DE2324400C3 - Hydraulische Anstellvorrichtung für Walzgerüste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anstellvorrichtung für Walzgerüste mit den Gattungsmerkmalen des Patentanspruchs 1.

In den vergangenen Jahren sind die Anforderungen an die Dickengenauigkeit von Walzgut, insbesondere von kaltgewalzten Bändern, ständig gestiegen. Zur genauen Kontrolle der Bandstärken ist es notwendig, den Walzspalt in Abhängigkeit von schwankenden Parametern beim Walsvorgang ständig zu kontrollieren und durch sog. Anstellvorrichtungen entsprechend einzustellen. Bei einer bekannten hydraulischen Anstellvorrichtung für Walzgerüste der eingangs genannten Art (DE-GM 71 15 157) wird auf die Walzen eine Anstellbelastung durch Kolben-Zylinder-Anordnungen

ίο aufgebracht, die mit einem Öi-Druckerzeuger verbunden sind. Zwischen dem Öl-Druckerzeuger und der Kolben-Zylinder-Anordnung ist eine Steuereinrichtung mit einem Detektor zur Bestimmung der Walzenposition angeordnet, der in einem Hohlraum im Inneren des Kolbens angeordnet ist und ein Ist-Signal zu einem Kontrollelement der Drucksteuereinrichtung abgibt Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt die Grobeinstellung des Zylinders durch Festziehen und Lösen eines Halters und einer Buchse. Der Zylinderhub wird durch eine Stange auf einen im unteren Teil des Kolbens angeordneten Detektor übertragen. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß die Wartung und der Aufbau des Detektors durch eine Ausnehmung von der Unterseite des Kolbens aus durchgeführt werden muß, was ein Anheben des Zylinders und des Kolbens erfordert Darüber hinaus können einzelne Bauteile, wie z. B. die Übertragungsstange, nicht vom unteren Teil des Kolbens her aufgebaut werden, sondern sie müssen von der Oberseite des Zylinders her herausgezogen werden.

Der Detektor kann somit nicht als gemeinsame Baugruppe ausgebildet sein und kann in eingebautem Zustand nur auf äußerst langwierige und komplizierte Weise eingestellt werden. Die eine Öffnung im Kolben durchragende Übertragungsstange muß gegenüber der Kolbenöffnung abgedichtet sein, um eine Leckage aus der Zylinderkammer »8« zum Detektor zu verhindern. Insbesondere bei weit eingefahrenem Zylinder werden die Dichtungen hohen seitlichen Belastungen ausgesetzt, die durch Schlingern, Verkanten oder seitliches Aufschlagen der Zylinder hervorgerufen werden und die zu einer frühzeitigen Zerstörung entweder der Dichtungen oder der Übertragungsstange führen. Aufgrund von Verkantungen der Übertragungsstange lassen sich Meßfehler im Bereich von 5 μπι nicht vermeiden. Eine ähnliche Lösung wird im »Industrie-Anzeiger«, 93, Jg. Nr. 63 v. 30.07.1971, S. 1625, vorgeschlagen.

Ferner ist es bekannt (US-PS 34 27 8?9), zum Erfassen der Walzspalttoleranzen einen Detektor mit einem Kolbensatz hydromechanisch zu verbinden, wobei eine an der anderen Kolbenseite angeschlossene Druckstange am Einbaustück der Stützwalzen abgestützt ist

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Anstellvorrichtung der eingangs genannten Art die Meßgenauigkeit der Walzenpositionen durch Ausschalten nachteiliger Einflüsse der Kolben- bzw. Zylinderbewegung zu verbessern und die Wartung und Einstellung der Meß- und Steuereinrichtung zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Gegenüber der eingangs erläuterten Anstellvorrichtung hat die Erfindung den Vorteil, daß die Wartung und der Aufbau des Detektors über die Ausnehmung von der Oberseite des Kolbens lediglich durch Entfernen der Druckplatte durchgeführt werden kann, was seine Einstellung und seine Montage wesentlich erleichtert Ferner braucht der am Zylinderboden befestigte untere Teil des Zylinderkörpers nicht zu dem gegenüber dem

