DE2051502A1 - Anstellvorrichtung fur Walzgeruste - Google Patents

Description

Z051502

Patentanwälte
DIpl.-lnq. R. SEETZ sen.
Dip!-;.·;. ; . LAMPr^CHT

Dr.-l-:;;. . . D '..Ϊ ETZ jr.
8 München 2'2, Steinsdorfstr. 111

20.10.1970

HITACHI, LTD., Tokio (Japan) Anstellvorrichtung für Walzgerüste

Die Erfindung betrifft eine Anstellvorrichtung für Walzgerüste, bei der ein Hub der Walzen relativ zueinander mittels eines Hydraulikzylinders eingestellt wirdo

Die bisher benutzten Anstellvorrichtungen der beschriebenen Art bestehen aus einem hydraulischen Zylinder, einem Steuerventil und einem den Kolben des Steuerventils betätigenden Antrieb und erfordern keinen beträchtlichen Anstellmechanismus, so daß sie baulich äußeret einfach und billig herstellbar sind. Doch da der Kolben ihres Steuerventils unmittelbar, sei es von Hand oder durch einen Antrieb, eingestellt wird, ist es schwer, die Walze parallel zur anderen Walze au bewegen, da die Walzkraft und der Flüssigkeitswiderstand sohwanken und daher ein genauer Anstellungehub sieh nicht ein-

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stellen läßt· Deshalb sind Walzgerüste «it der üblichen hydraulischen VaIζenansteilvorrichtung nur zum Walzen von Z₀ Bo Aluminiumfolie benutzt worden, wo die Dicke des Walzgutes relativ zum Walsendurchmeseer sehr klein ist und irgendein Walzspalt vor dem Walzen nioht eingestellt zu werden braucht.

Unter diesen Umständen hat der Erfinder schon eine verbesserte Walzenanstellvorrichtung vorgeschlagen (Patentanmeldung P 1 427 902.8)j diese frühere Erfindung hat Epoche gemacht und erstmals in der Welt die praktische Verwendung einer hydraulischen Anstellvorrichtung für Kaltbandwalzgerüste ermöglicht« Ihr einziger Mangel ist, daß sie eine komplizierte mechanische Rückführeinrichtung erfordert, um eine Rückbewegung der Walze zu bewirken» In solcher mechanischen Rückführungseinrichtung sind Spiel zwischen ihren Bauteilen und elastische Verformung der Bauteile unvermeidlich, und sie werden bei langer Benutzung immer größer, was nioht nur die Wartung und Prüfung der Einrichtung erschwert, sondern auch die Walzgenauigkeit und die Anspreohgeschwindigkeit der Einrichtung versohleohtert·

Ferner muß das Walzgerüst mit einer Steuereinrichtung gekuppelt werden, und zwar entweder mechanisch oder hydraulisch, und solche Steuereinrichtung muß nahe beim Walzgerüst angeordnet werden, wenn hydraulische Kupplung verwendet wird (erst recht, wenn die Steuereinrichtung mit dem Walzgerüst mechanisch gekuppelt wird), da das hydraulische System eine Rohrleitung enthält, die vollständig flüssigkeitsdioht sein muß. Andererseits ist eine Steuereinrichtung, weiche meohanjaohe Rückführeinrichtung

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enthält, räumlich groß und erfordert zu Ihrer Unterbringung viel Platz; solcher Platz aber ist nahe dem Walzgerüst gewöhnlich nicht verfügbar, weil es ohnehin schon schwierig ist, für die sonstigen nötigen Einrichtungen Platz zu beschaffen»

Bekannt ist (aus US 3 075 *H7) eine Einrichtung, bei der eine Bewegung eines Anstellkolbens einer hydraulischen Anstellvorrichtung und eine Bewegung eines gesonderten, unter Druck in einem Hydraulikzylinder beweglichen Tauchkolbens durch eine Blattfeder ausgeglichen sind und die Stellung eines den hydraulischen Druck steuernden Steuerventils von der ausgeglichenen Stellung jener Blattfeder bestimmt wird· Dies· Einrichtung ist jedoch infolge der Anwendung der Feder und des dem Einfluß der Massenträgheit unterliegenden Kolbens vorübergehend instabil. Ferner hat diese bekannte Einrichtung nicht nur dieselben oben beschriebenen Nachteile, sondern bringt auch Probleme in der betrieblichen Stabilität und der Unterhaltung mit sich. Ein zusätzlicher Nachteil der Einrichtung ist, daß die Parallelität bei der Bewegung der linken und der rechten Walzenenden sich nicht sicher aufrecht erhalten läßt·

