DE2222606A1

DE2222606A1 - RING ROLLING MILL

Info

Publication number: DE2222606A1
Application number: DE19722222606
Authority: DE
Inventors: Josef Jeuken; Konrad Dipl-Ing Meyer; Gustav Dr-Ing Vieregge
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1972-05-09
Filing date: 1972-05-09
Publication date: 1973-11-29
Also published as: SE408025B; JPS4948543A; FR2183987A1; FR2183987B1; DE2222606C2; GB1427019A; US3824820A

Description

Essen, den 25. April 1972-PZ 2934Essen, April 25, 1972-PZ 2934

PATENT APPLICATION:

"Ringwalzwerk""Ring rolling mill"

Anmelder: Rheinstahl AG, 43 EssenApplicant: Rheinstahl AG, 43 Essen

Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk mit einem auf den Ring von außen und innen einwirkenden Radialwalzenpaar und mit einem auf die beiden Ringstirnflächen einwirkenden, insbesondere kegeistumpfförmigen Axialwalzenpaar,bei dem jedes Walzenpaar gegeneinander zustellbar und mindestens jeweils eine Walze angetrieben ist.The invention relates to a ring rolling mill with a pair of radial rollers acting on the ring from outside and inside and with an in particular frustoconical one acting on the two ring end faces Axial roller pair, in which each roller pair against each other can be delivered and at least one roller is driven in each case.

Derartige Vierwalzen-Ringwalzwerke dienen dazu, unter ■ einer Presse oder einem Hammer aus Blöcken durch Stauchen und Lochen hergestellte Ringrohlinge durch radiales Aufweiten zu Ringen mit rechteckigem oder profiliertem Querschnitt auszuwalzen. Die radiale Aufweitung des Ringes wird durch das Radialwalzenpaar bewirkt, von dem die sogenannte Tellerwalze angetrieben und der sogenannte Walzdorn zur Ausübung der radialen Walzkraft gegen die Tellerwalze verschiebbar ist. Die auf die Ringstirnflächen wirkenden Axialwalzen dienen zumeist dazu, den Ring in der Höhe, d.h. in axialer Ricutung, zu kalibrieren und die beim Walzprozeß auftretende Einschnürung der Ringstirn-Such four-roll ring rolling mills are used under ■ a press or a hammer made of blocks by upsetting and punching ring blanks produced by radial expansion to form rings with a rectangular or profiled shape Roll out cross-section. The radial expansion of the ring is caused by the pair of radial rollers, from which the so-called cup roller is driven and the so-called roller mandrel for exercising the radial Rolling force is displaceable against the plate roller. The axial rollers acting on the ring end faces are mostly used to calibrate the ring in height, i.e. in axial direction, and to calibrate the Constriction of the ring face that occurs in the rolling process

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flächen zu beseitigen. Wenn darüber hinaus eine erhebliche axiale Verwalzung des Ringes mit großer Walzkraft durchgeführt werden soll, dann tritt das nicht einfach zu lösende Problem auf, daß der Ring in den beiden Walzspalten übereinstimmende Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen muß und demzufolge die Istwert-Drehzahlen der Antriebe beider Walzenpaare in engen Toleranzgrenzen aufeinander abzustimmen sind. Gelingt das nicht, dann ist eine den Ring unbrauchbar machende Schlaufenbildung oder sonstige Ringdeformationen nicht zu vermeiden, zumindest aber tritt an den Walzen bei sehr formsteifen Ringen, die von Zentrierrollen justiert werden, ein die Walzenantriebe erheblich belastender Schlupf auf.to eliminate areas. In addition, if there is considerable axial rolling of the ring with large Rolling force is to be carried out, then the problem that is not easy to solve arises that the ring circumferential speeds that match in the two roll gaps must have and consequently the actual value speeds of the drives of both roller pairs must be coordinated within narrow tolerance limits. If this does not succeed, one of the rings is unusable making loops or other ring deformations cannot be avoided, but at least occurs on the rollers with very rigid rings that are adjusted by centering rollers Roller drives result in a significantly burdensome slip.

Man hat den Walzenschlupf mit seinen nachteiligen Folgen für den Walzprozeß und das Arbeitsergebnis schon durch konstruktive und steuerungstechnische Maßnahmen zu vermeiden oder in unschädlichen Grenzen zu halten versucht. Hierzu hat man mit Rücksicht auf die unterschiedlichen Ringumfangsgeschwindigkeiten am Innen- und Außendurchmesser des Ringes kegelförmige Axialwalzen verwendet und die Geometrie der Axialwalzen, ihre Verschiebung radial zum Ring und/oder ihre Antriebsdrehzahl so gewählt bzw. gesteuert, daß aufgrund der geometrischen Zusammenhänge schlupfarmes oder schlupffreies Walzen während des Walzprozesses zu erwarten war (DBP 1 188 544,One has the roll slip with its disadvantageous consequences for the rolling process and the work result to be avoided by constructive and control measures or within harmless limits tried to keep. To do this, one has to take into account the different circumferential speeds of the ring conical axial rollers are used on the inner and outer diameter of the ring and the geometry of the axial rollers, their displacement radially to the ring and / or their drive speed so selected or controlled, that due to the geometric relationships low-slip or slip-free rolling during the Rolling process was to be expected (DBP 1 188 544,

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OS 1 752 887).OS 1 752 887).

