DE2404763A1

DE2404763A1 - Messvorrichtung zur erfassung des spaltes eines arbeitswalzenpaares

Info

Publication number: DE2404763A1
Application number: DE19742404763
Authority: DE
Inventors: Ulrich Meyer
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1974-02-01
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1975-08-21
Also published as: GB1447747A; DE2404763C2

Description

7Λ.23-Ο1 Bremen, den 29. Januar 1974

Sra/ka

Vereinigte Flugtechnische Werke-Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Meßvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswaisenpaares

Die Erfindung bezieht sich auf eine MeKvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaareρ als Istwert für einen Hegler zur Konstanthaltung des von einem Walzgerüst aufgebrachten Walzgutes,

Bei Walzwerken ist es notwendig, eine Banddickenre/relun« vorzunehmen, damit die geforderten Toleranzen beim ausgebrachten Walzgut eingehalten werden können. Eine derartige Regelung erfordert aber neben der Lösung der hohen dynamischen Anforderungen auch eine möglichst verxogerungsfreio Erfassung der Regelgröße. Da aber die Meν sung der Banddicke ara Ort der· Verformung nicht möglich ist, ist es üblich, dsn Abstand der Arbeitswalzen als Istwert für die Regelung zu erfassen.

Die zur Zeit im Einsatz befindlichen Regelanlagen unterscheiden sich iru wesentlichen durch die zur Erfassung des lialzspwltes not—

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wendige Heftvorrichtung. Eire relativ einfach« und g^npue Meß— vorrichtung kann z.B. eier DT-PS 1 931 65A entnommen werden. Bei dieser Meßvorrichtung sind berührungslos arbeitende Meßgeber vorgesehen, die an feststehenden, auf liellenansätzen der Arbeitswalzen aufsteckbare Meßringe angebracht sind. Die-¹ Messung kann dabei — vie dort beschrieben - durch Erfassung des absoluten Walzspaltes erfolgen oder durch Erfassung des relativen Walzspaltes, wie es z.B. aus der 03 2 2ZL QQ9 bekannt ist. Beide Meßvorrichtungen haben sich in der Praxis bewährt, p.ber die hierbei notwendigen Meßringe begrenzen die Anwendung, dieser Meßvorrichtungen aus walztechnisehen Gründen auf relativ langsam laufende Walzgerüste·

Der Erfindung liegt sob*it die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eine? Arbeiisw;»] zenpaavei: vorzusehen, die bei ihrem Einsatz keinerlei Begrenzungen unterliegt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung mit Hilfe einer Zentriervorrichtung zwischen den Wellenansätzen der Arbeitswalzen fixiert und über ein schwenkbares Gestänge am Walzgerüst befestigt ist und daß die Meßvorrichtung zwei elektromagnetische Meßsvsterae aufweist, welche jeweils den Abstand der eigenen Bezugsebene zum zugeordneten, als Magnetanker wirkenden Wellenansatz erfaßt.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, die Zentriervorrichtung durch .ie ein an beiden Seiten der Meß vorrichtung vorstehendes Scherenhebelpaar zu bilden, so daß die durch Zugfedern gespannten Scherenhebel an der Meßvorrichtung derart angreifen, daß diese beira Anstoßen der Scherenhebel gegen die Wellenansätze mittig zum Walzspalt fixiert wird. Es ist aber auch möglich, die Zentriervorrichtung als eine zu beiden Seiten der Meßvorrichtung angeordnete, sich an den Wellenansätzen abstützende Brüekemm-Ordnung mit Parallelverschiebung aufzubauen. Das zur Halterung

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der Meßvorrichtung notwendige schwenkbare Gestänge kann hierbei zur Vermeidung von Meßfehlern im Vergleich zur Höhe der Meß« vorrichtung extrem lang ausgebildet und/oder mit Konstruktionsen für einen Längenausgleich versehen sein.

