DE2362805C3 - Meßwertgeberanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der Meßwertgeber zur Erfassung des Walzspalt-Istwertes für die Regelung der Walzspaltgröße in Wategerüsten, bei welcher auf jeder Seite des Walzgerüstes zwischen den Ballen der Arbeitswalzen und deren Einbaustücken auf den Walzenzapfen aus Ober- und Unterteil bestehende Meßbrücken vorgesehen sind, in welchen die Meßwertgeber als jeweils zwei sich gegenüberliegende, zusammenwirkende obere und untere Geber-Einheiten angeordnet sind, wobei eine der Geber-Einheiten mit einer im zugehörigen Meßbrückenteil angebrachten

ίο Verstelleinrichtung verbunden und über diese in vertikaler Richtung verschiebbar ist

Aus der DE-OS 21 12 981 ist eine Anordnung der Meßwertgeber für die Regelung des Walzspaltes insbesondere von. Mehrwalzen-Gerüsten bekannt, bei

is welcher zwischen dem Einbaustück und dem Walzenballen das Oberteil eines Gebergehäuses auf dem Walzenzapfen der Oberwalze und das Unterteil auf dem Walzenzapfen der Unterwalze spielfrei gelagert ist Beide Teile sind mit je einem in Walzrichtung nach vorn und einem nach hinten 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 walzgerüstauslaufseitig liegenden Teilfuge am Gebergehäuse angelenkt und an der walzgerüsteinlaufseitigen Teilfuge mit ihm unter Federdruck verspannt ist

Bedingt durch ße Konstruktion der als »Meßring« ausgebildeten Lagerstellen der Haltearme treten unvermeidliche Funktionsstörungen auf, welche die durch den Meßwertgeber gelieferten Meßergebnisse ungünstig beeinflussen. Es treten folgende Störeinflüsse auf: 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, Arbeitswalzenlager, Einbaustücke ab. Da jede Arbeitswalze zwei Lagerpunkte hat, die sich an einem festen Punkt — und zwar an der Innenseite des die Einbaustücke

5; 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 formschlüssig verbundenen Meßringe machen alle Taumelbewegungen der Walzen mit. Die in den Meßringen angeordneten Meßwertgeber folgen zwangsläufig' dieser Taumelbe wegung, wodurch die gelieferten Meßwerte ständig verändert werden.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, eine Anordnung der Meßwertgeber zu schaffen, durch welche eine

Verbesserung der Meß-Voraussetzungen und damit eine bessere Qualität der Walzerzeugnisse erreicht wird.

Bei der nach der DE-OS 22 24 909 bekannten Meßringanordnung sind die Meßgeber zwar dann, w«>nn die Meßringe nicht von den Walzeneinbaustücken gehalten werden, frei von deren Bewegungen, doch wird dies erkauft durch eine — in Abhängigkeit von der Größe des Walzspaltes auch noch unterschiedlich große — Schrägstellung und Versetzung der Meßgeber gegeneinander in Umfangsrichtung der betreffenden Walzenzapfen, die wiederum und in Verbindung mit den anderen Störeinflüssen zu Meßungenauigkeiten führt

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der Meßwertgeber der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei der die beiden zuerst beschriebenen Störeinflüsse möglichst weitgehend ausgeschaltet werden, ohne daß eine zusätzliche Meßungenauigkeit auftritt, und bei der gleichzeitig der Störeinfluß »Taumelbewegung« in eine oszillierende, eindeutig erfaßbare vertikale Meßbewegung umgewandelt wird, wie dies im Prinzip bereits bei der Anbringung eines Meßgebers in einem an den Einbaustücken angelenkten Meßrohr gemäß der DE-FÜ 12 85 431 geschieht

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß sich bei der eingangs genannten Anordnung die Ober- und Unterteile der Meßbrücke jeweils über eine Lagerhalbschale auf der unteren bzw. oberen Umfangshälfte des Walzenzapfens der oberen bzw. unteren Arbeitswalze abstützen jo und deren Anlage an die Zapfen durch zwischen beiden Meßbrückenteilen angeordnete vorgespannte Federelemente gesichert ist, wobei ein Meßbrückenteil über eine fest mit dem anderen Meßbrückenteil verbundene Führung gegenüber diesem in vertikaler Richtung J5 senkrecht zur Walzebene verschiebbar gehalten ist

Die vorhandene Verstelleinrichtung ermöglicht den Abgleich des Meßwertgebers, wobei die Arbeitswalzen zunächst durch Zusammenfahren in die sogenannte Null-Lage gebracht werden und anschließend die bewegliche Geber-Einheit auf der anderen, im zugehörigen Meßbrückenteil unbeweglich gehaltenen Geber-Einheit zur Anlage gebracht wird.

