DE2362805A1 - Anordnung der messwertgeber fuer die regelung des walzspaltes in walzgeruesten - Google Patents

Description

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Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung in Essen

Anordnung der Meßwertgeber für die Regelung des Walzspaltes in Walzgerüsten

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der Meßwertgeber für die Regelung des WalzSpaltes.in Walzgerüsten, bei welcher auf jeder Seite des Walzgerüstes zwischen den Ballen der Arbeitswalzen und deren Einbaustücken im Walzenständer, d. h. im Bereich der Walzenzapfen, ein aus zwei sich gegenüberliegenden, zusammenwirkenden Geber-Einheiten bestehender Meßwertgeber angeordnet ist.

Aus der Offenlegungsschrift 2 112 981 ist eine Anordnung der Meßwertgeber für die Regelung des Walzspaltes insbesondere von Mehrwalzen-Gerüsten bekannt, bei welcher zwischen dem Einbaustück und dem Walzenballen das Oberteil eines Gebergehäuses auf dem Walzenzapfen der Oberwalze und das Unterteil auf den Walzenzapfen der Unterwalze spielfrei gelagert ist. Beide Teile sind mit je einem in Walzrichtung nach vorn und einem nach rückwärts auskragenden Haltearm verbunden, zwischen denen je ein Meßwertgeber liegt. Beide Lagerungen des Gebergehäuses sind vorzugsweise horizontal geteilt, wobei jeweils die außen liegende Lagerschale an der in Zapfendrehrichtung vorn liegenden Teilfuge am Gebergehäuse angelenkt und an der rückwärtigen Teilfuge mit ihm unter Federdruck verspannt ist. -

Bedingt durch die Konstruktion der als "Meßring" ausgebildeten Lagerstellen der Haltearme treten unvermeidliche Funktionsstörungen auf, welche die durch den Meßwertgeber gelieferten Meßergebnisse ungünstig beeinflussen. Es treten folgende Störgrößen auf:

EV 10/73

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Die an den Einbaustücken der Arbeitswalzen angebrachten Drehsicherungen der Meßringe machen die Bewegungen der Einbaustücke mit und verschieben die Meßebene zwischen dem oberen und unteren Meßwertgeber. Dabei kann das axiale Lagerspiel zwischen dem Arbeitswalzenlager und den Walzenzapfen Meßfehler verursachen.

Da die Meßringe für die obere bzw. untere Arbeitswalze voneinander unabhängig sind, d. h. jeder Meßring nur die axiale Bewegung der Walze mitmacht, welcher er zugeordnet ist, entstehen infolge der Verschiebung der zusammenwirkenden Meßwertgeber gegeneinander Meßfehler.

Die Summe aller Toleranzen zwischen den Arbeitswalzen und dem Walzenständer hängt von der technisch möglichen Genauigkeit und Maßhaltigkeit aller verwendeten Maschinenelemente wie Arbeitswalze, Areitswalzenlager, Einbaustücke ab.

Da jede Arbeitswalze zwei Lagerpunkte hat, die sich an einem festen Punkt - und zwar an der Innenseite des die Einbaustücke aufnehmenden Ständerfensters - orientieren, wird die rotierende Arbeitswalze eine Taumelbewegung ausführen. Diese Taumelbewegung tritt bei beiden Arbeitswalzen in unterschiedlicher Größe auf und bestimmt damit den Versatz und die Verschränkung der Arbeitswalzen zueinander.

Die mit den Arbeitswalzen formflüssig verbundenen Meßringe machen alle Taumelbewegungen der Walzen mit. Die in den Meßringen angeordneten Meßwertgeber folgen zwangsläufig dieser Taumelbewegung, wodurch die gelieferten Meßwerte ständig verändert werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zügrunde, eine Anordnung der Meßwertgeber zu entwickeln, durch welche eine Verbesserung der Meß-VorausSetzungen und damit eine bessere Qualität der Walzerzeugnisse erreicht wird.

Die Anordnung soll so ausgebildet sein, daß.die beiden zuerst beschriebenen Störgrößen möglichst weitgehend ausgeschaltet werden und die Störgröße "Taumelbewegung" in eine oszillierende, eindeutig erfaßbare vertikale Meßbewegung umgewandelt wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Meßwertgeber in einer Meßbrücke angeordnet ist, die aus einem sich gegenüberliegenden Ober- und Unterteil besteht, welche sich jeweils über eine Lagerhalbschale auf der unteren bzw. oberen Umfangshälfte des Walzenzapfens der oberen bzw. unteren Arbeitswalze abstützen und deren Anlage an die Zapfen durch zwischen beiden Meßbrückenteilen angeordnete vorgespannte Federelemente gesichert ist. Dabei ist ein Meßbrük— kenteil über eine fest mit dem anderen Meßbrückenteil verbundene' Führung gegenüber diesem in vertikaler Bichtung, also senkrecht zur Walzebene, verschiebbar gehalten.