Es ist zweckmäßig» den· Abstand der Bezugsebene zum jeweiligen Wellenansatz auf einen bestimmten, durch den Regler konstant zu haltenden Wert festzulegen und den Soliwert des Walzspaltes durch eine gleichmäßige, jeweils auf den halben Sollwert bemessene Verstellung der BezufTsebenen der Meßsysteme einzustellen. Als Meß~ systeme können hierbei wechselstromgEspeiste induktive Meßeinrichtungen mit einem Spulen aufweisenden Kern vorgesehen sein, so daß sich die Ausgangssignale der zwei Meßsysteme, deren Bezugsebenen durch Stirnseiten der Kerne realisierbar sind, zu einem den Walzspalt repräsentierenden Summensignal verarbeiten lassen.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fipur 1 Eine Prinzipdarstellung der erfindun^sgemäßen Heftvorrichtung

Fi«ur 2 eine Seitenansicht der Heftvorrichtung nach Figur 1 u η d '

Figur 3 der Draufsicht der Meßvorrichtung nach Figur 2

In der abgebildeten Prinzipdarstellvmp; nach Figur 1 sind zwei Ar— beitswalzen 10, 11 zu sehen, zwischen deren Spalt L das WaJzput angedeutet ist. Zur Messung des Spaltes L ist eine Heftvorrichtung 12 vorgesehen, die zwischen den an den Arbcitswalzen vorgesehenen Wellenansätzon 33? 14 liept. Diese Mr-Rvorrichtung 32 wird mit Hilfe einer Zentriervorrichtung in der Mitte zwischen den WeI.lenansätzen 13. 3/; fixiert, wofür zwei auf jeden- Seite dei·· Meß vorrichtung"

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angeordnete Scherenhebelpoare 15, 16 vorgesehen sind. In der Heftvorrichtung 12 sind zwei jeweils den Abstand der eigener" Bezugsebenen 19» 20 zum jeweiligen iJellenansM:?: 33, Ii erfassende Heßsysteme 17t Io vorgesehen, die durch eine im weiteren Verlauf noch zu erläuternde Antriebsvorrichtung aus der Meßvorrichtunf herausschiehbnr bzw. here?, nziehbar sind. Auf diese !'eise wird der Sollwert vorgegeben, so daß die Meßsysteme 17? 3 8 jeweils einen durch eine Regeleinrichtung konstant zu haltenden Abstand zwischen einer Bezugsebene 19? 20 und dem zugeordneten WeHenan— satz 13, 14 erfassen.

Wie aus der Seitenansicht nach Figur 2 zu ersehen ist, ist die Meßvo-rrichtunp 12 auf einer Haltevorrichtung 23 befestigt, die wiederum an einem schwenkbaren Gestänge 22 angebracht ist« Das schwenkbare Gestänge 22 ist durch eine vorgespannte Entlastung— feder 23 derart abgefangen, daß die iSeßvorricbtung 12 unberührt annähernd indifferent im Raum stehen würde. Durch die an oev Mefivorrichtung 3 2 vorgfr.ehenpn SchcrenhebeJpiin.rc 3 5, 16 wird diese aber genau in der Mitte zwischen öen liellenansätzen 3 3? i-k der ArbeitETrnlz.«n 10, 11 fixiert. Ui e Scherenhebelpaaro werden hierzu durch nicht nähej·· dargestellte vorgespannte Zugfedern gegen die Wellenansätze bewegt, linboi z.B. durch ei.ne vorzusehende Verzahnung ein gleichmäßiges Schwenken der Sohererhebcl gewährleistet vrorden Ico.nn. Figur 2 v.eigt die Scherenhebel paare 35, 16 in einer' nahezu voül eingcscliwenkten bzw. — wie geotricbelt angedeutet - in einer naher« voll ausgeschwenkten Stellung.

Das schwenkbare Gestänge 22 ist im Vergleich zur Höhe der Heß·- vorrichiung 12 extrem lang ausgebildet, wodurch gleichmäßige Vertikalbcwegungen der Arbeitswalzen 10. 3.1, wie z.B. Schwingungen, praktisch ohne Einfluß auf das Heßergobnis bleiben» Wie aus Figur 2 und Figur 3 weiter zu ersehen ist, geht das schwenkbare Galänge von einem Scln.'cnk.lapor 25 aus, das an

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Walzgerüst 24 befestigt ist und z.B. zur Durchführung eines Walzenwechsels ein Schwenken der· Meßvorrichtung aus dem Bereich der Arböitswalzen 10, 11 erlaubt.