Trotzdem vermochten auch derartige Ringwalzwerke in der Praxis nicht zu befriedigen. Infolge der engen Abstimmungstoleranzen zwischen den Walzendrehzahlen, aufgrund der Nachgiebigkeit der Walzenantriebe, wegen des Einflusses der Verformung des Ringes auf dessen Umfangsgeschwindigkeit und insbesondere auch wegen der sich aus den jeweiligen geometrischen Bedingungen ergebenden lastabhängigen Wälzpunktverschiebungen in den Walzspalten treten bei den bekannten Ringwalzwerken immer noch Schwierigkeiten auf. Sie stö-ren den gewünschten Ablauf des Walzprozesses dadurch, daß von einem der Walzkaliber auf den Ring Kräfte wirken, die ihn aus der durch die Wälzkaliber' und ggf. die Zentrierrollen bestimmten Normallage - d.h. Ringmitte in der Walzwerkslängsachse - zu drängen versuchen. Diese Kräfte müssen durch entsprechende Gegenkräfte der Zentrierrollen bzw. des anderen Walzkalibers aufgenommen werden. Sobald das Moment dieser Kräfte den Ring höher beansprucht, als es das während des Walzprozesses abnehmende Widerstandsmoment des Ringquerschnittes, der zunehmende Hebelarm und die Festigkeit des Ringwerkstoffes zu-lassen, wird der Ring - oft schlagartig bis zur völligen Unbrauchbarkeit - deformiert.In spite of this, ring rolling mills of this type were also unsatisfactory in practice. As a result of the tight Coordination tolerances between the roller speeds, due to the flexibility of the roller drives, due to the influence of the deformation of the ring on it Circumferential speed and in particular also because of the respective geometric conditions The resulting load-dependent rolling point shifts in the roll gaps occur in the known ring rolling mills still having trouble. You disrupt the desired sequence of the rolling process by that forces act on the ring from one of the rolling calibres, which forces it from the through the rolling caliber 'and if necessary, to push the centering rollers in a certain normal position - i.e. the center of the ring in the longitudinal axis of the rolling mill try. These forces have to be caused by corresponding counter-forces of the centering rollers or the other roller caliber be included. As soon as the moment of these forces stresses the ring higher than it does during of the rolling process decreasing section modulus of the ring cross-section, the increasing lever arm and the To allow strength of the ring material, the ring becomes - often suddenly to the point of complete uselessness - deformed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringwalzwerk der eingangs genannten Gattung so auszubil-The invention is based on the object of a ring rolling mill of the genus mentioned at the beginning

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den, daß die Ringe während des Walzens ihre spiegelsymmetrische Lage zur Längsachse des Ringwalzwerkes nicht verlassen und auch bei wenig formsteifen Ringen die Gefahr einer Ringdeformation zuverlässig vermieden werden kann.the fact that the rings are mirror-symmetrical to the longitudinal axis of the ring rolling mill during rolling do not leave and reliably the risk of ring deformation even with rings that are not very rigid can be avoided.

Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß es für einen störungsfreien Walzprozeß nicht genügt, die Drehzahlen der angetriebenen Walzen entsprechend der geometrischen Auslegung der Walzen aufeinander abzustimmen. Es ist vielmehr notwendig, während des Walzprozesses eine Korrektur des Verhältnisses der Walzenantriebsdrehzahlen in einer Weise vorzunehmen, die den sich während des Walzprozesses ändernden Kraft-, Reibungs- und AbwälzVerhältnissen entspricht. Der Wälzpunkt zwischen den Walzen und den Ringstirnflächen hängt von der jeweiliegen Walzkraft, der Geometrie des Ringquerschnittes, dem Reibwert usw. ab und verlagert sich während des Walzprozesses entsprechend der Änderung dieser Einflußgrößen. Beim Walzen mit profilierter Tellerwalze, z.B. beim Walzen von Flanschen, ergeben sich Wälzpunktverlagerungen nicht nur im Axialkaliber, sondern auch noch im Radialkaliber. Konkrete Aufgabe der Erfindung ist es, dementsprechend durch selbsttätige Korrektur wenigstens einer Walzenantriebsdrehzahl .oder durch entsprechende Verschiebung der kegelförmigen Axialwalzen relativ zum Ring dafür zuThe invention is based on the knowledge that it is not necessary for a trouble-free rolling process is sufficient, the speeds of the driven rollers according to the geometric design of the rollers to coordinate. Rather, it is necessary to correct the ratio during the rolling process of the roll drive speeds in a way that will change during the rolling process changing force, friction and rolling conditions. The pitch point between the rollers and the ring end faces depend on the respective Rolling force, the geometry of the ring cross-section, the coefficient of friction, etc. and shifts during the Rolling process according to the change in these influencing variables. When rolling with a profiled cup roller, E.g. when rolling flanges, there are rolling point shifts not only in the axial caliber, but also in radial caliber. The specific object of the invention is, accordingly, by automatic Correction of at least one roller drive speed. Or by shifting the conical axial rollers relative to the ring for this

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sorgen, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der angetriebenen Walzen beider Walzkaliber so aufeinander abgestimmt werden, daß keine die Rundheit des Ringes störenden Kräfte auf den Ring wirken.ensure that the circumferential speeds of the driven rollers of both roller caliber so on each other be matched so that no forces affecting the roundness of the ring affect the ring.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in der Weise gelöst, daß der Antrieb, eines Walzenpaares auf eine wählbare Sollwert-Drehzahl einzustellen ist, daß eine Führungssteuerung die Umfangsgeschwindigkeit des anderen Walzenpaares entsprechend der genannten Sollwert-Drehzahl oder der zugehörigen, zu messenden Istwert-Drehzahl eingestellt, und daß ein oder mehrere, eine Leistungsübertragung von einem zum anderen Walzenpaar erfassende Fühler über eine Steuer- bzw. eine Regeleinrichtung die Umfangsgeschwindigkeiten des Ringes an beiden Walzenpaaren zur Übereinstimmung bringen.The object according to the invention is achieved in such a way that that the drive of a pair of rollers is to be set to a selectable setpoint speed, that a guide control the peripheral speed of the other pair of rollers according to the mentioned Setpoint speed or the associated actual value speed to be measured is set, and that one or more, a power transmission from one pair of rollers to another pair of rollers via a control or a control device the circumferential speeds of the ring on both pairs of rollers to match bring.

Die erforderliche Grundabstimmung zwischen den Antrieben beider Walzenpaare kann bevorzugt in an sich bekannter Weise beispielsweise derart vorgenommen werden, daß ein Hauptmotor die Tellerwalze des Radialwalzenpaares antreibt, daß ein Tachodynamo die Ist-Drehzahl der Tellerwalze ermittelt und seine Ausgangsspannung Führungsgröße ist für die Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors einer Walze des Axialwalzenpaares. Hierbei bleibt die bisher bevorzugte Ausführungsform von Vierwalzen-Ringwalzwerken erhalten, so daß an der TelLrwalze die höhere An-309848/0033 The necessary basic coordination between the drives of both roller pairs can be preferred in itself in a known manner, for example, be made in such a way that a main motor drives the plate roller of the radial roller pair drives that a speedometer determines the actual speed of the cup roller and its Output voltage reference variable is used to control the speed of the drive motor of a roller Axial roller pair. Here, the previously preferred embodiment of four-roll ring rolling mills remains received, so that the higher An-309848/0033

triebsleistung, bessere Leistungsreserven und geringere ungewollte DrehzahlSchwankungen auftreten.drive power, better power reserves and lower unwanted speed fluctuations occur.