Zweckmäßigerweise ist eine der Geber-Einheiten mit einer Verstelleinrichtung — welche im zugehörigen Meßbrückenteil angebracht ist - verbunden und über diese in vertikaler Richtung verschiebbar.

Die Verstelleinrichtung ermöglicht die Eichung des Meßwertgebers, wobei die Arbeitswalzen zunächst durch Zusammenfaiiren in die sogenannte Wull-lage gebracht werden und anschließend die bewegliche Geber-Einheit auf der anderen, im zugehörigen Meßbrückenteil unbeweglich gehaltenen Geber-Einheit zur Anlage gebracht wird.

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Als Meßwertgeber zur berührungslosen Messung des Arbeitswalzenabstandes können vorteilhaft lichtelektrische oder elektromagnetische Impulsgeber Verwendung finden. Es können jedoch auch andere geeignete, an sich bekannte Meßwertgeber eingesetzt werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß eines der Meßbrückenteile über eine sich am Walzenständer abstützende Federeinrichtung an der diesem gegenüberliegenden Stirnfläche des Ballens der zugehörigen Arbeitswalze zur Anlage gebracht ist, während zwischen dem anderen Meßbrückenteil und der Stirnfläche des Ballens der zugehörigen Arbeitswalze ein Abstand in der Größenordnung von mehreren Millimetern vorhanden ist.

Die letztgenannte Arbeitswalze kann sich gegenüber dem zugehörigen Meßbrückenteil also in axialer Richtung frei bewegen, ohne die Meßbrücke zu beeinflussen.

Die beweglich im zugehörigen Meßbrückenteil gehaltene Gebereinheit ist vorzugsweise an zwei hydraulisch betätigten Stellkolben befestigt, welche mittels einer federbelasteten Klemmbacke im betreffenden Meßbrückenteil festhaltbar sind. Bei Abschalten des auf die Stellkolben wirkenden Öldruckes wird die bewegliche Geber-Einheit in der zu diesem Zeitpunkt von ihr eingenommenen Stellung automatisch arretiert.

Bei einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegenstandes besteht die Führung des beweglichen Meßbrückenteils aus zwei Führungsstangen mit Endanschlag, die in entsprechende Bohrungen der Meßbrückenteile eingreifen und welche mit einem der Meßbrückenteile über eine Stützplatte verschraubt sind.

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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes stützen sich, d'ieaus zylindrischen Schraubenfedern bestehenden Federelemente- die jeweils in einer zwischen beiden Meßbrückenteilen hergestellten Aussparung angeordnet sind an den Führungsstangen ab.

Weitere wesentliche Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht der Arbeitswalzen, der Meßbrücken und der (schematisch angedeuteten) Einbaustücke des Walzenständers eines Walzgerüstes,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Arbeitswalzen und der Meßbrücke (teilweise geschnitten) und

Fig.· 3 eine Draufsicht auf das Meßbrücken-Oberteil.

Die Meßbrücken 1, welche jeweils aus einem Meßbrücken-Oberteil 1·' und einem diesem zugeordneten Meßbrücken-Unterteil 1" bestehen, sind zwischen den Ballen 2¹ und 3¹ der oberen Arbeitswalze 2 bzw. unteren Arbeitswalze 3 und den zugehörigen Einbaustücken 4 bzw. 5 im Bereich der Walzenzapfen 2" bzw. 3" angeordnet.

Das Meßbrückenteil 1" wird mittels einer Federeinrichtung 6 - beispielsweise einem federbelasteten, horizontal beweglich geführten Bolzen -, welche sich an der Innenfläche des zugehörigen Einbaustückes 5 abstützt, an der Stirnfläche 3"¹ des Ballens 3¹ zur Anlage gebracht. Zwischen der Stirnfläche 2¹¹¹ des Ballens 2¹ und der dieser gegenüberliegenden Seitenfläche des Meßbrückenteils 1' ist ein Abstand von 5 mm

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vorhanden. Die obere Arbeitswalze 2 kann sich demzufolge in axialer Richtung in gewissem Umfang frei bewegen, ohne die Meßbrücke 1 zu beeinflussen (Fig. 1).

