Heizofens schrittweise vorwärtsbewegt.

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ORIGINAL INSPECTED

Wenn die zu erwärmenden Werkstücke während des Auf wärt sbewegungshubes von den Festbalken auf die Schreitbalken über- nommen werden und entsprechend während des Abwärtsbewegungshubes von den Schreitbalken auf die Pestbalken, wirkt jeweils eine starke Stoßbelastung auf die Schreitbalken ein, was zu einem seitlichen Rütteln der Schreitbalken führt. Diese Rüttelbewegungen bedingen Abweichungen von der gewünschten Bewegungsbahn der Werkstücke wie Stahlbrammen, wodurch die Innenwan— dung des Heizofens beschädigt werden kann oder die ".Werkstücke innerhalb des Ofens verklemmen; dies führt dazu, daß die Werkstücke nicht aus dem Ofen entnommen werden können. Mit solchen Schwierigkeiten ist umsomehr zu rechnen, je langer der Heizofen wird und je schwerer die Werkstücke sind. -" ^:

Da die Leistungsfähigkeit eines Walzwerks immer größer wird und auch die Werkstücke wie Stahlbrammen ein immer größeres Gewicht haben sowie die Einrichtungen bspw. der Heizofen immer größer werden, bereiten die genannten Stoßbelastungen und das dadurch bedingte Rütteln große Schwierigkeiten für den Bau eines Schreitbalkenwerks. - . _

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eines Schreitbalkenwerks, insbesondere für einen Heizofen, daß die Stoß- " belastung des Schreitbalkens und damit die Rüttelbewegung bei der Übernahme der Werkstücke durch .jiie Schreitbalken möglichst weitgehend herabgesetzt wird, damit die Werkstücks nicht von der gewünschten Bewegungsbahn abweichen; Außerdem soll die Transportgeschwindigkeit der Werkstücke erhöht werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine .Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit .während des Aufwärts- und Ab— _: wärtshubes erreicht, jeweils unmittelbar., bevor die Oberfläche der Schreitbalken mit der Oberfläche der Festbalken zur Dekkung kommt. ' _f

Wenn man dann eine hohe Bewegungjsgeschwindigkeit während des^f Aufwärts- und Abwärtshubes anwendet, erfolgt die übernähme der Werkstücke von den Festbalken auf die Schreitbalken und I ]imgekelajct sehr schonend, so daß die Stoßwirkung auf die "

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Schreitbalken und damit die Rüttelerscheinungen verringert werden, weil die Bewegungsgeschwindigkeit unmittelbar vor der eigentlichen Übernahme herabgesetzt wird.

Die Erfindung wird im Vergleich zum Stand der Technik anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeicjinungen erläutert, welche darstellen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein=herkömmliches Schreitbalkenwerk in einem Heizofen,

Fig. 2 einen Geschwindigkeitaplan für ein herkömmliches Schreitbalkenwerk,

Fig. 3 ein Diagramm der Rüttelbewegungen der Schreitbalken,

Fig. 4 einen Geschwindigkeitsplan für ein Schreitbalkenwerk nach der Erfindung,.

Fig. 5 ein Diagramm der Rüttelbewegung der Gchreitbalken entsprechend» Fig. 4,

Fig. 6 eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 einen Geschwindigkeitsplan des Schreitbalkenwerks nach Fig. 6,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Schreitbalkenwerks nach der Erfindung und

Fig. 9 einen Geschwindigkeitsplan für das Schreitbalkenwerk nach Fig. 8.

In einem Heizofen mit einem Schreitbalkemverk besteht der Boden aus Festbalken und beweglichen Schreitbalken. Der Transport von Stahlbrammen mit Schreitbalken bekannter Art erfolgt nach den Fig. 1 und 2 in der Weise, daß die Stahlbrammen 5 als Beschickung des Heizofens 1 auf die Festbalken 2 aufgesetzt werden, die auf Ständern 3 ruhen.