Das Ringwalzwerk nach der Erfindung kann insbesondere hinsichtlicn der Ausbildung der Fühler und der Stellglieder für die Regeleinrichtung in verschiedener Weise weiter ausgestaltet sein.The ring rolling mill according to the invention can in particular with regard to the design of the sensors and the actuators be further developed for the control device in various ways.

Wenn beispielsweise als Folge einer Änderung der radialen Walzkraft bei einem Flansch-Ring eine Verschiebung des Wälzpunktes zum Außenumfang hin auftritt, dann erhöht sich die Umfangsgeschwindigkeit des Ringes am Radialwalzenpaar, während sie am Axialwalzenpaar unverändert bleibt. Das hat zur Folge, daß der Ring bei gleichbleibenden Antriebsdrehzahlen einseitig aus seiner Symmetrielage auswandert und daß er einen von den jeweiligen Bedingungen abhängigen Anteil der Antriebsleistung des Radialwalzenpaares zum Axialwalzenpaar überträgt. Um das zu vermeiden, können bei dem Ringwalzwerk nach der Erfindung zwei FühL£er vorgesehen sein, insbesondere zwei am Außenumfang des Ringes anliegende Tastrollen, die die Lage der beiden Umfangspunkte des Ringes erfassen, die demjenigen Ringdurchmesser bzw. der Sehne des Ringes entsprechen, der bzw. die senkrecht steht auf der durch die Achsen der beiden Radialwalzen definierten Ebene. Das seitliche Auswandern des Ringes verursacht unsymmetrische Auslenkungen der beiden Fühler, die über einen Meßumformer entsprechende Eingangssig-If, for example, there is a shift in a flange ring as a result of a change in the radial rolling force of the pitch point occurs towards the outer circumference, then the circumferential speed increases of the ring on the radial roller pair, while it is on the axial roller pair remains unchanged. This has the consequence that the ring at constant drive speeds emigrates unilaterally from its symmetrical position and that it depends on the respective conditions Share of the drive power of the radial roller pair transfers to the axial roller pair. To avoid that, In the ring rolling mill according to the invention, two sensors can be provided, in particular two on the outer circumference of the ring adjacent feeler rollers that detect the position of the two circumferential points of the ring, the correspond to that ring diameter or the chord of the ring which is perpendicular to the plane defined by the axes of the two radial rollers. The lateral migration of the ring caused asymmetrical deflections of the two sensors, which are transmitted via a transmitter to the corresponding input signals

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nale der Regeleinrichtung zur Verfügung stellen. Da die beiden Fühler zugleich direkt oder indirekt den Ringdurchmesser und mithin auch dessen Zunahme beim Walzen erfassen, können die ihnen zugeordneten Signale weiterhin auch dazu benutzt werden, das Axialwalzenpaar entsprechend der Ringdurchmesserzunahme vorzugsweise derart zu verschieben, daß die Kegelspitzen ständig auf der Ringmittelachse oder in deren naher Umgebung liegen. Wenn die Ringmittelachse während des Walzens ortsfest verbleiben soll, können die Fühler weiterhin auch eine dem Ringwachstum entsprechende Verschiebung des Radialwalzenpaares herbeiführen.make available to the control device. Because the two feelers are direct or indirect at the same time the ring diameter and therefore also its increase during rolling can be detected by the assigned Signals continue to be used to adjust the axial roller pair according to the ring diameter increase preferably to move so that the cone tips are constantly on the ring center axis or are in their immediate vicinity. If the ring center axis is to remain stationary during rolling, the sensors can also shift the pair of radial rollers in accordance with the growth of the ring bring about.

Ringwalzwerke sind vielfach mit zwei Zentrierrollen versehen, die spiegelsymmetrisch zu der von den Achsen der beiden Radialwalzen definierten Ebene angeordnet sind und die am Außenumfang des Ringes anliegen. Erfindungsgemäß können eine oder beide Zentrierrollen als Fühler ausgebildet sein, vorzugsweise derart, daß die Zentrierrollen die auf sie ausgeübte Verstellkraft des Ringes erfassen. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Zentrierrollenlagerung um eine senkrecht zur .Zentrierrollenachse angeordnete Schwenkachse gegen die Wirkung eines federnden Gliedes drehbar ist, und daßRing rolling mills are often provided with two centering rollers, which are mirror-symmetrical to that of the Axes of the two radial rollers defined plane are arranged and on the outer circumference of the ring issue. According to the invention, either or both Centering rollers be designed as sensors, preferably in such a way that the centering rollers act on them record the adjustment force exerted by the ring. This can be done, for example, that the centering roller bearing about a pivot axis arranged perpendicular to the .Zentrierrolleachse against the effect a resilient member is rotatable, and that

ist die Verstellung des Gliedes Eingangsgröße für einenis the adjustment of the link input variable for one

Meßumformer der Regeleinrichtung. 309848/0033Transmitter of the control device. 309848/0033

Die Zentrierrollen liegen am Außenumfang des Ringes an, so daß die Verstellkraft des Ringes bei dessen Durchmesserzunähme die federnden Glieder beider Zentrierrollen gleichmäßig belastet. Ein seitliches Auswandern des Ringes verursacht gegenläufige Belastungsänderungen der federnden Glieder, so daß entweder durch Absolutmessung oder durch Vergleichsmessung ein Steuersignal für die Regeleinrichtung zur Verfügung steht.The centering rollers rest on the outer circumference of the ring, so that the adjustment force of the ring when it The resilient members of both centering rollers increased in diameter evenly loaded. A lateral migration of the ring causes opposite changes in load of the resilient members, so that either by absolute measurement or by comparison measurement a control signal for the control device is available.

