DE2404763C2 - Meßvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares - Google Patents

Description

y Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung

S zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares als

Ii Istwert für einen Regler zur Konstanthaltung des von

§ einem Walzgerüst ausgebrachten Walzgutes mit durch

ί.· Federn vorgespannten, an Wellenansätzen der Arbeits-

|| walzen anliegenden Tasthebeln.

% Banddickenregeliingen in Walzanlagen erfordern

eine möglichst verzögerungsfreie Erfassung der Regelgröße. Da die Messung der Banddicke am Ort der Verformung nicht möglich ist, ist es üblich, den Abstand der Arbeitswalzen (Walzspalt) als Istwert für die Regelung zu erfassen. Aus der FR-PS 11 02 947 ist hierzu eine Meßvorrichtung bekannt, bei der zwei durch ein gemeinsames Schwenklager gekoppelte Tasthebel mit daran vorgesehenen Lagerschalen Wellenansätze der Arbeitswalzen abtasten. Eine mit eine»· Feder erzeugte Vorspannung sorgt dabei für ein sicheres Anliegen an den Wellenansätzen, so daß mit einem an den Enden der Tasthebel angebrachten Meßgerät der jeweilige Walzspalt gemessen werden kann. Diese Meßvorrichtung kann zwar relativ einfach vom Meßort entfernt bzw. zum Meßort hinbewegt werden, sie ist jedoch als Istwertgeber für eine Walzspaltregeleinrichtung kaum geeignet, da sich während des Walzbetriebes aufgrund fehlender Abstützung zuverlässige Meßergebnisse nicht erzielen lassen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art vorzusehen, die zuverlässige Meßergebnisse liefert und sich ohne besondere Montagearbeiten vom Meßort eines Walzgerüstes entfernen bzw. zum Meßort hinbewegen und ausrichten läßt.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Meßk.opf durch auf seinen beiden Seiten vorgesehene, als mit Zugfedern vorgespannte Scherenhebelpaare ausgebildete Tasthebel in der Mitte des X) Walzspaltes ausgerichtet ist, daß der Meßkopf über ein schwenkbares Gestänge am Walzgerüst gehaltert ist und zwei elektromagnetische Meßsysteme umfaßt, welche jeweils den Abstand der eigenen Bezugsebene /.um zugeordneten, als Magnetanker wirkenden Wellenansatz erfassen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme sichert durch das Ausrichten des Meßkopfs in der Mitte des Walzspaltes zuverlässige Meßergebnisse und gestattet darüber hinaus, den Meßkopf vom Walzspalt leicht zu entfernen bzw. hinzubewegen und aus.iurichie.1. Zwar ist es aus der DE-OS 22 24 909 bekannt, den Abstand der eigenen Bezugsebene eines elektromagnetischen Meßsystems zum zugeordneten als Magnetanker wirkenden Wellenansatz zu erfassen, aber bei der dort beschriebenen 4j Wal/spaltmeßvorrichtung ist nur ein Meßsystem ohne Ausrichtvorrichtung und ohne Schwenkgestänge vorgesehen. Zur Vermeidung von Meßfehlern kann hierbei das zur Halterung des Meßkopfs notwendige schwenkbare Gestänge wesentlich langer als die Höhe des Meßkopfes und/oder mit Konstruktionselementen für einen Längenausgleich versehen sein. Hierdurch läßt sich der Einfluß von Vertikalbcwegungen der Arbeitswdlzcn auf das Meßergebnis unterdrücken.

Es ist zweckmäßig, den Abstand jeder Bezugsebene y> zum zugeordneten Wellenansatz auf einen durch den Regler konstantgchaltcnen Wert festzulegen und den Wert des Abstandes entsprechend der Hälfte des Sollwerts des Walzspaltes durch eine Verstellung jeder Bezugsebene einzustellen. Als Meßsysteme können hierbei wechselstromgespeiste induktive Meßeinrichtungen mit einem Spulen aufweisenden Kern vorgese* hen sein, so daß sich die Ausgangssignale der zwei Meßsysteme, deren Bezugsebenen durch Stirnseitender Kerne realisierbar sind, zu einem den Walzspalt darstellenden Summensignal verarbeiten lassen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemä-

Ben Meßvorrichlung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Me'ßvorrichtung nach F i g. I und

Fig.3 eine Draufsicht der Meßvorrichtung als Teilschnitt.