Während des Aufwärtsbewegungshubes des Schreitbalkens 4, der von einem nicht dargestellten Antriebsteil angetrieben wird, kommt bei der Bewegung' zwischen dem Ausgangspunkt A und dem Endpunkt B die Oberfläche der Schreitbalken M- in Deckung mit der Cberflache der Festbalken 2 zu liegen, wo die Übernahme . der Stahlbrammen auf die Schreitbalken 4 erfolgt."Weiterhin kommt auch während des Abwärtsbewegungshubes ÜD" im Anschluß·

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an den Vorwärtsbewegungshub die Oberfläche der·· Sehreitbalken 4' mit der Oberfläche der Festbalken 2 in Deckung, wo' die Stahl-' brammen 5 auf die Festbalken 2 zurückgesetzt werden. Die Takt-' Periode der Schreitbalken 4-. wird durch den Rückwärts bewegungshub vom Punkt D zum Ausgangspunkt A abgeschlossen. Im Rahmen dieser Bewegungsperiode wird eine jede Stahlbramme 5 auf den Festbalken um die Strecke B C weiterbewegt. 'Damit wird eine Stahlbramme 5 aufgrund der periodischen Bewegung der Schreitbalken 4 schrittweise mit konstanter Geschwindigkeit V durch den Ofen bewegt, wie Fig. 2 zeigt*. ·

Wenn jedoch die Stahlbramme 5 während des Äufwärtsbewegungshubes oder des Abwärtsbewegungshubes auf die' Schreitbalken 4\ 'übertragen wird, wirkt auf dieselbe! eine starke Stoßbelastung ; ein,wodurch^fder Rahmen der Schreitbalken starke seitliche .Rüttelbewegungen erleidet. Fig. 5 zeigt ein Beispiel solcher Rüttelbewegungen der Schreitbalken 4 entsprechend dem Ge- -.-.-; schwindigkeitsplan der Fig. 2 jeweils a) in Bewegungsrichtung, ' b) in seitlicher Richtung und c) in Vertikalrichtung, Tür den Aufwärts-, Vorwärts-, Abwärts- und Rückwärtsbewegungshub der Schreitbälken 4.

Diese Rüttelbewegungen der Schreitbalken 4,führen zu Abweichungen der Werkstücke von der gewünschten Bewegungsbahn sowie zu anderen Störungen. . ·

Der Grund für diese Rüttelbewegungen nach Fig. 2 liegt darin, daß sich die Schreitbalken mit unveränderter Geschwindigkeit bewegen, wenn die 7/erkstücke 5 während des Aufwärts- oder Abwärtsbewegungshubes übernommen werden. .

Es besteht jedoch die Forderung auf eine Verringerung der Taktzeit der Schreitbalken 4, also einer Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit, damit die aufgeheizten Werkstücke 5 möglichst schnell aus dem Ofen herausgenommen werden. Diese Geschwindigkeitserhöhung führt zu stärkeren Stoßen. Diese Stöße sowie - ' die,Gewichtserhöhung der Werkstücke bilden eine erhebliche Schwierigkeit, die bei der Konstruktion von großformatigen Heizöfen bewältigt werden muß. Von den vier Hüben einer Bewe-

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''gungsperiode der Schreitbalken trägt nur'der Vorwärtsbewegungshub unmittelbar zum Transport der Werkstücke bei; die ' " ■ übrigen drei Hübe stellen eine Verlustzeit dar. Deshalb soll ,die Dauer der Taktperiode möglichst wirksam ausgenutzt werden, .indem diese drei Bewegungshübe beschleunigt werden und indem dadurch die erforderliche Zeitdauer herabgesetzt wird. Wenn die Geschwindigkeit des Vörwärtsbewegungshubes zu hoch angesetzt wird, wird die Stoßbelastung im Zeitpunkt der Beschleunigung und Abbremsung größer, was unterbunden werden muß, damit nicht eine Spannung innerhalb des Trarahmens der öchreitbalken entsteht. Auch könnte dadurch eine Abweichung der Stahlbrammen von der gewünschten Bewegungsbahn auf den Festbalken bewirkt werden. ...