Anstelle der erwähnten stetigen Regelung mit Hilfe von Meßumformern kann auch eine unstetige Regelung in der Weise vorgesehen werden, daß die als Fühler ausgebildeten beiden Zentrierrollen auf je ein einfaches Schaltglied einwirken, so daß die Schaltglieder bei unsymmetrischer Betätigung infolge unsymmetrisch gewordener Ringlage über ein Steuergerät eine entsprechende Änderung der Drehzahl der einen angetriebenen Walze bzw. eine Verschiebung der kegelförmigen Axialwalzen relativ zum Ring bewirken. Instead of the mentioned continuous regulation with the aid of measuring transducers, discontinuous regulation can also be used be provided in such a way that the two centering rollers designed as sensors on each one act simple switching element, so that the switching elements in asymmetrical actuation as a result of asymmetrical become ring position via a control unit a corresponding change in the speed of the cause a driven roller or a displacement of the conical axial rollers relative to the ring.

Bei dem Ringwalzwerk nach der Erfindung kann auch nur eine Zentrierrolle vorgesehen sein, und zwar bevorzugt an derjenigen Seite des Ringwalzwerkes, von der aus der Ring in das Radialwalzenpaar einläuft, weil die von den Radialwalzen auf den Ring übertragenen Antriebs- und Reibungskräfte ein MomentIn the ring rolling mill according to the invention, only one centering roller can be provided, namely preferably on that side of the ring rolling mill from which the ring enters the radial roller pair, because the drive and frictional forces transmitted from the radial rollers to the ring are a moment

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ausüben, welches den Ring nach dieser Seite hin zu verschwenken versucht.exercise, which tries to pivot the ring to this side.

Das Ringwalzwerk nach der Erfindung ermöglicht nämlich eine derart präzise Abstimmung auf übereinstimmende Umfangsgeschwindigkeiten des Ringes an beiden Walzenpaaren, daß eine zusätzliche Ringzentrierung mit zwei Zentrierrollen und ggf. hohem Anlagedruck unter Umständen nicht erforderlich ist.The ring rolling mill according to the invention enables such a precise match to match Circumferential speeds of the ring on both pairs of rollers, that an additional ring centering with two centering rollers and possibly high contact pressure may not be necessary.

Unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten des Ringes an den beiden Walzenpaaren, beispielsweise wegen unzureichenderAbstimmung der Walzendrehzahlen, verursachen insbesondere bei formsteiferen Ringen eine Übertragung von Antriebsleistung von einem zum anderen Walzenpaar. Das kann erfindungsgemäß vermieden werdenj wenn dem Antriebsmotor jedes der beiden Walzenpaare eine Meßeinrichtung zugeordnet ist, die die von den Motoren aufgenommene elektrische Wirkleistung erfaßt. Durch einen Vergleich der Ausgangssignale beider Meßeinrichtungen kann ein Regelsignal gewonnen werden, das Abweichungen vom Sollwert, beispielsweise des Zahlenverhältnisses beider Antriebsleistungen, erfaßt und unerwünschte, instationäre Vorgänge rückgängig machen kann.Different circumferential speeds of the ring on the two pairs of rollers, for example due to insufficient coordination the roller speeds, cause a transmission of drive power from one to the other, especially in the case of more rigid rings another pair of rollers. This can be avoided according to the invention become j if the drive motor is each of the two A measuring device is assigned to pairs of rollers, which measures the active electrical power consumed by the motors recorded. By comparing the output signals of the two measuring devices, a control signal can be obtained that deviations from the target value, for example the numerical ratio of the two drive powers, detected and can reverse undesired, transient processes.

Bei dem Ringwalzwerk kann auch an mindestens einem der beiden Walzenpaare eine Meßeinrichtung zur Er-In the case of the ring rolling mill, a measuring device for measuring

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.ίο - 2222B06.ίο - 2222B06

fassung der elektrischen Wirkleistung des Antriebsmotors und eine weitere Meßeinrichtung zur Erfassung der Walzkraft angeordnet sein. Durch den Vergleich der Ausgangssignale beider Meßeinrichtungen steht ebenfalls ein Regelsignal zur Verfügung, das bei einer Abweichung vom Sollwert einen unerwünschten Zustand des Walzprozesses anzeigt und das mithin zu einer entsprechenden Korrektur der maßgeblichen Einflußgrößen herangezogen werden kann. Bei Ringwalzwerken wird erstrebt, einen möglichst hohen Anteil der Antriebsleistung in auf den Ring einwirkende Verformungsleistung umzuwandeln. Wird das jeweils geltende Verhältnis zwischen Antriebsleistung und Walzkraft, beispielsweise infolge Wälzpunktverschiebung im Walzspalt, wegen seitlichen Auswanderns des Ringes und Leistungsübertragung von einem zum anderen Walzenantrieb gestört, dann wird diese Störgröße von der Regelung erfaßt.version of the electrical active power of the drive motor and a further measuring device for detection the rolling force be arranged. By comparing the output signals of the two measuring devices A control signal is also available which, in the event of a deviation from the setpoint, generates an undesired Indicates the state of the rolling process and therefore to a corresponding correction of the relevant Influencing variables can be used. In ring rolling mills, the aim is to have as high a proportion as possible to convert the drive power into deformation power acting on the ring. Will each Applicable ratio between drive power and rolling force, for example as a result of the pitch point shift in the roll gap, because of lateral migration of the ring and power transfer from one to the If another roller drive is disturbed, this disturbance variable is detected by the control.

Die erforderliche Korrektur der wählbaren Einflußgrößen für den Zustand des Walzwerks kann in verschiedener Weise vorgenommen werden. Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Regeleinrichtung ein Stellglied aufweist, dessen Stellgröße die Drehzahl des Antriebs eines Walzenpaares beeinflußt. Zu diesem Zweck kann der Regler in der Weise ausgebildet sein, daß sein Ausgangssignal als Korrekturgröße demjenigen Geräteteil zugeführt wird, mit dem die Grundabstimmung der Drehzahlen beider Walzenpaare wählbarThe necessary correction of the selectable influencing variables for the condition of the rolling mill can take various forms Way to be made. One embodiment provides that the control device is an actuator has, the manipulated variable influences the speed of the drive of a pair of rollers. To this Purpose, the controller can be designed in such a way that its output signal as a correction variable to that Device part is supplied, with which the basic adjustment of the speeds of both roller pairs can be selected

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eingestellt und mit fortschreitendem Walzprozeß selbsttätig Verändert wird.set and automatic as the rolling process progresses Is changed.