Die Meßbrückenteile I¹ und 1" stützen sich jeweils über eine Lagerhalbschale 7 bzw. 8 auf der unteren bzw. oberen ümfangshälfte der Walzenzapfen 2" bzw.- 3" ab; die Öffnungen der Lagerhalbschalen 7 und 8 sind also voneinander weggerichtet (Fig. 2) .

In dem Meßbrückenteil 1" sind außerhalb des Bereichs der Walzenballen zwei Bohrungen 9 angeordnet, in welchen sich jeweils eine Führungsstange 10 abstützt. Die Führungsstangen sind über eine an ihnen befestigte Stützplatte 11 mit der Unterseite des Meßbrückenteils 1" verschraubt. Die Führungsstangen 10, deren oberes Ende mit einem aufgeschraubten Endanschlag 12 versehen ist, sind vertikal angeordnet, d. h. ihre Achsen 10' verlaufen parallel zu der durch die Achsen der beiden Arbeitswalzen 2 und 3 festgelegten Ebene 13.

Die Führungsstangen 10 greifen in Bohrungen 14 des Meßbrückenteils I¹ ein und ermöglichen eine spielfreie vertikale Verschiebung desselben. Der größtmögliche Abstand zwischen den Meßbrückenteilen I¹ und 1" ist durch den Endanschlag vorgegeben. ,

Die Führungsstangen 10 dienen gleichzeitig der Zentrierung zwischen beiden Meßbrückenteilen angeordneter Druckfedern 15, welche die zusammenwirkenden Meßbrückenteile I¹ und 1" auseinanderdrücken und dadurch an den Umfangsflächen der Walzenzapfen 2" bzw.· 3" zur Anlage bringen.

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Die aus zylindrischen Schraubenfedern bestehenden Druckfedern 15 sind jeweils in einer Aussparung 16 zwischen den
beiden Meßbrückenteilen angeordnet.

Die Meßbrückenteile I¹ und 1" sind im Bereich zwischen den Führungsstangen 10 und zwischen den Walzenzapfen 2" und 3"
mit einer Geber-Einheit 17 bzw. 18 ausgestattet, welche zusammen den Meßwertgeber für die Regelung des Walzspaltes
zwischen den Ballen 2¹ und 3' der Arbeitswalzen 2 bzw. 3
bilden.

Die untere Geber-Einheit 18, welche über ein Fabel 19 mit
einer Regeleinlage (nicht dargestellt) verbunden ist, ist
gegenüber dem zugehörigen Meßbrückenteil 1" nicht beweglich.

Die obere Geber-Einheit 17 ist an zwei Stellkolben 20 befestigt, deren Achsen 20' ebenfalls parallel zu der Ebene 13
angeordnet sind. Die Stellkolben können über ein Leitungssystem 2l einseitig mit unter Druck stehendem Hydrauliköl
beaufschlagt und damit innerhalb des Meßbrückenteils 1' bewegt werden. Das Leitungssystem 21 ist unter Zwischenschaltung eines Magnetventils an ein Hydraulik-Energienetz angeschlossen (nicht dargestellt). An den Stellkolben 20 stützt sich unterhalb des mit Drucköl gefüllten Raumes jeweils
eine Klemmbacke 22 ab, deren Anpreßfläche dieselbe Krümmung wie der zugehörige Stellkolben aufweist. Die notwendige Anpreßkraft wird durch eine vorgespannte Druckfeder 23 erzeugt, welche sich einerseits an der Klemmbacke und andererseits an einem Deckel 24 abstützt, welcher fest mit dem Meßbrückenteil 1* verbunden ist.

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Die Klemmbacken 22 dienen dazu, die Geber-Einheit 17 nach Abschalten des Drucköls im Leitungssystem 21 in der zu diesem Zeitpunkt eingenommenen Stellung festzuhalten.

Der Meßwertgeber wird auf folgende Weise geeicht:

Zunächst werden die Arbeitswalzen 2 und 3 in die Null-Lage zusammengefahren. Die Stellkolben 20 werden nach Öffnen eines Magnetventils mit einem Druckmittel beaufschlagt, wodurch die obere Geber-Einheit 17 soweit nach unten gedrückt wird, bis sie sich auf der nach oben gerichteten Gegenfläche der unteren Geber-Einheit 18 abstützt. Anschließend wird das Magnetventil geschlossen, wodurch der im Leitungssystem 21 vorhandene Druck abgebaut wird.

Fährt man nunmehr die Arbeitswalzen auf Walzspalt auseinander, so wird die Gefoer-Einheit 17 mittels der Klemmbacken 22 in der eingestellten Null-Lage festgehalten: Der Luftspalt zwischen den beiden Geber-Einheiten 17, 18 und der Walzspalt zwischen den Ballen 2',· 3¹ der Arbeitswalzen 2, 3 sind demzufolge gleich groß.