Eine Möglichkeit der Verringerung der Taktzeit für die Schreitbalken liegt in der Erhöhung des Verhältnisses zwischen Länge des Vorwärtshubes zu der Größe des Aufwärts- bzw. Abwärtshubes, damit dadurch die Verlustzeit herabgesetzt wird. Doch die Länge des Vorwärtshubes ist aus technischen Gründen durch die Konstruktion der Schreitbalken begrenzt.

Unter Berücksichtigung dieses Aufbaus von herkömmlichen Schreitbalkenwerken erreicht die Erfindung eine mögliche Verringerung von Rüttelbewegungen der Sehreitbalken bei der "übergabe der Werkstücke durch eine Herabsetzung der Geschwindigkeit in der Mitte des Aufwärts- und des Äbwärtshubes, wodurch eine Erhöhung der Geschwindigkeit vorher und im Anschluß an die Verringerung und eine Erhöhung während der anderen Hubabschnitte nicht ausgeschaltet wird. Dadurch kann man die Zeitdauer einer Taktperiode insgesamt auf demselben' oder einem ' kleineren Wert als bei einem herkömmlichen Schreitbalkenwerk halten. ■-<*'---·

Die Erfindung wird in .-Einzelheiten anhand der Fig. 6 und 7 erläutert. Eine Ausführungsform des Schreitbalkenwerks nach der Erfindung.umfaßt nach Fig. 6 eine öldruckäntriebseinheit für die Schreitbalken. Innerhalb derselben wird zur Geschwindigkeitssteuerung eine Pumpe mit .veränderlichem Fördervolumen

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• benutzt. Ferner gehören dazu ein-Sollwertgeber 6 zur Speicherung des Geschwindigkeitsplans, ein Spannungsgeber 7 zur TJm- ' wertung des Geschwindigkeitsplans in Spannungswerte, ein .' Regelverstärker 8, ein Regelventil 9, eine fiegelpunpe .10 mit veränderlichem Fördervolumen und eine Zylindereinheit 11. Diese Einrichtung arbeitet derart, daß.der Sollwertgeber 6, der den. Geschwindigkeitsplan für die Anlaufphase, Normalbetrieb,,Auslaufphase und Anhalten gespeichert hat, einen entsprechenden Geschwindigkeitsplan auswählt und über den Spannungsgeber.7 weitergibt, der eine entsprechende Spannung über den Regelverstärker 8 in die Regelpumpe 10 einspeist, die die Zylindereinheit 11 über das Regelventil 9 betätigt.

Fig. 7 zeigt nur den Aufwärtsbewegungshub der Taktperiode der Schreitbalken für das genannte Schreitbalkenwerk. Danach bewegen sich die Schreitbalken auf der Bewegungsbahn A B aufwärts. Die Geschwindigkeit steigt von dem Anfangspunkt A allmählich bis zu einem Höchstwert im Punkt a-an; sie bleibt auf diesem Wert bis zum Punkt m, der in geeigneter -/'eise eingestellt wird und unmittelbar vor der Ausfluchtung der Oberfläche der Schreitbalken mit der Oberfläche der Festbalken: liegt. Wenn die Oberfläche der Schreitbalken einen Punkt m erreicht, wird ein in diesem Punkt m angeordneter Schalter _: LS₁- betätigt., auf dessen Veranlassung der Sollwertgeber 6 ; ein Signal für die Schreitbalken zur Herabsetzung der Ge-³ schwindigkeit auf einen vorgegebenen Wert abgibt. Der Schalter LS. kann auf der Kolbenstange der Zylindereinheit oder an einer anderen Stelle der Zylindereinheit -11 angeordnet sein. Im Punkt M, wo die Bewegungsgeschwindigkeit für eine bestimmte. Zeitdauer herabgesetzt ist, übernehmen die Schreitbalken die Stahlbrammen von den Festbalken und werden bis zum Punkt mJ Y

wert ^ ■ entsprechend dem Geschwindigkeitsplan des jpollgebers auf die \ Ausgängsgeschwindigkeit beschleunigt. Nachdem die weitere -, Aufwärtsbewegung mit der Maximalgeschwindigkeit bis zum Punkt b unmittelbar vor dem Hubende erfolgt ist, wird der Schalter LS₂ betätigt und bedingt eine Geschwindigkeitsherabsetzung, i ^fIm Hubendpunkt B befindet sich der Endsehalter LS, zum An- ?■'