Kolben abgedichteten Körperteil abgeschlossen sein, so daß der Abstand zwischen beiden Teilen zur Abdichtung seines oberen Teiles gegen den Kolben lang gewählt werden kann. Dadurch werden durch Schlagen oder Verkanten des Kolbens auftretende seitliche Hebeikräfte wesentlich verringert oder sogar vermieden. Zum Ersetzen des Zylinderkö;pers oder der Dichtungen müssen der Zylinder und der Kolben nicht auseinandergebaut werden, weil die Dichtungen von oberhalb des Kolbens und der Zylinderkörpar von der Unterseite des Zylinders her ausgebaut werden können. Die Flächenrauhigkeit gegeneinander gleitender Einzelteile führt zu vernachlässigbar kleinen Meßfehlern.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach dem Patentansprach 1.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung genauer erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Walzgerüstes mit der hydraulischen Anstellvorrichtung;;

F i g. 2 einen Ausschnitt aus der Zylinder-Kolben-Anordnung;

F i g. 3 einen Schnitt IH-III in F i g. 2;

F i g. 4 und 5 Schnittdarstellungen III-III durch andere Anstellvorrichtungen nach F i g. 2.

F i g. 1 zeigt eine hydraulische Anstellvorrichtung bei einem Quarto-Gerüst mit Arbeitswalzen 1, 2 und je einer oberen und unteren Stützwaise 3, 4. Eine Änderung des Walzspaltes wird durch einen Detektor 6 bestimmt, der in einem Kolben 5 der Anstellvorrichtung eingebaut ist Bei einer Änderung der Kolbenposition erzeugt der Detektor 6 ein Signal, welches zu einer Steuereinrichtung 7 übertragen wird. In dieser Steuereinrichtung 7 werden das »Ist«-Positionssignal mit einem gleichfalls zur Steuereinrichtung gelangten Bezugssignal verglichen und ein Differenzsignal erzeugt, welches zum Antrieb eines Servoventil 8 gelangt. Dieses Servoventil regelt entsprechend dem Differenzsignal das von einem Druckerzeuger 9 zum hydraulischen Anstellzylinder 10 strömende Drucköl, so daß der Walzspalt schnell und genau eingestellt wird.

In den F i g. 2 und 3 sind konstruktive Einzelheiten der hydraulischen Anstellvorrichtung dargestellt. Ein Dichtungsfutter 11 ist an der Innenwand des Anstellzylinders 10 vorgesehen und wird von Dichtungs-Paßstücken 12, 13 gegen eine vertikale Verschiebung gehalten, um eine ölleckage durch den Spalt zwischen dem Kolben 5 und dem Anstellzylinder 10 zu verhindern. Das Dichtungs-Paßstück 12 wird durch einen Halter 14 und Bolzen 60 unter Druck gehalten. Ein Zylinderkörper 15 ist am Boden des Anstellzylinders 10 durch Bolzen 16 befestigt, und ein zwischen diesem Zylinderkörper 15 und dem AnsteUzyüüder 10 angeordneter Q-Ring 17 verhindert eine Ölleckage aus dem Zylinder. Der hydraulische Anstellzylinder 10 ist in einem Walzgehäuse 18 befestigt. Die Auf- und Abbewegung des Kolbens 5 erfolgt durch Drucköl, welches über einen Kanal 19 zuströmt.

Innerhalb des Zylinderkörpers 15 ist ein Meß- bzw. Anzeigekopf 20, der ein stationäres Detektorglied des Detektors 6 darstellt, sowie eine als Hohlführung ausgebildete Detektorbuchse 22 für eine Detektorstangc 30 befestigt, welche das bewegliche Glied des Detektors 6 bildet. Die Detektorbuchse 22 dient als eine Patrone für den Detektor 6, die den Ein- und Ausbau sowie die Zentrierung des Detektors erleichtert und im Zylinderkörper 15 lösbar angeordnet ist. Der Meßkopf 20 ist am unteren Ende der Detektorbucbse 22 durch eine Halteplatte 61 befestigt, wobei sich die Detektorstange 30 in dieser Detektorbuchse 22 erstreckt und an ihrem oberen Ende an einem Halter 24 befestigt ist welcher in seinem obersten Teil einen Kugelansatz 23 aufweist Der Halter 24 ist an einem Hohlraum 26 im oberen Teil des Kolbens 5 angeordnet und wird von einer Tellerfeder 25 gegen eine Abdeckplatte 27 ,gedrückt und mit dem Kolben 5 auf- und abbewegt Dabei ist die Spannkraft der Tellerfeder 25 nicht so groß, um die Abdeckplatte 27 von dem Kugelansatz 23 abzudrücken und sie vom Kolben 5 zu trennen. Der Kugelansatz 23 dient zur Beseitigung des Neigungseinflusses des Kolbens am Kontaktpunkt mit der Abdeckplatte 'Xl.