Die zwischen den Wellenansätzen 13» 14 fixierte Preßvorrichtung 12 enthält zwei Me ßsy st eine 3 7-» 3 8 gleichen Aufbaues« die jeweils den Abstand zum zugeordneten Wellenansrtz 13» 14 erfassen* Jedes der Meßsysteme besteht aus einem mit Spulen 28 versehenon Schalenkern 27, dessen offene Stirnseiten die Bezugsobenen 19, 20 der MeRr.ysteme bilden. Die Schal enfcerno. 27 sind dabei mit mehreren zwischen den■ I.ioß systeme η 17» 18 versetzt angeordneten Füh— "rungnfitangen 29 versehen, die zur Verringerung der Reibung in Kugelumlaufbüchsen 30 laufen. Zur Verstellung der Meßsysteme 17» 18 ist ein Schrittmotor 31 auf der Haltevorrichtung 21 befestigt, dessen Antriebswelle 32 über ein Zahnradpaar 33 auf eine Spindel 34 wirkt. Auf dieser Spindel 34 ist eine durch zwei Stangen 35, 36 und Kugelumlaufbüchsen 37» 3G geführte Stellmutter 39 angeordnet, an der Enden zweier Zugseile oder Zugdrähte 40, Al befestigt sind. Diese Zugseile sind über Führungskäinme und Umlenkrollen 43» 42 zu den zugeordneten Schalenkernen 27 der Meßsystem.? 17, 18 geführt und daran verankert. Da die Schalenkern«» 27 durch symbolisch angedeutete Druckfedern 44 aus der MejRvor— richtung- boransbewegt werden, kann das [iorvorstrhen der Meßsyterae durch entsorschende Steuerung des Schrittmotors 31 eingestellt werden. Die Meßsystc-rne 17₅ 18 sind dabei in der Meß\^r or richtung durch symbolisch dargestellte Dichtvorrichtungen, wie z.B. Dicht— rin.n;e /;5 w^n Verschmutzung f'.es:i chert. Diese Art der Kinstellvorrichtunfj schützt die ivioßvorr i chtun/* vor einer Zerstörung, da bei einen unkontrollierten Zusammenfaliren der Arbeitswalzen die Heiß— Systeme f;r-i7en die Kraft der Druckfedern nachgeben können.

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Die mit Itfechse 1 strom jesocisten Meßsysteme 17- ?# können zusamnen mit weiteren in'chi* näher dargestellten Spulen eine BrUckenr.ehaltuTm bilden, die bei einer Abweichung von Sollwert ein. Sipnal für einen nicht näher dargestellten Koller liefert. Dieser Regler wirkt dann über ein entsprechendes Stellglied auf die Arbeitswal zsen ein. Gl eichi.iäßipe vertikale Bewegungen der Arbeitswa"' ^an, 7,.R. Schwingungen, haben keinen Einfluß auf das Meßergehnis, da eine Verringerung eines Abstandes ße?^upsebene - Wellenansat? η it c-rpr entsprechenden Erhöhung des anderen Abstände=; Bezursebene — !fellen— ansatz verbunden ist. Die Summe der Abstände bleibt somit konstant, so daß auch das von beiden Heßsystemen abgeleitete SumrnenKi r^rnnl konstant bleibt. Die Empfindlichkeit der Messiin·-- ist hierbei von der Größe des Walzspaltes unabhän«i«, da die AbstHnde Bezuf.nebsne — Wellenansats konstant pehalten werden und der Soll— vert durch Aus— bzw. Einfahren der f.!eßs)^rsteine 1'7» 18 aus der TvIeRvorrichtung 12. eingestellt wird.

Obi'ohl das Prin^iip der Messung grundcatzlich zur Erfassung unbegrenzter Walzspalte f-eeij-{net ist. kann dies« i'eßvorrichtunf wcfren ihrer Bancrröße natürlich nur zur Erfassung begrenzter Tialzspaitf! cinpeeotiit werden. Deshalb sind zur Steuerung de-; Schrittmotors ?Λ nicht näher dargestellte Endschalter vorgesehen, die dann, wenn die MeRsysterne ih?-« Endlagen erreichen,, den Schrittmotor abschalten. Sollten an den Wellenanr;Hti"en diiroh πρ<·- netische Fremdfelder Störungen bei der Hessunp ausgelöst werden_s dann ist es möglich, mit Hilfe einer zusätzlich vorgesehenen Entinafrnetisierunfsvorrichtunf- diesen Störfeldern. Entp.epeni-uwirken. An den Scherenhebelpaaren können weiterhin, insbesondere um eine evtl. auftretende Reibung und/oder zur Erzielung einer entsprechenden Schmierung kunststoffbeschichtete Abschnit-ie oder FilKfüße angebraciit werden.