Palis die Hall-Lage der oberen Geber-Einheit 17 während des Walzbetriebes durch äußere Einflüsse verändert wird, kann der Eichvorgang wiederholt werden, ohne - wie bisher notwendig — den Walzsatz aus dem Walzgerüst ausfahren zu müssen, um die oberen Meßwertgeber neu einstellen zu können.

Die neu vorgeschlagene Anordnung hat den Vorteil, daß die Bewegungen der Einbaustücke nicht mehr als Störgrößen auftreten können, weil sich die gesamte Meßbrücke an den Walzenzapfen abstützt. Die in der Beschreibungseinleitung erläuterten beiden ersten Störgrößen sind somit beseitigt.

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Die Störgröße "Taumelbewegung" wird innerhalb der Anordnung zwangsläufig in eine vertikal oszillierende Bewegung umgewandelt,, da die Meßbrückenkonstruktion - bedingt durch die Führungsstangen - nur eine vertikale Bewegung zuläßt. Jede Bewegung der beiden Arbeitswalzen wird demzufolge in eine echte vertikal meßbare Größe umgewandelt. Die bei den bekannten Meßringen auftretende dreidimensionale Veränderung der Meßebene zwischen dem oberen und unteren Meßwertgeber ist zu einer eindimensionalen Veränderung reduziert worden.

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Claims (6)

Patentansprüche :

1.) Anordnung der Meßwertgeber für die Regelung des Walzspaltes • in Walzgerüsten_r bei welcher auf jeder Seite des Walzgerüstes zwischen -den Ballen der Arbeitswalzen und deren Einbaustücken im Walzenständer, d. h. im Bereich der Walzenzapfen, ein aus zwei sich gegenüberliegenden, zusammenwirkenden Geber-Einheiten bestehender Meßwertgeber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber in einer Meßbrücke (1) angeordnet ist, die aus einem sich gegenüberliegenden Ober- und Unterteil (L' bzw. 1") besteht, welche sich jeweils über eine Lagerhalbschale (7 bzw. 8) auf der unteren bzw. oberen Umfangshälfte des Walzenzapfens (2¹¹, 3") der oberen bzw. unteren Arbeitswalze (2 bzw. 3) abstützen und deren Anlage an die Zapfen durch zwischen beiden Meßbrückenteilen (I', 1") angeordnete vorgespannte Federelemente gesichert ist, wobei ein Meßbrückenteil über eine fest mit dem anderen Meßbrückenteil verbundene Führung gegenüber diesem in vertikaler Richtung, also senkrecht zur Walzebene, verschiebbar gehalten ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Geber-Einheiten (17) mit einer Verstelleinrichtung welche im zugehörigen Meßbrückenteil (I¹) angebracht ist verbunden und über diese in vertikaler Richtung verschiebbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Meßbrückenteile (I") über eine sich am Walzenständer abstützende Federeinrichtung (6) an der diesem gegenüberliegenden Stirnfläche (3¹¹¹) des Ballens (3¹) der zugehörigen Arbeitswalze (3) zur Anlage gebracht ist, während zwischen dem anderen MeTbrückenteil (I¹) und der Stirnfläche (2¹¹·) des Ballens (2¹) der zugehörigen Arbeitswalze (2) ein Abstand in der Größenordnung von mehreren Millimetern vorhanden ist. S09828/0295 - ii -

4. iänordnung nach J&nspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber-Einheit {17) an zwei hydraulisch betätigten Stellkolben (20) befestigt ist, welche mittels einer federbelasteten Klemmbacke {22) im betreffenden Meßbrückenteil Cl '§ fesÄaltbar sind,

5. iftnordnung nach einem oder'mehreren der TForhergehenden Ansprüche,, dadTirch gekennzeichnet, dajß die 3?iihrumg aus zwei Fiöhrungsstangen flO) mit Endanschlag {123 besteht, 'die in entsprechende Bohrungen (9, 14) der Melßbruckenteile Cl'j l^m) eingreifen und welche mit einem der Meß— brückenteile (I¹¹) über eine Stützplatte ill} Trerschraubt sind»

6. Anordnung nach einem oder mehreren der vor3aergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., daß die aus zylindrischen Schraubenfedern (IS) bestehenden Feder elemente

— die jeweils in einer ,zwischen den beiden Meßrückentei-' len 11% 1") nergestellten Aussparung |1®) angeordnet sind - sich an den Führungsstangen (BO]) abstützen»