Die Regeleinrichtung kann auch ein Stellglied aufweisen, das eine Verschiebung des Axialwalzenpaares ' relativ zum Ring herbeiführt. Auch in diesem Fall wird der Regler zweckmäßig so ausgebildet, daß seine Ausgangsgröße als Korrektursignal dient für das Geräteteil, das den Verschiebeantrieb des Axialwalzenpaares steuert, wenn dieses dem zunehmenden Ringdurchmesser folgend nach außen verschoben wird.The control device can also have an actuator, which brings about a displacement of the pair of axial rollers relative to the ring. In this case, too the controller is expediently designed so that its output variable serves as a correction signal for the device part, which controls the displacement drive of the axial roller pair when this corresponds to the increasing ring diameter is subsequently shifted outwards.

Die Regeleinrichtung kann auch ein oder zwei Stellglieder aufweisen, die die Walzkraft beeinflussen, die von einem oder von beiden Walzenpaaren auf den Ring ausgeübt wird. Eine solche geregelte Veränderung der Walzkraft ermöglicht es, eine unerwünschte Wälzpunktverschiebung,.die ein seitliches Auswandern des Ringes und Leistungsübertragung zwischen den Antrieben verursacht, rückgängig bzw. unschädlich zu machen.The control device can also have one or two actuators that influence the rolling force, which is exerted on the ring by one or both pairs of rollers. Such a regulated change the rolling force makes it possible to avoid an undesired pitch point shift, which causes a lateral migration caused by the ring and power transfer between the drives, reversed or harmless do.

Nachstehend wird die Erfindung an verschiedenen ,Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention is described below using various exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Figur 1 im Prinzip den Aufbau eines Ringwalzwerkes nach der Erfindung mit geregel-Figure 1 in principle the structure of a ring rolling mill according to the invention with regulated

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ter Drehzahl der Axialwalzen,the speed of the axial rollers,

Figur 2 Einzelheiten der Zentrierrollen bei und 3 einer abgewandelten Ausführungsform,Figure 2 details of the centering rollers in and 3 of a modified embodiment,

Figur 4 eine weitere Ausführungsform mit geregelter Verschiebung des Axialwalzenpaares .Figure 4 shows a further embodiment with a regulated Displacement of the pair of axial rollers.

Das Ringwalzwerk nach Figur 1 weist ein Radialwalzenpaar auf, das von einer Tellerwalze 1 und einem gegen diese radial einstellbaren Walzdorn 2 besteht. Ihm liegt gegenüber das Axialwalzenpaar, das aus zwei kegelstumpfförmigen Walzen 3 besteht, von denen die untere Kegelwalze angetrieben ist, während die nicht dargestellte obere Kegelwalze mitläuft und gegen die untere Walze einstellbar ist. Damit bei im Walzwerkrahmen ortsfest gehaltener Tellerwalze 1 die Kegelspitzen 4 der Kegelwalzen 3 bei wachsendem Durchmesser des Ringes 5 ständig auf der Ringmittelachse gehalten werden-können und da-mit gegebenenfalls auch Ringe ausgewalzt werden können, deren Fertigradius größer ist als die Mantellänge der Kegelwalzen 3, ist das Kegelwalzenpaar, was im einzelnen nicht dargestellt ist, im Walzwerksrahmen horizontal verschiebbar gehalten. Statt dessen können die Kegelwalzen 3 bei ausreichend langen Kegeln im Walzwerksrahmen ortsfest und das Radialwalzenpaar 1,2 mit der Zunahme des Ringdurchmessers nach außen verschiebbar angeordnetThe ring rolling mill according to Figure 1 has a pair of radial rollers, which is formed by a cup roller 1 and a counter this radially adjustable rolling mandrel 2 consists. Opposite it is the pair of axial rollers, which consists of two frustoconical rollers 3, of which the lower tapered roller is driven, while the upper tapered roller, not shown, runs along and against the lower roller is adjustable. Thus, when the cup roller 1 is held stationary in the rolling mill frame, the cone tips 4 of the conical rollers 3 as the diameter increases of the ring 5 can be kept constantly on the ring center axis and, if necessary, also Rings can be rolled out, the finished radius of which is greater than the length of the surface of the tapered rollers 3, is the pair of tapered rollers, which is not shown in detail can be moved horizontally in the rolling mill frame held. Instead, the tapered rollers 3 can be stationary in the rolling mill frame with sufficiently long cones and the radial roller pair 1, 2 arranged to be displaceable outwards with the increase in the ring diameter

