DE2516850C3 - Meßeinrichtung zur Ermittlung des Abstandes der Einbaustücke eines Walzgerüstes als Regelgröße für die Walzspaltsregelung - Google Patents

Description

öo Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zur Ermittlung des Abstandes der Einbaustücke eines Walzgerüstes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Meßeinrichtung ist aus der JP-Z, »IHI Engineering Review« 7 (1974) Co. 3, S. 87 — 95 bekannt. Hierbei ist von einem Wegmeßgerät Gebrauch gemacht, das ersichtlich (F i g. 3,6) als Langhubwegmaßgerät ausgebildet und dementsprechend aufwendig ist. Der große Meßbereich ist hier erforderlich, weil das Wegmeßgerät außer der Walzspaltänderung auch den dem Walzenabschliff entsprechenden Weg überdecken muß.

Von daher liegt der Erfindung die A-ifgabe zugrunde,

eine gattungsgemäße Meßeinrichtung so auszubilden,

daß eine Messung der Änderungen des Walzeneinbaustückabstandes mit einem Kurzhubwegmeßgerät einfachen Aufbaus und hoher Meßgenauigkeit möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die e ndungsgemäße Meßeinrichtung ist gegenüber den an den beweglichen Bauteilen des Walzgerüstes auftretenden Schwingungen unempfindlich, so daß keine Verfälschungen der Meßergebnisse auftreten können. Hin weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, v.aß beim Walzenausbau keine Leitungen für die Zuführung von öl als Arbeitsmedium für die Hubeinrichtung sowie für Strom zur Betreibung des Meßgerätes usw. gelöst und befestigt werden müssen. Die Meßeinrichtung kann ohne Verwendung von Hilfseinrichtungen, vie Digitalmotoren od. dgl. durch Ausfahren des Meßgerätes bei den verschiedenen Walzendurchmessern der Arbeits- und/oder Stützwalzen in ihre optimale is Meßstellung gefahren werden, wobei die Meßeinrichtung nach dem Tarieren des Meßgeräts sofort betriebsbereit ist Der geschlossene Einbau der Meßeinrichtung in die Halttblöcke ermöglicht einen ungehinderten Ein- und Ausbau der Walzen, ohne daß eine Beschädigung der Meßeinrichtung auftreten kann. Dynamische Veränderungen des Walzspaltes während des Walzbetriebes werden in Änderungen des Nennabstandes der Walzeneinbaustücke, insbesondere der Stützwalzeneinbaustücke, umgesetzt und sofort vom Meßgerät erfaßt, und der Meßwert wird als Regelgröße einem Regelkreis übermittelt, der den Walzspalt über entsprechende hydraulische Stelleinrichtungen auf eine konstante Spaltbreite einregelt Die Meßeinrichtung zeichnet sich durch eine große Betriebssicherheit aus, da das Druckmittel zur Betätigung der Hubeinrichtung lediglich zum Ausfahren des Meßgerätes in seine Meßstellung benötigt wird, so daß beispielsweise bei Auftritt eines Lecks im Druckmittelkreislauf der Hubeinrichtung während des Walzbetriebes die Meßeinrichtung einwandfrei weiterarbeitet, da das Führungsglied des Meßgerätes durch die Haltevorrichtung in seiner Meßstellung gehalten wird. Die Meßeinrichtung ist im wesentlichen unabhängig von der meßfeindlichen Walzatmosphäre, die durch das Walzöl sowie den sich aus diesem entwickelnden Dämpfen gebildet wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Ansicht eines Quarto-Walzgerüstes mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt der in den Haltebioc.k in Ruhestellung eingefahrenen Meßeinrichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt der Meßeinrichtung entsprechend Fig. 2 bei Betriebsstellung des Wegmeßgerates,

Fig. 4 einen Querschnitt des Zylinderblocks nach Linie IV-IV der Fi g. 2, während die