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

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß-eines der MeObrückenteile über eine sich an der Innenfläche des zugehörigen Einbaustückes abstützende Federeinrichtung an der diesem gegenüberliegenden Stirnfläche des Ballens der zugehörigen Arbeitswalze zur Anlage gebracht ist, während zwischen dem anderen Meßbrückenteil und der Stirnfläche v> 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 t>o Richtung frei bewegen, ohne die Meßbrücke zu beeinflussen.

Die beweglich in den oberen Meßbrückenteilen gehaltenen oberen Gebereinheiten sind vorzugsweise jeweils 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 der Erfindung besteht die Führung für das obere und untere Meßbrückenteil aus zwei beidseits der Walzenzapfen angeordneten Führungsstangen, die entsprechende Bohrungen der Meßbrückenteile durchgreifen, wobei die Führungsstangen jeweils mit einem der Meßbrükkenteile über eine Stützplatte verschraubt sind, das andere Meßbrückenteil durchsetzen und an diesem freien Ende einen Endanschlag aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die aus zylindrischen Schraubenfedern bestehenden, jeweils in einer in den beiden Meßbrückenteilen vorgesehenen Aussparung angeordneten Federelemente von den Führungsstangen durchsetzt

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Stirnansicht der Arbeitswalzen, der Meßbrücken und der (schematisch angedeuteten) Einbaustücke des Walzenständers >y?,es Waizgerüstes,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Arbeifcwalzen und der Meßbrücke (teilweise geschnitten) und F i g. 3 eine Draufsicht auf das Meßbrücken-OberteiL

Die Meßbrücken 1, welche jeweils aus einem Meßlvücken-Oberteil Γ und einem diesem zugeordneten Meßbrücken-Unterteil 1" bestehen, sind zwischen den Ballen 2' und 3' 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'" des Ballens 3' zur Anlage gebracht Zwischen der Stirnfläche 2'" des Ballens 2' und der dieser gegenüberliegenden Seitenfläche des Meßbrückenteils Γ ist ein Abstand von 5 mm vorhanden. Die obere Arbeitswalze 2 kann sich demzufolge in axialer Richtung in gewissem Umfang frei bewegen, ohne die Meßbrücke 1 wesentlich zu beeinflussen (Fig. 1).

Die Meßbrückenteile Γ und 1" stützen sich jeweils über eine Lagerhalbschale 7 bzw. 8 auf der unteren bzw. oberen Umfangshälfte der Walzenzapfen 2" bzw. 3" ab; die öffnungen der Lagerhalbschalen 7 und 8 sind also voneinander weggerichtet (F i g. 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 MeilbiOckenteils 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 1' ein und ermöglichen eine spielfreie vertikale Verschiebu ig desselben. Der größtmögliche Abstand /wischen din Meßbrückenteilen Γ und 1" ist durch den Endanschlag 12 vorgegeben.

Die Führungsstangen 10 dienen gleichzeitig der Zentrierung zwischen beiden Meßbrückenteilen angeordneter Druckfedern, welche die zusammenwirken-

den Meßbrückenteile f' und I" auseinanderdrücken und dadurch an den Umfangsflächen der Walzenzapfen 2" bzw. 3" zur Anlage bringen.

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

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

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

Die obere Geber-Einheit 17 ist an zwei Stellkolben 20

hffpsligl. Herpn Arhspn 2(1' phpnfalU narajlel 711 ripr Ebene 13 angeordnet sind. Die Stellkolben können über ein Leitungssystem 21 einseitig mit unter Druck stehendem Hydrauliköl beaufschlagt und damit innerhalb des Meßbrückenteils Γ 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 d?r Klemmbacke und andererseits an einem Deckel 24 abstützt, welcher fest mit dem Meßbrückenteil 1' verbunden ist.