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sein. Das Walzwerk hat zwei Zentrierrollen 6, die an Schwenkarmen 7 spiegelsymmetrisch zu der von den Achsen der beiden Radialwalzen 1,2 definierten Ebene angeordnet sind und die am Außenumfang des Ringes mit Andruck anliegen, so daß sie bei einer Zunahme des Ringdurchmessers gegen die Wirkung der Kolben von Hydrauliken 8 um die Schwenkachsen 9 der Schwenkarme 7 nach außen bewegt werden. An der Welle des Antriebsmotors 10 der Tellerwalze 1 ist ein Tachodynamo 11 angeordnet, dessen Ausgangsspannung der Ist-Drehzahl der Tellerwalze proportional ist und über ein Steuergerät 12 den Drehzahl-Sollwert des Drehzahlreglers 13 für den Antriebsmotor 14 der unteren Kegelwalze 3 beeinflußt. An der Welle des Antriebsmotors 14 ist ein Tachodynamo 15 angeordnet, dessen Ausgangsspannung der Ist-Drehzahl der Kegelwalze 3 proportional ist und gegebenenfalls über den Drehzahlregler 13 eine Drehzahlkorrektur veranlaßt. Zwei Fühler 16 mit Meßumformer 17 sind als am Außenumfang des Ringes anliegende Tastrollen ausgebildet j die den Ringdurchmesser bzw. eine Sehne des Ringes erfassen, der bzw. die auf der durch die Achsen der beiden Radialwalzen 1,2 definierten Ebene senkrecht steht. Die vom Ringdurchmesser abhängige Ausgangsgröße eines Steuergerätes 18 stellt die zweite Führungsgröße für das Steuergerät 12 zur Beeinflussung der Drehzahl des Antriebsmotors 14 der Kegelwalze 3 dar, so daß die Grundabstimmung der beiden Drehzahlen in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahlbe. The rolling mill has two centering rollers 6, which are mounted on pivot arms 7 in mirror symmetry to that of the Axes of the two radial rollers 1,2 defined plane are arranged and on the outer circumference of the ring with pressure, so that they counteract the action of the piston when the ring diameter increases are moved by hydraulics 8 about the pivot axes 9 of the pivot arms 7 to the outside. On the shaft of the drive motor 10 of the plate roller 1 is a speedometer 11, the output voltage of which corresponds to the actual speed the plate roller is proportional and via a control unit 12 the speed setpoint of the speed controller 13 for the drive motor 14 of the lower tapered roller 3 is influenced. On the shaft of the drive motor 14, a speedometer 15 is arranged, the Output voltage of the actual speed of the tapered roller 3 is proportional and optionally via the speed controller 13 causes a speed correction. Two sensors 16 with transducers 17 are than on the outer circumference of the ring adjacent feeler rollers formed j which the ring diameter or a chord of the ring detect the or the perpendicular to the plane defined by the axes of the two radial rollers 1,2 stands. The output variable of a control device 18, which is dependent on the ring diameter, represents the second Reference variable for the control unit 12 to influence the speed of the drive motor 14 of the tapered roller 3 represents, so that the basic coordination of the two speeds as a function of the actual speed

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der Tellerwalze 1 und der Relativlage zwischen Ring und Kegelwalzen 3 durchführbar ist.the cup roller 1 and the relative position between the ring and the tapered rollers 3 can be carried out.

Verläßt der Ring seine symmetrische, zentrierte Lage, indem er in der Zeichnung beispielsweise nach oben auswandert, weil im Radialwalzenpaar 1,2 bei unveränderter Ist-Drehzahl der Tellerwalze eine die Ringumfangsgeschwindigkeit erhöhende Wälzpunktverschiebung eingetreten ist, dann wird der obere Fühler 16 nach außen ausgelenkt, während der untere Fühler 16 dem Ringumfang nach innen folgt. Dabei erzeugt das Steuergerät 18 aus den Signalen der beiden Meßumformer 17 ein Differenzsignal, das über das Steuergerät 12 den Soll-Wert für den Drehzahlregler 13 derart beeinflußt, daß die Drehzahl der unteren angetriebenen Kegelwalze 3 um einen angemessenen Betrag erhöht und somit der Ring in seine zentrale Lage zurückgeführt wird. Das Steuergerät 12 enthält ein elektrisches Halteglied, so daß das mit Rückführung des Ringes verbundene Verschwinden der Differenzspannung des Steuergerätes 18 erneut eine Änderung der Kegelwalzendrehzahl verursacht. Erst dann, wenn ein erneutes Auswandern des Ringes nach oben oder in der Gegenrichtung nach unten auftritt, wird der Ausgang des Steuergerätes 12 wieder durch ein sich aufbauendes Differenzsignal des Steuergerätes 18 beeinflußt und die Drehzahl des Antriebsmotors 14 der Kegelwalze 3 entsprechend korrigiert.If the ring leaves its symmetrical, centered position, for example by pointing upwards in the drawing migrates because in the radial roller pair 1,2 with unchanged actual speed of the cup roller one the ring peripheral speed increasing pitch point shift has occurred, then the upper sensor 16 is deflected outwards, while the lower sensor 16 follows the circumference of the ring inwards. The control unit 18 generates from the signals from the two transducers 17 a difference signal which influences the setpoint value for the speed controller 13 via the control unit 12 in such a way that that the speed of the lower driven tapered roller 3 is increased by an appropriate amount and thus the ring is returned to its central position. The control unit 12 contains an electrical Holding member, so that the disappearance of the differential voltage associated with the return of the ring Control unit 18 again caused a change in the conical roller speed. Only when a new one If the ring migrates upwards or downwards in the opposite direction, the output of the Control unit 12 is again influenced by a differential signal from control unit 18 that is building up and the speed of the drive motor 14 of the tapered roller 3 is corrected accordingly.

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Bei einer anderen Ausführungsform sind die Zentrierrollen 6 als Fühler ausgebildet, so daß die Fühler aus Figur 1 entfallen. Gemäß Figur 2 und 3 ist die Lagerung 19 der Zentrierrollen 6 um eine zur Zentrierrollenachse 20 senkrecht angeordnete Schwenkachse der Schwenkarme 7 drehbar. Der Drehung wirkt ein federndes Glied 22 entgegen, dessen Verstellung Eingangsgröße ist für den Meßumformer 17 der Regeleinrichtung. Die Federkraft des Gliedes 22 kann relativ gering sein, so daß die Lagerung 19 bei einem Wachsen des Ringes in zentrierter Lage an der den Zentrierrollen 6 zugekehrten Seitenwand des Schwenkarmes 7 anliegt und der Anlagedruck der Zentrierrollen durch die Hydrauliken 8 bestimmt wird. Wandert der Ring einseitig in der Figur 1 nach oben aus, dann verbleibt die obere Zentrierrolle 6 in ihrer normalen, an der Wand des Schwenkarmes 7 abgestützten Lage, während die untere Zentrierrolle 6 ausschwenkt. Das hat zur Folge, daß an beiden Meßumformern 17 unterschiedliche Signale zur Verfügung stehen, die'in der bereits im Zusammenhang mit Figur 1 geschilderten Weise zur Korrektur der Drehzahl eines Walzenantriebes über die Regeleinrichtung herangezogen werden. Bei in Längsrichtung des Walzwerkes ortsfesten Axialwalzen wird auf die Abtastung des momentanen Ringdurchmessers verzichtet. Infolge der Zunahme des Ringdurchmessers wandert dieser zwischen den Kegelwalzen 3 nach außen mit der Folge, daß von der anfänglichen Drehzahl-Grundabstimmung ausgehend dieIn another embodiment, the centering rollers are 6 designed as a sensor, so that the sensors from Figure 1 are omitted. According to Figures 2 and 3 is the Storage 19 of the centering rollers 6 about a pivot axis arranged perpendicular to the centering roller axis 20 the swivel arms 7 rotatable. The rotation is counteracted by a resilient member 22, the adjustment of which is an input variable is for the transmitter 17 of the control device. The spring force of the member 22 can be relative be small, so that the bearing 19 when the ring grows in a centered position on the centering rollers 6 facing side wall of the swivel arm 7 rests and the contact pressure of the centering rollers through the hydraulics 8 is determined. If the ring moves upwards on one side in FIG. 1, then it remains the upper centering roller 6 in its normal position supported on the wall of the swivel arm 7, while the lower centering roller 6 swings out. As a result, 17 different transducers on the two transducers Signals are available that are already described in connection with FIG Way can be used to correct the speed of a roller drive via the control device. In the case of axial rollers that are stationary in the longitudinal direction of the rolling mill, the scanning of the momentary Ring diameter waived. As the ring diameter increases, it moves between the tapered rollers 3 to the outside with the result that the