Fig. I zeigt zwei Arbeitswalzen 10, 11, zwischen deren Spalt L das Walzgut angedeutet ist. Zur Messung des Spaltes L ist ein Meßkopf 12 vorgesehen, der zwischen den Wellenansätzen 13,14 der Arbeitswalzen liegt Dieser M^ßkopf 12 wird in der Mitte zwischen den Wellenansätzen 13, 14 ausgerichtet, wofür zwei auf jeder Seite des Meßkopfes 12 angeordnete Scherenhebelpaare 15,16 sorgen, fm Meßkopf 12 sind zwei jeweils den Abstand der eigenen Bezugsebene 19, 20 zum jeweiligen Wellenansatz 13,14 erfassende Meßsysteme H 17, 18 verschiebbar gehaltert, die durch eine noch zu erläuternde Antriebsvorrichtung aus dem Meßkopf 12 herausschiebbar bzw. hereinziehbar sind. Auf diese Weise wird der Sollwert vorgegeben, so daß die Meßsysteme 17,18 jeweils einen durch eine Regelungseinrichtung konstant zu haltenden Abstand zwischen ihrer Bezugsebene 19, 20 und dem zugeordneten Wellenansatz 13, Herfassen.

Der Meßkopf 12 ist an einer Haltevorrichtung 21 befestigt, die wiederum an einem schwenkbaren Gestänge 22 angebracht ist (Fig.2). Das schwenkbare Gestänge 22 ist durch eine vorgespannte Entlastungsfeder 23 derart abgefangen, daß der Meßkopf 12 unberührt annähernd indifferent im Raum stehen würde. Durch die am Meßkopf 12 vorgesehenen Scherenhebelpaare 15, 16 wird dieser aber genau in der Mitte zwischen den Wellenansätzen 13, 14 der Arbeitswalzen 10, 11 ausgerichtet. Die Scherenhebelpaare 15, 16 werden hierzu durch nicht näher dargestellte vorgespannte Zugfedern gegen die Wellenansätze 13, 14 r> bewegt, wobei z. B. durch eine vorzusehende Verzahnung ein gleichmäßiges Schwenken der Scherenhebel gewährleistet werden kann. F i g. 2 zeigt die Scherenhebelpaare 15, 16 in einer nahezu voll eingeschwenkten bzw. — wie gestrichelt angedeutet — in einer nahezu voll ausgescnwenkten Stellung.

Das schwenkbare Gestänge 22 ist im Vergleich zur Höhe des Meßkopfes 12 wesentlich länger bemessen, wodurch gleichmäßige Vertikalbewegungen der Arbeitswalzen 10, II, wie z.B. Schwingungen, praktisch ohne Einfluß auf das Meßergebni* bleiben. Wie aus Fig.2 und Fig.3 weiter zu ersehen ist, geht das schwenkbare Gestänge von einem Schwenklager 25 aus. das am Walzgerüst 24 befestigt ist und z. B. zur Durchführung eines Warenwechsels ein Schwenken w der Meßvorrichtung aus dem Bereich der Arbeitswalzen 10,11 erlaubt.

Der zwischen den Wellenansätzen 13, 14 ausgerichtete Meßkopf 12 enthält zwei Meßsysteme 17,18 gleichen Aufbaues, die jeweils den Abstand zum zugeordneten r> Wellenansatz 13, 14 erfassen. Jedes der Meßsysteriie besteht aus einem mit einer Spule 28 versehenen Schalenkern 27. dessen offene Stirnseiten die Bezugsebenen 19, 20 der Meßsysteme bilden. Die Schalenkerne sind dabei mit mehreren zwischen den Meßsystemen eo 17, 18 versetzt angeordneten Führungsstangen 29 versehen, die zur Verringerung der Reibung in Kugelumlaufbuchsen 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 Gewindespindel 34 wirkt. Auf dieser Gewindespindel 34 ist eine durch zwei Stangen 35,36 und Kugelumlaufbuchsen 37,38 geführte Stellmutter 39 angeordnet, an der Enden zweier Zugseile oder Zugdrähte 40, 41 befestigt sind. Diese Zugseile sind über Führungskämme und Umlenkrollen 43, 42 zu den zugeordneten Schalenkernen 27 der Meßsysteme 17,18 geführt und daran verankert. Da die Schalenkerne 27 durch symbolisch angedeutete Druckfedern 44 aus dem Meßkopf herausbewegt werden, kann das Hervorstehen der Meßsysteme durch entsprechende Ansteuerung des Schrittmotors 31 eingestellt werden. Die Meßsysteme 17,18 sind dabei im Meßkopf 12 durch symbolisch dargestellte Dichtungen, wie z. B. Dichtringe 45 gegen Verschmutzung gesichert. Diese Ausführung der Verstelleinrichtung schützt die Meßvorrichtung vor einer Zerstörung, da ' ,i einem unkontrollierten Zusammenfahren der Arbeitswz'zen die Meßsysteme gegen die Kraft der Druckfedern nachgenen können.