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■ halten des Aufwärtshubes, an den sich ein Vorwärtshub anschließ Eine solche Geschwindigkeitssteuerung kann leicht durch das • Zusammenwirken der Schalter LS^, LS^ und LS, mit dem Sollwertgeber 6 erfolgen. Eine Erläuterung der Steuerung des Abwärtshubes ist entbehrlich, da dieselbe in umgekehrter Weise erfolgt. Fig. 4 zeigt den Hub- und Geschwindigkeitsplan einer Taktperiode der Schreitbalken.

Aus dem vorigen kann man leicht entnehmen, daß die übertragung der Stahlbrammen zwischen den Schreitbalken und den Festbalken sehr sanft erfolgt, wodurch die Rüttelbewegungen des Schreitbalkens herabgesetzt werden. Fig. 5 zeigt Messungen der liüttelbewegungen eines Schreitbalkenwerks nach der Erfindung. Danach sind die Hüttelbewegungen weit geringer als bei einen herkömmlichen Schreitbalkenwerk gemäß^ Fig. 3» sowohl a) in Bewegungsrichtung, b) ,in seitlicher Richtung und c) in Vertikalrichtung während aller vier Hubabschnitte.

Nach ,Fig. 3 nimmt innerhalb des Bewegungsplans eines bekannten Schreitbalkenwerks der Aufwärtshub a) und der Abwärtshub c) die längste.Seitdauer ein, die BeveRungsgeschwindigkeit ist also auf diesen Hubabschnitten am Icu^-Insten, damit die oben beschriebenen Stoßwirkungen herabgesetzt sind. Die Dauer des Vorwärtshubes b) und des Rückwärtshubes d) ist am geringsten, also die Eewegungsgeschwindigkeit am schnellsten, damit die zuvor genannte geringe Bewegungsgeschwindigkeit ausgeglichen wird. Dies macht es in manchen Fällen erforderlich, zwei verschiedene Arten von Zylindereinheiten für die schnelle und die langsame Bewegung vorzusehen.

Im Rahmen der Erfindung ist nach Fig. 5 die Dauer des Aufw&rtshubes a), des Vorwärtshubes b), des Abwärtshubes c) und des Rückwärtshubes d) im wesentlichen gleich groß, so daß man jeweils einen gleichartigen Antriebszylinder vorsehen kann, wodurch die Bewegung der Schreitbalken geglättet wird.

Die Anordnung zur Geschwindigkeitsverringerung im Kittelab-Schnitt ist im Hahmen der Erfindung nicht auf die beschriebene. Aus führungs form eingeschränkt. f«an kann dafür jede üinrich-

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tung vorsehen, bspw. eine doppeltwirkende Bewegungseinrichtung ■ •mit einer Keilschiene«12 nach Fig. 8, wo die Bewegung gemäß- '.,.■·' dem Geschwindigkeitsplan der Fig. 9 erfolgt. Die Keilschiene ;, liefert eine gleichbleibende Geschwindigkeit auf den Absehnit- · ten im und nT^b gemäß Fig. 9 und eine.'verringerte GeschwindigkeH im Mitteläbschnitt mm' . Die doppelt wirkende Bewegungseinrichtung 13 bedingt eine Bewegung der Räder 14 auf der jeweiligen _: Keilschiene 12, so daß man einen Mittelabschnitt verringerter Geschwindigkeit, wahrend des Aufwärts- und Abwärtshubes erhält. Eine doppeltwirkende Bewegungseinrichtung 15 erzeugt den Vorwärts- undßüekwärtshub. Die Erläuterung der Bewegungs-. steuerung für einen jeden Bewegungshub ist ausgelassen, weil sie im wesentlichen der Ausf.ührungsform nach den Fig.. 6 und 7 entspricht. '