Die Erfindung soll solche Probleme wie die oben beschriebenen behandeln.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Anstellvorrichtung für Walzgerüste zu schaffen mit einer elektrischen Rückführeinrichtung, welche feinfühliges Ansprechen der Anstellvorrichtung auf Steuerbefehle, hohe Genauigkeit des Betriebes und Leichtigkeit der Wartung und der Prüfung ergibt, weniger Plats für den Einbau erfordert und sich

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leicht von Platz zu Platz nach Bedarf transportieren läßt.

Eine andere Erfindungsaufgäbe ist, eine Anstellvorrichtung für Valzgerüste zu schaffen, bei der die Anstellung an der Antriebsseite und die Anstellung an der Bedienungsseite betrieblich miteinander verbunden sind, so daß das linke und das rechte Valzenende einander parallel bewegt werden.

Ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine hydraulisch arbeitende Anstellvorrichtung gesteuert wird durch eine Kombination aus einer Einrichtung, welche die Valzenstellung erfaßt, indem sie unmittelbar die Bewegung eines Kolbens in einem Hydraxlikzylinder erfaßt, und einer Elektrischen Steuereinrichtung, die das Ausgangssignal der genannten, die Valzenstellung erfassenden Einrichtung verwertet. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zusätzlich zu dem genannten Hydraulikzylinder ein Zwischenzylinder, der einen kleineren Durchmesser als der Hydraulikzylinder hat, vorgesehen ist und daß eine hydraulisch arbeitende Anstellvorrichtung gesteuert wird durch eine Kombination aus einer Einrichtung,, welche die Valzenstellung erfaßt und eine Bewegung eines Kolbens in jenem Zwischenzylinder in ein elektrisches Signal umformt, und einer elektrischen Steuereinrichtung, welche das Ausgangssignal der genannten, die Valzenstellung erfassenden Einrichtung verwertet. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein RückfUhrsignal von der einen Seite zu einem Steuerungegerät auf der anderen Seite geleitet wird, und zwar gleichzeitig mit einem RUokftihrsignal von der anderen Seite, und daß ein Anstellbefehl für die andere Seite so gesteuert wird, daß beide Rückführsignale gleich werden*

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Aueführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Ss zeigent

Fig· 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung für Walzgerüste}

Fig· 2 eine der Fig» 1 ähnliche schematlsohe Ansient₉ aber mit einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung}

Fig. 3 ein schematisches Bild, das die Verbindung

zwischen der Antriebsseite und der Bedienungsseite der in Fig. 2 dargestellten Anstellvorrichtung zeigt.

Jn den Zeichnungen bedeuten die Bezugszeichen 1 einen der Walzenständer, 2 und 3 die Arbeitswalzen, k und 5 die Stützwalzen, 6 und 7 die Einbauetücke der Arbeitswalzen, 8 und 9 die Einbaustücke der Stützwalzen, 10 die Gewiohtsausgleleitvorrichtung für die Abeitewalzen, 12 den Anstellkolben und 13 den Ansteilzylinder. Di· Walzen 3 und 5 werden vom Anetellkolben 12 auf- und niederbewegt. Mit Ik 1st eine Stange bezeichnet, deren eines Ende mit dem Anstellkolben 12 verbunden ist und deren anderes Ende sich abwärts durch den Boden des AnsteilZylinders 13 erstreckt. 15 bezeichnet eine auf dieser Stange "\k angebrachte Zahnstange, 16 ein mit dieser Zahnstange kämmendes Zahnrad und 17 einen vom Zahnrad 16 angetriebenen Fühler, der die Stellungen des Anstellkolbens 18, d. h. die abgesenkten Stellungen der Waisen abfühlt und diesen Stellungen entspreohende Signale gibt. Wie die Bilder zeigen, besteht