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

Der Meßwertgeber wird auf folgende Weise abgeglichen:

Zunächst werden die Arbeitswalzen 2 und 3 in die Null-Lage zusammengefahren. Die Stellkolben 20 werden nach öffnen eines Magnetventils mit Drucköl 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 umgesteuert, wodurch der im Leitungssystem 21 vorhandene Druck abgebaut wird.

Fährt man nunmehr die Arbeitswalzen auf Walzspalt auseinander, so wird die obere Geber-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', 3' der Arbeitswalzen 2, 3 sind demzufolge gleich groß.

Falls die Null-Lage der oberen Geber-Einheit 17 während des Walzbetriebes durch äußere Einflüsse

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werden, ohne — wie bisher nolwcndig — 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 Störeinflüsse auftreten können, weil i^ch die gesamte Meßbrücke an den Walzenzapfen abstützt. Die eingangs erläuterten beiden ersten Störeinflüsse sind somit bese^{; ;}gt.
Der Störeinfluß «Taumelbewegung« wird innerhalb

in 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 vertikale und als solche erfaßbare Bewegung umgewandelt. Die bei den bekannten Meßringen auftretende dreidimensionale Verlagerung der Meßebene zwischen dem oberen und unteren Meßwertgeber ist somit zu einer eindimensionalen Verlagerung reduziert.

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Claims (5)

Patentansprüche;

1. Anordnung der Meßwertgeber zur Erfassung des Walzspalt-lstwertes fpr die Regelung der Walzspaltgröße in Walzgerüsten, bei welcher auf jeder Seite des Walzgerüstes zwischen den Ballen der Arbeitswalzen und deren Einbaustücken auf den Walzenzapfen aus Ober- und Unterteil bestehende Meßbrücken vorgesehen sind, in welchen die Meßwertgeber als jeweils zwei sich gegenüberliegende, zusammenwirkende obere und untere Geber-Einheiten angeordnet sind, wobei eine der Geber-Einheiten mit einer im zugehörigen Meßbrückenteil angebrachten Verstelleinrichtung verbunden und über diese in vertikaler Richtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ober- und Unterteile (I' bzw. 1") der Meßbrücke (1) jeweils über eine Lagerhalbschale (7 bzw. 8) auf der unteren bzw. oberen Umfangshälfte des Walzenzapfens (2", 3") der oberen bzw. unteren Arbeitswalze (2 bzw. 3) abstützen und deren Anlage an die Zapfen durch zwischen beiden Meßbrückenteilen (1', 1") angeordnete vorgespannte Federelemente gesichert ist, wobei ein Meßbrückenteil über eine fest mit dem anderen Meßbrückenteil verbundene Führung gegenüber diesem in vertikaler Richtung senkrecht zur Walzebene verschiebbar gehalten ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Meßbrückenteile (1") über eine sich an der Innenfläche des zugehörigen Einbaustückes (5) abstützende Federeinrichtung (6) an der diesem gegenüberliegenden Stirnfläche (3'") des Ballens (3') der zugehörigen Arbeitswalze (3) zur Anlage gebracht ist, während zwischen dem anderen Meßbrückenteil <1') und der Stirnfläche (2'") des Ballens (2) der zugehörigen Arbeitswalze (2) ein Abstand in der Größenordnung von mehreren Millimetern vorhanden ist

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Geber-Einheiten (17) jeweils an zwei hydraulisch betätigten Siellkolben (20) befestigt sind, welche mittels einer federbelasteten Klemmbacke (22) im betreffenden Meßbrückenteil (1') festhaltbar sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung für das obere und untere Meßbrückenteil aus zwei beidseits der Walzenzapfen angeordneten Führungsstangen (10) besteht, die entsprechende Bohrungen (9, 14) der Meßbrückenteile (!', 1") durchgreifen, wobei die Führungsstangen (10) jeweils mit einem der Meßbrückenteile (1") über eine Stützplatts (11) verschraubt sind, das andere Meßbrückenteil (Γ) durchsetzen und an diesem freien Ende einen Endanschlag (12) aufweisen.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zylindrischen Schraubenfedern (15) bestehenden, jeweils in einer in den beiden Meßbrückenteilen (V, 1") vorgesehenen Aussparung (16) angeordneten Federelemente von den Führungsstangen (10) durchsetzt sind.