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Antriebsdrehzahl der Kegelwalzen 3 ständig angemessen herabgesetzt werden muß. Für diese kontinuierliche Drehzahlverringerung wird ebenfalls das einseitige Auswandern des Ringes 5 herangezogen.The drive speed of the tapered rollers 3 must always be reduced appropriately. For this continuous The unilateral migration of the ring 5 is also used to reduce the speed.

Bei dem Ringwalzwerk nach Figur 4 erfolgt die Grund- abstimmung der Drehzahlen beider Walzenantriebe ebenfalls dadurch, daß die der Ist-Drehzahl der Tellerwalze 1 proportionale Ausgangsspannung des Tachodynamos 11 mit Hilfe der im einzelnen nicht dargestellten Drehzahl-Regeleinrichtung 23 für die Grundabstimmung der Walzenantriebe benutzt wird. Die Kegelwalzen 3 sind in einem Schlitten im Walzwerksrahmen längsverschieblich geführt, was durch den Doppelpfeil 24 nur angedeutet ist. Die Längsverschiebung der Kegelwalzen 3 erfolgt in an sich bekannter und im einzelnen nicht dargestellten Weise durch ein Stellglied, beispielsweise eine Hydraulik 25, welches durch ein Steuergerät, beispielsweise einen Nachlaufregler 26, so betätigt wird, daß sich die Kegelwalzen 3 in Richtung des Doppelpfeiles 24 entsprechend dem jeweiligen Ringdurchmesser verschieben. Dabei kann Führungsgröße für den Lageregelkreis der Kegelwalzenverschiebung das Signal einer an sich bekannten, nicht dargestellten, vom Ringdurchmesser beeinflußten Einrichtung, wie Tastrolle oder dergleichen, sein oder aber auch die Auslenkung der nachstehend erwähnten Fühler 27.In the ring rolling mill according to FIG. 4, the basic coordination of the speeds of the two roller drives is also carried out in that the output voltage of the speedometer, which is proportional to the actual speed of the plate roller 1 11 with the aid of the speed control device 23, not shown in detail, for the basic tuning the roller drives are used. The tapered rollers 3 are longitudinally displaceable in a carriage in the rolling mill frame, which is achieved by the Double arrow 24 is only indicated. The longitudinal displacement of the tapered rollers 3 takes place in a manner known per se and not shown in detail by an actuator, for example a hydraulic 25, which by a control device, for example a follower controller 26 is operated so that the tapered rollers 3 move in the direction of the double arrow 24 move according to the respective ring diameter. The reference variable for the position control loop can be used the taper roller displacement the signal of a known per se, not shown, of the ring diameter influenced device, such as feeler roller or the like, or the deflection of the sensor 27 mentioned below.

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Von den Schwenkarmen 7 der Zentrierrollen 6 werden zwei Fühler 27 mit Meßumformern 28 betätigt, die die Lage der Zentrierrollen erfassen. Die beiden Meßumformer 28 dieser Lagemeßeinrichtung sind Zweige einer Meßbrücke 29. An den Schwenkarmen 7 der in diesem Fall als Meßtaster wirkenden Zentrierrollen 6 greifen zwei Hydrauliken 30 mit verstellbaren Drosseln 31 an. Bei einer Durchmesserzunähme in symmetrischer Ringlage verursachen die beiden Fühler 27 gleiche Steuersignale, so daß die Meßbrücke 29 abgestimmt bleibt und die von der Spannung im Nullzweig der
Meßbrücke 29 gesteuerten beiden Drosseln 31 den übereinstimmenden Zustand beibehalten. Dabei sind beide Drosseln 31 weitgehend geöffnet, so daß der Anlagedruck der Zentrierrollen 6 am Ring 5 entsprechend gering ist. Wandert der Ring aus seiner symmetrischen Lage einseitig aus, dann verursachen die
Fühler 27 eine der Auswanderung nach Richtung und Größe proportionale Verstimmung der Meßbrücke 29. Die Spannung im Nullzweig der Meßbrücke 29 wird
für die Steuerung der Drosseln 31 herangezogen.
Der Durchlaßwiderstand derjenigen Drossel 31 wird erhöht, die der Zentrierrolle 6 zugeordnet ist, die durch das Auswandern des Ringes 5 eine zusätzliche Auslenkung erfährt. Dadurch wird der Andruck dieser Zentrierrolle 6 an den Ring angemessen erhöht und auf diesen eine entsprechende Kraft ausgeübt. Vor allem aber wird die Spannung im Nullzweig.der Meß-The pivot arms 7 of the centering rollers 6 actuate two sensors 27 with transducers 28 which detect the position of the centering rollers. The two measuring transducers 28 of this position measuring device are branches of a measuring bridge 29. Two hydraulic systems 30 with adjustable throttles 31 act on the swivel arms 7 of the centering rollers 6, which in this case act as measuring probes. If the diameter increases in a symmetrical ring position, the two sensors 27 cause the same control signals, so that the measuring bridge 29 remains tuned and that of the voltage in the zero branch
Measuring bridge 29 controlled two throttles 31 maintain the matching state. Both throttles 31 are largely open, so that the contact pressure of the centering rollers 6 on the ring 5 is correspondingly low. If the ring moves out of its symmetrical position on one side, they cause
Sensor 27 a detuning of the measuring bridge 29 proportional to the migration in terms of direction and size. The voltage in the zero branch of the measuring bridge 29 is
used to control the throttles 31.
The passage resistance of that throttle 31 is increased, which is assigned to the centering roller 6, which experiences an additional deflection due to the migration of the ring 5. As a result, the pressure of this centering roller 6 on the ring is appropriately increased and a corresponding force is exerted on it. But above all the voltage in the zero branch.