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Die «rf i nclunrsß.^Rinäßß Meßvnrri chtün" ist nicht auf das dargestellte AiTS'Pührunf'sbelppio] beschrSrl.t, sondern sie kann auch mit Hilfe bekannter feinmechanischer Bauelemente andersartig auf pebaut· werden« So ist es '/..B. möglich - die Zentriervorrichtung statt mit Scherenhebclpaare/i mit ein.-r Brückenanordnunp und Parallelver~ schiebnn/T auf zubauen.· Auch ißt es möglieh, die Ste3J.beiregun,pen vom Schrittmotor mit Hilfe feinranchanischcr 33ρλιelemente zu übertragen. Besonders /reeipnet hierfür scheint einsHikrostellspindel zu sein, die in ihren·, mittleren. Bereich ein Zahnrad aufweist·, während ihre zur Verstellung der Meßsystenie dienenden Teile mit einem Links— bzw. Rechtsgewinde versehen sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

fl.j) Meßvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares als Istwert für einen Regler zur Konstanthaltung des von einem Walzgerüst ausgebrachten Walzgutes, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßvorrichtung (12) mit Hilfe einer Zentriervorrichtung (l5j 3-6) zwischen den Wellenansätzen (13, 14) der Arbeitswalzen (lO, 11) fixiert und über ein schwenkbares Gestänge (22) am Walzgerüst (24) befestigt ist und daß die Meßvorrichtung (12) zwei elektromagnetische Meßsysteme (17* 18) aufweist, welche jeweils den Abstand der eigenen Bezugsebene (l9_f 20) zum zugeordneten als Magnetanker wirkenden Wellenansatz (13 , 14) erfaßt.

2.) Meßvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet , daß die Zentriervorrichtung durch je ein an beiden Seiten der Meßvorrichtung (12) vorgesehenes Scherenhebelpaar (15? 16) gebildet ist und daß die durch Zugfedern vorgespannten Scherenhebel (l5? l6) an der MeR-vorrichtung (12) derart angreifen, daß diese beim Anstoßen der Scherenhebel (l5, 16) gegen die Wellenansätze (l3» 14) in der Mitte des Walzspaltes (l) fixiert ist.

3·) Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zentriervorrichtung durch eine zu beiden Seiten der Meßvorrichtung (12) angeordnete, sich an den Hellcnansätzen (13» 14) abstützende Brückenanordnung mit Paralleiverschiebung gebildet ist.

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/ι.) Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß das schwenkbare Gestänge (22) zur Vermeidung von Meßfehlern im Vergleich zur Höhe der Preßvorrichtung (12) extrem lang ausgebildet und/oder mit Konstruktionselementen für einen Längenausgleich versehen ist.

5·) Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand der Bezugs— ebene (l9> 20) zum jeweiligen Wellenansatz (l3j 14) auf· einen bestimmten, durch den Regler konstant zu haltenden Wert festgelegt ist und daß der Sollwert des Walzspaltes (l) durch eine gleichmäßige, jeweils auf den halben Sollwert bemessene Verstellung der Bezugsebenen (l9₅ 20) der Meßsysteme (l?> 3 8) einstellbar ist.

6.) Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die elektromagnetischen Meß sy steine (l7j 18) durch eine wechsel stromgespeiste induktive Meßeinrichtung mit einem Spulen (28) aufweisenden
Kern (27) gebildet sind und daß die Ausgangssignale dieser Meßsysteme (l7p 18)_? deren Bezugsebenen (19, 20) durch
Stirnseiten der Kerne (27) gebildet sind, zu einem den
Walzspalt (L) repräsentierenden Summensignal verarbeitet sind.

7·) Meßvorrichtung nach einem der Artsprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die induktiven Meßeinrichtungen (l7> lo) aus Schalenkernen (27) mit eingelegten Spulen (28) bestehen und daß die offenen Stirnseiten der Schalenkerne (27) die Bezugsebenen (19? 20) der Meßsysteme (17, 18) bilden.

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8«) Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet , daß ein Schrittmotor (31) vorgesehen ist, dessen Abtriebswelle (32) über Zwischen— ' glieder (33> 34) die Schalehkerne (27) zur Einstellung des Sollwertes verstellt.

9·) Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalenkerne (27) mehrere symmetrisch angeordnete, in Kugelumlaufbuchsen (30) laufende Führungsstangert (29) aufweisen.

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