Zur Geschwindigkeitsverringerung im Mittelabsehnitt eines Bewegungshubes stehen bspw* folgende Möglichkeiten zur Verfügung:

1) Unmittelbare Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors, wenn ein Motorantrieb der Schreitbalken vorgesehen ist.

2) Durchflußsteuerung einer Öldruckeinheit mittels eines 'A'echselschalters und eines Drosselventils bei Verwendung einer Pumpe mit festem Fördervolumen.

- 3) Durchf!umsteuerung durch Änderung der Anzahl der v/irksamen Pumpen bei Verv/endung mehrerer Pumpern mit festem Fördervolumen.

Die Möglichkeiten zur Geschwindigkeitsverringerung im Mittelabsehnitt sind jedoch nicht auf die genannten Fälle einge- ,; schränkt. \

Als Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Transport von Stahlbrammen in einem Heizofen erläutert. Die Erfindung ist jedoch auch darüber hinaus anwendbar und zwar bei Schreitschaltwerken beliebiger Art, um dort Rüttelbewegungen möglichst zu verrin— · gern und unregelmäßige Bewegungen der Transportstücke auszuschalten, damit dieselben nicht von der richtigen Bewegungsbahn_; abkommen. Die Erfindung ist insbesondere bei großräumigen -■"_:.

EeizöJen brauchbar. .

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'Im■Rahmen der Erfindung ist für einen Arbeitstakt der Bchreitbalken zur Bewegung und Herausführung der Werkstücke eine ■gleiche oder kürzere Zeitdauer-gegenüber einem bekannten .•Schreitbalkenwerk erf orderlich*' wenn die Transportgeschwindigke.it der V/erkstücke gleich ist.

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Claims

- 10 Pa t e η t a η sp r ü c he

I.yfechreitbalkenwerk mit parallelogrammartiger Beweßungsbahn ' der Schreitbalken längs eines Aufwärts-, Vorwärts-, Abwärts- und Rückwärtshubes zur schrittweisen Bewegung.von Werkstücken, gekennzeichnet durch eine Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit während des Aufwärts- und Abwärtshubes, jeweils unmittelbar bevor die Oberfläche der Schreitbalken mit der Oberfläche der Pestbalken zur Deckung kommt.
2. "Schreitbalkenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Öldruckeinheit zum Antrieb der Schreitbalken die Geschwindigkeitsverringerung im Mittelabschnitt durch Geschwindigkeitssteuerung mittels einer Pumpe mit veränderlichem Fördervolumen erfolgt. ,.
3. Schreitbalkenwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitssteuerkreis einen Sollwertgeber (6), einen Spannungsgeber (7)» einen Regelverstärker (8-),■■ einRegel ventil (9), eine Regelpumpe (10) und eine Zylihdereinheit (11) umfaßti ". ■■■.".
4. Schreitbalkenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Geschwindigkeitsverringerung im Mittelabschnitt des Aufwärts- oder Abwärtshubes eine doppeltwirkende Antriebseinrichtung (13) in Verbindung mit einer Keilschiene (12) mit dem gewünschten Geschwindigkeitsmuster erfolgt. j
5. Schreitbalkenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsverringerung im läittelabschnitt durch Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors zum unmittelbaren An- \ trieb der Schreitbalken erfolgt. , 4
6. Schreitbalkenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj, daß die Ge^chwindigkeitsverringerung im Mittelabschnitt durcli Durchfiüßsteuerung einer Öldruckeinhe"i't mithilfe eines ^w.|"

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■Wechselschalters und eines Drosselventils für eine Pumpe mit festem Fordervoluraen erfolgt.

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