Darch die beschriebene Konstruktion kann die Vertikalbewegung des Kolbens durch die relative vertikale Positionsänderung der Detektorstange 21 gegenüber dem im Kolben festgelegten Meßkopf 20 bestimmt werden. Die Wartung des Detektors kann durch den Ausbau des gesamten Detektors nach Entfernen der Abdeckplatte 27 und Herausziehen der Detektorbuchse 22 durch Ergreifen des Halters 24 vorgenommen werden, der dann unter der Vorspannkraft der Tellerfeder 25 nach Hochfahren der Stützwalze 4 steht. In diesem Fall werden mit dem Meßkopf 20 verbundene Leitungsdrähte 28 an einem Anschlußstecker 29 unterbrochen. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Zentrierung und Justierung des Detektors außerhalb des Walzgerüstes vorzunehmen und ihn danach in den Kolben wieder einzubauen.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist eine Detektorstange 30 und eine Detektorbuchse 32 im Zylinderkörper 15 angeordnet, wobei die Detektorstange 30 gegen die Unterfläche der Abdeckplatte 27 über einen Kugelansatz 23 durch eine Feder 25 zur gemeinsamen Ausführung einer Vertikalbewegung mit dem Kolben 5 gedrückt wird. Die Detektorbuchse 32 wird demgegenüber gegen die Bodenfläche der axialen Bohrung des Zylinderkörpers 15 mittels eines Halters 33, einer Feder 34 und eines Kugelansatzes 35 am unteren Ende gedrückt Zur Erzielung einer gleichmäßigen Bewegung ist die Detektorstange 30 in der Detektorbuchse 32 durch Lager 36 geführt. Die Detektorstange 21 ist mit dem unteren Ende der Detektorstange 30 und der Meßkopf 20 mit der Detektorbuchse 32 verbunden. Eine Änderung der Relativposition der Detektorstange 30 und der Detektorbuchse 32, die einer Positionsänderung des Kolbens 5 entspricht, wird durch Änderung der Relativposition der Detektorstange 21 gegenüber dem Meßkopf 20 bestimmt und ein entsprechendes Signal über den Leitungsdraht 28 zur Steuereinrichtung abgegeben.

Die Abdichtung zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinderkörper 15 erfolgt durch Paßstücke 37, 38 und eine Dichtung 39. Zwischen dem Zylinderkörper 15 und dem Kolben 5 ist eine Patrone 40 eingesetzt und der Spalt zwischen der Patrone 40 und dem Kolben 5 zur Verhinderung von ölleckage durch einen O-Ring 41 abgedichtet. Die Patrone 40 ist durch einen außenverschraubten Halter 42 festgelegt. Der Zylinderkörper 15 besitzt einen Teil 43 von geringerem Durchmesser an dem eine Biegekraft angreift, wenn sich der Kolben 5 neigt.

Die beschriebene Konstruktion wird durch folgende — beispielhafte — Daten konkretisiert: Bei einem Außendurchmesser des Kolbens 5 von 710 mm beträgt der durch die Toleranzen für den Außendurchmesser

des Kolbens und den Innendurchmesser der Paßstücke 12, 13 erkennbare maximale Spalt 0,5 mm radialer Breite. Der maximale Spalt zwischen den Paßstücken 12, 13 und dem Anstellzylinder 10 beträgt 0,3 mm, so daß der Gesamtspalt 0,8 mm breit ist. Bei normalen Toleranzen betragen andererseits die Maximäl-Spalte zwischen dem Kolben 5 und der Patrone 40, zwischen der Patrone 40 und den Paßstücken 37, 38 und dem Zylinderkörper 15 jeweils etwa 0,2 mm. Bei einem maximalen Spalt von 0,8 mm und einer radialen Verschiebung des Kolbens 5 um 0,4 mm wirkt über die Paßstücke 37, 38 auf den Zylinderkörper 15 eine seitliche Belastung, die ihn um 0,4 mm—0,2 mm χ '/2 = 0,3 mm verbiegt Wenn die Länge 1 des reduzierten Durchmesserteiles des Zylinderkörpers 15 600 mm, der Außendurchmesser D 90 mm und der Innendurchmesser d 65 mm betragen, dann ist die zwischen den Paßstücken 37,38 und dem Zylinderkörper 15 wirkende Belastung F = 2100 N und die im Teil X des Zylinderkörpers 15 erzeugte Biegebeanspruchung ö = 30 N/mm² (F i g. 4). Bei dieser Ausbildung werden durch Flexibilität am Zylinderkörper übermäßig große Belastungen durch die Wirkung zwischen dem Zylinderkörper und den Paßstücken verhindert, auch wenn der Kolben geneigt ist oder an eine Seite im hydraulischen Zylinder verschoben wird, so daß eine Deformation und Verschleiß des Zylinderkörpers und der Paßstücke vermieden werden.