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der Fühler 17 praktieeh au· einem drehbaren Geschwindigkeitsmesser, weloher Bewegungen des Anstellkolbens IS unmittelbar anzeigt· Das Bezugszeichen 18 bezeichnet ein Vergleiohsgerät, das einen Anstellbefehl S und das von jedem Fühler gegebene Signal miteinander vergleicht und, wenn diese beiden voneinander verschieden sind, ein Ausgangssignal gibt; dieses Vergleiohsgerät ist also ein Regler mit Verstärker· Das Bezugeseichen 19 bezeichnet ein Vorsteuerventil, das den Zufluß von der Druckflüssigkeit proportional dem Betrag des vom Vergleichegerät 18 erteilten elektrischen Befehles steuert· Mit 20 ist eine die Druckflüssigkeit liefernde Pumpe, mit 21 ein Absperrventil, mit 22 ein Umschaltventil, mit 23 - 27 sind Flüssigkeitsleitungen und mit 28 ist ein Flüssigkeitsbehälter bezeichnet.

Die in den Bildern dargestellten Anstellvorrichtungen enthalten natürlich, wie in bekannten Hydratliksystemen üblich, einen Druokflüssigkeitsspeioher und ein Sicherheitsventil} diese sind hier nicht gezeichnet. Ferner werden das Absperrventil 2 1, das Umschaltventil 22 und die Leitungen 25 und 27 nioht im normalen Valzbetrieb, sondern nur nach Valzen-Austausoh für das anfängliche Anstellen der Walzen gebraucht} sie werden im folgenden nioht näher beschrieben·

In den Anstel!vorrichtungen der oben beschriebenen Bauart wird beim Walzen das Absperrventil 21 geschlossengehalten und der Anstellkolben 12 nur duroh das Vorsteuerventil 19 betätigt. Wenn man die untere Arbeitswalze 3 in Riohtune zur oberen Arbeitswalze 2 drücken will, wird ein dem Anstellbefehl entsprechendes elektrisches Signal an das Vorsteuerventil gegeben, und eine diesem elektrischen

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Signal entsprechende Druckflüssigkeitsmenge wird durch die Leitung 23 in den Zylinder 13 eingespeist, wodurch der Anstellkolben 12 aufwärts bewegt und die gewünschte Verminderung des Walzspaltes bewirkt wird» Andererseits wird die Bewegung des Anstellkolbens 12 durch die Stange 14, die Zahnstange 15 und das Zahnrad 16 zum Fühler 17 übertragen, und ein von diesem Fühler 17 ausgesandtes elektrisches Signal wird zum Vergleichsgerät 18 zurückgegebene In diesem Gerät wird das vom Fühler 17 gekommene elektrische Signal mit dem Wert 17 des anfangs erteilten Befehls S verglichen. Das Vergleichsgerät 18 erzeugt ein Ausgangssignal, bis der Hub der unteren Arbeitswalze 3 einen vorbestimmten Wert erreicht, und die Tätigkeit des Steuerventils 19 wird durch dieses Ausgangssignal gesteuert. So wird die Stellung der unteren Arbeitswalze 3 genau auf dem vorher eingestellten Wert gehalten.

Bei der Anstellvorrichtung der Fig. 2 ist zwischen dem Anstellkolben 12 und dem Steuerventil 19 ein Zwischenzylinder 30 von kleinerem Durchmesser als demjenigen des Anstellzylinders 13 eingefügt, und ein in diesem Zwischenzylinder 30 befindlicher Kolben wird von Druckflüssigkeit betätigt, die vom Steuerventil 19 durch eine Leitung 33 in den Zylinder 30 eingeführt wird, wodurch Druckflüssigkeit durch eine Leitung Jh in den Zylinder 13 eingespeist wird ο

Bei dieser Ausführungsform ist die Zahnstange 15, welche die Stellung der unteren Walze abfühlt, an einer Kolbenstange 32 des Zwischenzylinders 30 angebracht, und das Zahnrad 16 kämmt mit dieser Zahnstange 15« Im übrigen 1st diese Ausführung»form gleich derjenigen der Figo 1.