Die mit Wechselstrom gespeisten Meßsysteme 17,18 könne··· zusammen mit weiteren nicht näher dargestellten Spulen eine Brückenschaltung bilden, die bei einer Abweichung des Walztpalts vom Sollwert ein Signal für einen nicht näher dargestellten Regler liefert. Dieser Regler wirkt dann über ein entsprechendes Stellglied auf die Arbeitswalzen ein. Gleichmäßige vertikale Bewegungen der Arbeitswalzen, z. B. Schwingungen, haben keinen Einfluß auf das Meßergebnis, da eine Verringerung des Abstandes Bezugsebene — Wellenansatz an einem Meßsystem mit einer entsprechenden Erhöhung des Abstandes am anderen Meßsystem verbunden ist. Die Summe der Abstände bleibt somit konstant, so daß auch das von beiden Meßsystemen abgeleitete Sunimensignal konstant bleibt. Die Lmpfindlichkeit der Messung ist hierbei von der Größe des Walzspaltes unabhängig, da die Abstände Bezugsebene — Wellenansatz konstant gehalten werden und der Sollwert durch Aus- bzw. Einfahren der Meßsysteme 17, 18 aus dem Meßkopf 12 eingestellt wird.

Zur Steuerung des Schrittmotors 31 sind nicht näher dargestellte Endschalter vorgesehen, die dann, wenn die Meßsysteme ihre Endlagen erreichenden Schrittmotor abschalten. Sollten an den Wellenansätzen durch magnetische Fremdfelder Störungen bei der Messung ausgelöst werden, dann ist es möglich, mit Hilfe einer zusätzlich vorzusehenden Entmagnetisierungsvorrichtung diesen Störfeldern entgegenzuwirken. An den Scherenhebelpaaren können reibungsvermindernde •ind.'oder zur Schmierung dienende kunststoffbeschichtete Abschnitte oder Filzfüße angebracht werden.

Statt über Zugseile können die Stellbeweyungen vom Schrittmotor auch mit Hilfe einer Mikrosteüspindel übertragen werden, die in ihrem mittleren Bereich ein Zahnrad aufweist, während ihre zur Verstellung der Meßsysteme dienenden Teile mit einem Links- bzw. Rechtsgewinde versehen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Meßvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares als Istwert für einen Regler zur Konstanthaltung des von einem Walzgerüst ausgebrachten Walzgutes mit durch Federn vorgespannten, an Wellenansätzen der Arbeitswalzen anliegenden Tasthebeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßkopf (12) durch auf seinen beiden Seiten vorgesehene, mit als Zugfedern vorgespannte Scherenhebelpaare (15, 16) ausgebildete Tasthebel in der Mitte des Walzspaites fZJ ausgerichtet ist, daß der Meßkopf (12) über ein schwenkbares Gestänge (22) am Walzgerüst (24) gehaltert ist und zwei elektromagnetische Meßsysteme (17, 18) umfaßt, welche jeweils den Abstand der eigenen Bezugsebene (19, 20) zum zugeordneten als Magnetanker wirkenden Wellenansatz(13,14) erfassen.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbare Gestänge (22) wesentlich länger als die Höhe des Meßkopfes (12) und/oder mit Konstruktionseiementen für einen Längenausgleich versehen ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand jeder Bezugsebene (19; 20) zum zugeordneten Wellen.insatz (13; 14) auf einen durch den Regler konstant gehaltenen Wert (L/2) festgelegt ist und daß der Wert (L/2) des Abstandes entsprechend der Hälfte des Sollwerts des Walzspaltes (L) durch eine Verstellung jeder Bezugsebene (19; 20) einstellbar ist.

4. Meßvorrichtung .".ach er^m der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß jedes elektromagnetische Meßsystem (17· 18) durch eine wechselstromgespeiste induktive Meßeinrichtung mit einem Spulen (28) aufweisenden Kern gebildet ist und daß die Ausgangssignale der Meßsysteme (17, 18), deren Bezugsebenen (19, 20) durch Stirnseiten der Kerne gebildet sind, zu einem den Walzspalt (ZJdarstellenden Summensignal verarbeitet sind.

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der induktiven Meßeinrichtung als Schalenkern (27) mit eingelegter Spule (28) ausgebildet ist und daß die offene Stirnseite des Schalenkerns (27) die Bezugsebene bildet.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsebenen (19, 20) der Meßsysteme (17, 18) von einem Schrittmotor (31) über ein Zahnradpaar (33) und eine Gewindespindel (34) verstellbar sind.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalenkern (27) mehrere symmetrisch angeordnete, in Kugelumlaufbuchsen (30) laufende Führungsstangen (29) aufweist.