Bei der Ausführung nach Fig.5 erstreckt sich die Patrone 40 über den unteren Teil des Zylinderkörpers 15 hinaus, und es bildet sich ein Spalt zwischen dem Kolben 5 und der Patrone 40 und zwischen der Patrone 40 und dem Anstellzylinder 10 von einer Länge S. Ist beispielsweise /= 100 mm, D= 102 mm, d = 70 mm und S = 400 mm, dann beträgt die zwischen den Paßstücken 37,38 und dem Zylinderkörper 15 wirkende Belastung F == 6400 N und die Biegefestigkeit am Teil X des Zylinderkörpers 15 δ = 45,4 N/mm². Dadurch wird es auch bei dieser Ausführung möglich, Deformationen und Verschleiß des Zyiinderkörpers und der Paßstücke zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Detektors innerhalb des hydraulischen Kolbens hat den besonderen Vorteil, daß der Einfluß der schädlichen Atmosphäre auf den Detektor wesentlich verringert und die Wirkungsweise des Detektors voll aufrecht erhalten werden kann und daß die Wartung und Inspektion erleichtert werden kann und sich die Betriebssicherheit des Detektors erhöht

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Anstellvorrichtung fur Walzgerüste mit einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung zum Aufbringen einer Anstellbelastung auf die Walzen, einem Öl-Druckerzeuger, einer zwischen dem Druckerzeuger und der Zylinder-Kolben-Anordnung vorgesehenen Steuereinrichtung für den hydraulischen Anstelldruck, einem Detektor zur direkten Erfassung der Walzenposition und zur Abgabe eines Signals an die Steuereinrichtung, welcher in einem in einen vertikalen Hohlraum des Kolbens hineinragenden Zylinderkörper angeordnet ist, der mit seinem unteren Teil am Zylinder befestigt ist, wobei das stationäre Detektorglied dem Zylinder und das bewegliche Detektorglied dem Kolben zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Zylinderkörpers (IS) im Kolben (5) abgedichtet geführt und im Zylinderkörper (15) eine das stationäre Detektorglied (20) aufnehmende Detektorbuchse (22) lösbar montiert ist, das bewegliche Detektorglied (21,30) im Inneren der Detektorbuchse (22) verschiebbar und mit seinem oberen Ende an einer den Hohlraum (26) im Kolben (5) verschließenden Abdeckplatte (27) federnd gehalten ist

2. Hydraulische Anstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegen die Abdeckplatte (27) gespannter Halter (24) mit dem beweglichen Detektorglied (21) verbunden ist

3. Hydraulische Anstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammen mit dem beweglichen Detektorglied (21) im Hohlraum (26) des Kolbens (5) angeordnete Halter (24) an seinem oberen Ende einen Kugelansatz (23) aufweist, mit dem er durch eine Feder (25) gegen die Abdeckplatte (27) angedrückt ist.

4. Hydraulische Anstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorbuchse (32) an den Boden des Zylinderkörpers (15) angedrückt ist und das obere Ende des beweglichen Detektorglieds (30) in verspanntem Zustand schwenkbar um den Kugelansatz (23) an der Abdeckplatte (27) gehalten und das untere Ende der Detektorbuchse (32) unter einer Federspannung um einen Kugelansatz (35) am Boden des Zylinderkörpers schwenkbar angedrückt ist.

5. Hydraulische Anstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Kolben (5) befestigte Patrone (40) zwischen dem Kolben und dem Zylinderkörper (15) eingesetzt ist und daß die Dichtungen zwischen dem Zylinderkörper und der Patrone (40) sowie zwischen der Patrone und dem Kolben vorgesehen sind.

6. Hydraulische Anstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (37, 38, 39) zwischen der Patrone (40) und dem Zylinderkörper (15) an seinem untersten Ende angeordnet sind.