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Die Leitung 3k, die den Zwieohenzylinder 30 mit dem Anstellzylinder 13 verbindet, ist gegen Druckflüssigkeitsverlust vollkommen abgedichtet, so daß die Bewegung des Anstellkolbens 12 sofort und ganz in die größere Bewegung des im Zwischenzylinder 30 gleitenden Kolbens 31* die der Fühler 17 abfühlen wird, umgewandelt wird. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Ausführungsform dieselbe wie die der Fig. 1 gezeigten Bauart·

Bei der oben beschriebenen Wirkungsweise wandelt die aus dem Kühler 17 und dem Vergleichsgerät 18 bestehende Rückführeinrichtung die Bewegung des Anstellkolbens \& in ein elektrisches Signal um, und zwar entweder direkt oder, nachdem diese Bewegung in die griMmre Bewegung des Kolbens 31 des Zwisohenzylinders 30 umgeformt worden ist, und vergleicht dieses elektrische Signal mit dem Wert des Anstellbefehls ι sie ist also insofern anders als bei der mechanischen Rückführeinrichtung· Deshalb tritt weder in der Rückführeinrichtung noch in der Abfühlvorrichtung ein Verzug auf, und etwaige Abweiohung zwischen den miteinander verglichenen Werten läßt sich naoh Verstärkung unmittelbar auf das Steuerventil 19 geben« Die Stellung der Walze läßt sich bei der Bauart der Fig. 2 besonders leioht und sehr genau abfühlen, da schon ein· äußerst klein« Bewegung des Anstellkolbens 12 bei der Umformung in Bewegung des Kolbens 31 des ja im Durohmesser kleineren Zylinders 30 vergrößert wird. Dank der oben geschilderten völligen Abdichtung der DruckflUssigkeitsleitungen kann der Fühler 17 die Bewegung des Anstellkolbens 12 alt derselben Genauigkeit abfühlen, die siohb erreiohen IaIIt₉ wenn er sie unmittelbar abfühlt· Deshalb wird etwaiger Flüssigkeitsverlust des hydraulischen Antriebssysteas den

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abgeführten Wert nicht verfälschen! und jede etwa festgestellte Abweichung stellt eine willkürliche und wahre Abweichung zwischen dem abgefühlten und dem befohlenen Wert dar, ähnlich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Bauart· Dasselbe gilt für jeden einzelnen von allen Einflüssen, die beim Antrieb des Anstellkolbens 12 und des Zwischenzylinders 30 Fehler verursachen könnten, und diese vorteilhafte Eigenschaft maoht die sehr genaue Anstellung der Walzen möglich. Erfindungsgemäß wird der Betrieb der Anstellvorrichtung so gesteuert, daß die Bewegung der Anstellvorrichtung gleich dem befohlenen Wert an sich wirkt, wie oben dargelegt· Vom Standpunkt der Genauigkeit ist daher der Betrieb der Anstellvorrichtung von etwaiger Ungenauigkeit des eigentlichen hydraulischen Systems unbeeinflußt und nur von der Genauigkeit des Fühlers 17 abhängige Aber diese ist kein Problem} denn Wandler, die mechanische Bewegung mit höchster Genauigkeit in elektrische Signale umwandeln, sind der Fachwelt wohlbekannt·

Ferner läßt sich mit der Erfindung ein bemerkenswerter praktischer Vorteil erzielen insofern, als die Anstellvorrichtung einfaoh und gedrängt gebaut und sehr einfach gewartet und geprüft werden und - dank elektrischer Leitungsverbindung mit dem Bedienungsstand der Walzenstraße an beliebiger Stelle angeordnet werden kann«

Fig· 3 zeigt eine Anordnung, bei der zwei Anstellvorrichtungen von der in Fig. 2 gezeigten Bauart, und zwar je eine an der Antriebsseite und an der Bedienungsseite, betrieblieh miteinander verbunden sind, so daß eine noch genauere Parallelbewegung der linken und der reohten Walzenenden erreichbar ist«