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brücke 29 als zusätzliche Führungsgröße dem Nachlaufregler 26 für die Verschiebung der Kegelwalzen 3 in Richtung des Doppelpfeiles 24 zugeführt. Das Signal vom Nullzweig der Meßbrücke 29 wird dem Signal überlagert, welches die nur vom Ringdurchmesser abhängige Verschiebung der Kegelwalzen 3 bewirkt. Das aus der Überlagerung resultierende Signal ist Gesamtführungsgröße für den Lageregelkreis der Kegelwalzenverschiebung. Auf diese Weise bewirkt das Signal im Nullzweig der Meßbrücke 29 eine Rückführung des Ringes in dessen zentrale Lage durch Änderung- der auf den Ring wirksamen Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Kegelwalze 3. Durch diese Korrekturverschiebung der Kegelwalzen 3 in Gegenrichtung oder in Gleichrichtung zum Ringwachstum ist es ohne weiteres möglich, die Umfangsgeschwindigkeit des Ringes 5 an den beiden Walzenpaaren 1,2 und 3 innerhalb enger Grenzen so weitgehend miteinander in Übereinstimmung zu bringen, daß der Ring 5 beim Walzen nur noch geringfügig nach beiden Seiten auswandert und die Gefahr von Ringdeformationen praktisch beseitigt ist.bridge 29 as an additional reference variable to the follower 26 for the displacement of the tapered rollers 3 in the direction of the double arrow 24. That The signal from the zero branch of the measuring bridge 29 is superimposed on the signal which only comes from the ring diameter dependent displacement of the tapered rollers 3 causes. The signal resulting from the superposition is the overall command variable for the position control loop of the tapered roller displacement. In this way effected the signal in the zero branch of the measuring bridge 29 causes the ring to be returned to its central position Change of the effective peripheral speed of the driven tapered roller on the ring 3. Through this corrective displacement of the tapered rollers 3 in the opposite direction or in the same direction as the ring growth it is easily possible, the peripheral speed of the ring 5 on the two pairs of rollers 1,2 and 3 so largely in agreement with one another within narrow limits that the ring 5 only slightly migrates to both sides during rolling and there is a risk of ring deformation is practically eliminated.

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

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Claims

PATENT CLAIMS:

1.} Ring rolling mill with a pair of radial rollers acting on the ring from the outside and inside and with a pair of axial rollers acting on the two ring end faces, in particular a truncated cone, in which each pair of rollers can be advanced against each other and at least one roller is driven, characterized in that the drive of a pair of rollers (1, 2 or 3) is to be set to a selectable setpoint speed so that a guide control adjusts the peripheral speed of the other pair of rollers (3 or 1, 2) according to the specified setpoint speed or the associated speed measuring actual value speed, and that one or more, a power transmission from one to the other pair of rollers detecting sensors (16 or 6) via a control or regulating device (12, 13, 18 or 26, 29) the Bring the circumferential speeds of the ring (5) on both pairs of rollers to agree.

2. Ring rolling mill according to claim 1, characterized in that a drive motor (10) drives the plate roller (1) of the Radälwalzenpaares that a tacho dynamometer (11) determines the actual speed of the plate roller (1) and its output voltage is the reference variable for controlling the Speed of the drive motor (14) of a roller (3) of the axial roller pair.

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3. Ring rolling mill according to claim 1 or 2, characterized in that two sensors (16 or 6 or 27), in particular two on the outer circumference of the ring (5) adjacent feeler rollers, detect the position of the two circumferential points of the ring, which or that diameter . Corresponding to the chord dimension of the ring (5) which is perpendicular to the plane defined by the axes of the two radial rollers (1,2).

4. Ring rolling mill according to claim 1 or 2, with two centering rollers which are arranged mirror-symmetrically to the plane defined by the axes of the two radial rollers and bear against the outer circumference of the ring, characterized in that at least one, preferably both, centering rollers (6) designed as sensors which detect the adjusting force of the ring (5) exerted on the centering rollers (6).

5. ring rolling mill according to claim 4, characterized in that the centering roller bearing (19) is rotatable about a perpendicular or parallel to the centering roller axis (20) arranged pivot axis (21) against the action of a resilient member (22) and that the adjustment of the member (22 ) The input variable is for a measuring transducer (17) of the control device (12, 13, 18).

6. ring rolling mill according to claim 4, characterized in -

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net that on both Zei trierrolen (6) each a switching element, preferably one when the rollers (6) on the ring (5) actuated pressure switch, is arranged and that the switching elements cause a signal when operated asymmetrically on a control unit.

7. Ring rolling mill according to claim 5, characterized in that only one centering roller (6) is present, namely on the one.Seite of the ring rolling mill from which the ring (5) enters the radial roller pair (1,2).

8. Ring rolling mill according to claim 1 or 2, characterized in that the drive motor (10 or 14) each of the two roller pairs (1, 2 or 3) is assigned a measuring device which detects the active electrical power of the motors.

9. ring rolling mill according to claim 1 or 2,. . characterized in that a measuring device for recording the electrical active power of the drive motor (10 or 14) and a measuring device for recording the rolling force are arranged on at least one of the two roller pairs (1, 2 or 3).

10. Ring rolling mill according to one or more of claims 1-9, characterized in that the control device (12,13,18) has an actuator, des-

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sen manipulated variable influences the speed of the drive motor (10 or 14) of a pair of rollers (1, 2 or 3).

11. Ring rolling mill according to one or more of claims 1-10, characterized in that the control device (26,29) has an actuator (25) which brings about a displacement of the conical axial rollers (3) relative to the ring (5).

12. Ring rolling mill according to one or more of claims 1-11, characterized in that the control device having one or two actuators influences the rolling force exerted on the ring (5) by one or both pairs of rollers (1, 2 or 3).

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