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In Fig. 3 sind mit den Bezugszeichen 15 - 19 und 30 bis 3k dieselben Bauteile der Anstellvorrichtung markiert, wie die mit diesen Zeichen in Pig· 2 versehenen, und zwar auf der Bedienungsseite des Walzgerüstes, und mit den Zeichen 15· - 19· und 30· - 3*l·· auf der Antriebeseite. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Umschalter, der in der Mitte einer Leitung angeordnet ist, durch die das Signal vom Fühler 17 zum Vergleiohsgerät 18· übertragen wird· Mit den Zeichen V und V* sind die von den Fühlern 17 bzw. 17* kommenden Signale und mit den Zeichen S und S* die an der Bedienungeseite bzw. an der Antriebsseite zu gebenden Anstellbefehle bezeichnete

Wenn das linke und das reohte Ende der Walze gleichzeitig angestellt werden sollen, wird der Umschalter 35 geschlossen, und die Befehle S und S* - dieser zweite ist dem Befehl S gleich - werden auf die Vergleichsgeräte 18, 18· der zugehörigen Anstel!vorrichtungen gegeben. Infolgedessen werden die Steuerventile 19, 19· geöffnet und die Kolben 31, 31· In den ZwiβchenzylIndern 30, 30' von der Druckflüssigkeit über die genannten zugehörigen Steuerventile beaufschlagt und dadurch die Signale V₉ V* von den Fühlern 17» 17* »« den Vergleichsgeraten 18 bzw. 18· zurückgeführt. In diesem Fall bekommt das Steuerventil 19 einen Befehl, im Vergleiohsgerät 18 V gleich S zu maohen, aber das Steuerventil 19* «inen Befehl, im Vergleiohsgerät 18» V gleich V* zu machen. So können die Walzenenden an der Bedienungeseite und an der Angriffsseite zwangsläufig miteinander parallel bewegt werden.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   (1.!Anstellvorrichtung für Walzgerüste, bei der ein Hub der Walzen relativ zueinander mittels eines Hydraulikzylinders eingestellt wird, gekennzeichnet durch einen Fühler (17)» der die Bewegung eines Kolbens

   (12) im Hydraulikzylinder (13) unmittelbar in ein elektrisches Signal umformt, ferner durch ein Vergleichsgerät (18), welches das vom Fühler (i7) gegebene Signal mit einem Steuerbefehl vergleicht, der einen vorbestimmten Walzenhub darstellt und ein Abweichungssignal aussendet, und durch ein Steuerventil (19)» welches von dem Abweichungssignal betätigt wird und den Walzenhub duroh Steuerung des Hydraulikzylinders (13) einstellt.
2. 2. Anstellvorrichtung für Walzgerüste, bei der ein Hub der Walzen relativ zueinander mittels eines Hydraulikzylinders eingestellt wird, gekennzeichnet durch einen Zwischenzylinder (30), der mit dem Hydraulikzylinder (i3) Verbindung hat und einen kleineren Dur chinese er als der Hydraulikzylinder (13) aufweist, ferner durch einen Fühler (17)» der eine Bewegung eines im Zwisohenzylinder (30) gleitenden Kolbens (31) in ein elektrisches Signal umformt, ferner duroh ein Vergleichsgerät (18), welches das vom Fühler (17) gegebene Signal mit einem Steuerbefehl vergleicht, der einen vorbestimmten Walzenhub dar stellt und ein Abweichungssignal aussendet, und duroh ein Steuerventil (19), welches von dem Abweiohungssignal betätigt wird uild den Walzenhub durch Steuerung des Hydraulikzylinders

   (13) einstellt, wobei der Zwischenzylinder (30) zwischen dem Zydraullkzylinder (13) und dem Steuerventil (19) angeordnet 1st.

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   3· Anstellvorrichtung für Walzgerüste naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Je eine Anstellvorrichtung sowohl auf der Antriebeseite als auch auf der Bedienungeseite des Walzgerüstes angeordnet ist und beide Anstellvorrichtungen betrieblich miteinander so verbunden sind, daß ein Rückführsignal vom Fühler (17) einer der Anstellvorrichtungen und ein Rüokführsignal vom Fühler (17') der anderen Anstellvorrichtung einander gleich werden·

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