Fig. 5 bis 7 die Betriebsweise der Meßeinrichtung beim Anfahren des Wegmeßgerätes aus seiner Ruhestellung in die Meßposition verdeutlichen.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Quartowalzgerüst 1 mit zwei Ständern 2, deren Fenster 3 eine cbere und eine untere Arbeitswalze 4,5 enthalten, die in einem oberen sowie einem unteren Arbei'.swalzeneinbaustück 6, 7 eingebaut sind, sowie eine obere und eine untere Stützwalze 8, 9, die in einem oberen und einem unteren Stützwalzeneinbaustück 10,11 angeordnet sind. Irn Ständerfenster 3 der Walzenständer 2 sind auswechselbare Halteblöcke 12, 13 mit Führungen 14 angeordnet, in denen die Einbaustücke 6, 7 der oberen und unteren Arbeitswalzen 4, 5 verschiebbar geführt sind. Hydraulik-Stellkolben 15,16 die in in den Halteblöcken 12, 13 angeordneten Zylindern 17 laufen, dienen zur Vorspannung und Einstellung der Einbaustücke 10, 11 der oberen und unteren Stützwalze 8, 9. Doppeltwirkende Hydraulik-Stellkolben 18,19 laufen in Zylindern 20, die in den Halteblöcken 12,13 untergebracht sind, und beaufschlagen über Pratzen 21 die Einbaustücke 6, 7 zum Ausbalancieren und zur konkaven oder konvexen Durchbiegung der Arbeitswalzen 4,5 mit Bezug auf den Walzspalt 22. Im Halteblock 13 sind die gleichen Stellkolben 15,16,18,19 wie im Halteblock 12 eingebaut, die in F i g. 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.

In den Halteblöcken 12, 13 ist symmetrisch zur Walzenachsebene 23-23 je eine Meßeinrichtung 24 eingebaut, die der Übersichtlichkeit halber lediglich im Halteblock 13 in F i g. 1 angedeutet ist Die Meßeinrichtung 24 besteht im wesentlichen aus einem im Halteblock 13 schwingfest gelagerten Wegmeßgerät 25, einer Hubvorrichtung 26 zum Aus- und Einfahren des Wegmeßgerätes parallel zur Walzenachsebene 23-23 in die Meßstellung 25' aus dem Halteblock 13 bzw. in Ruhestellung 25" in den Halteblock 13 beim Walzenausbau, wobei die Hubeinrichtung 26 eine Hubstange 2.· aufweist, durch die im Zusamenwirken mit dem oberen Stüczwalzeneinbaustück 10 der Hub 28 und die durch diesen bestimmte Meßstellung 25' des Wegmeßgerätes einstellbar sind, einem im oberen Stützwalzeneinbaustück 10 angeordneten Geber 29 für das in Meßstellung 25' befindliche Wegmeßgerät, einem mit dem Wegmeßgerät 25 verbundenen Führungsglied 30, das mit einer als Rutschverbindung ausgebildeten Haltevorrichtung 31 zur Fixierung des Wegmeßgerätes in der Meßsteliung 25' zusammenwirkt, wobei die Haltevorrichtung 31 das Führungsglied 30 mit einem gegensinnig zu demselben aus dem Halteblock 13 aus- bzw. in denselben einfahrbaren Stützrohr 32 verbindet, das sich in Meßstellung 25' des Wegmeßgerätes auf einem Gegenlager 33 im unteren Stützwalzeneinbaustück 11 abstützt, derart, daß der Stützwalzeneinbaustückabstand 34 (Fig. 1) eine durch das Wegmeßgerät 25 erfaßbare Meßgröße bildet.

Im Halteblock 13 ist ein Zylinderblock 35 zur Autnahme der Hubeinrichtung 26, des Führungsgliedes 30 sowie der Haltevorrichtung 31 für das Wegmeßgerät 25 schwingungsfrei gelagert. Der Zylinderblock 35, der einen Rechteckquerschnitt aufweist, ist in einer Vertikalführung 36 begrenzt verschiebbar, die durch im Halteblock 13 federnd gelagerte Gleitplatten 37, 38 gebildet wird, die durch den Federhub begrenzt horizontal bewegbar sind (F i g. 4).

Die Hubvorrichtung 26 für das Wegmeßgerät 25 weist einen doppeltwirkenden Hubkolben 39 auf, der in einem Hubzylinder 40 läuft, dessen untere Zylinderkammer 41 über eine Verbmdungsleitung 42 und dessen obere Zylinderkammer 43 über eine Verbindungsleitung 44 je nach Beaufschlagungsrichtung des Hubkolbens 39 an die Dr..ckpumpe bzw. einen Speicherbehälter eines nicht dargestellten Hydraulikkreislaufes anschließbar sind. In den Hubkolben 39 ist die Hubstange 27 eingesetzt, die über einen als Brücke 45 ausgebildeten Mitnehmer mit dem Führungsglied 30 des Wegmeßgerätes 25 verbunden ist, wobei auf der Brücke 45 eine Haltekonsole 46 für das Wegmeßgerät 25 befestigt ist. Die Brücke 45 ist auf der Hubstange 27 relativ zu dieser über einen Leerhub 47 zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag 48, 49 verschiebbar, und der untere Anschlag 49 wirkt mit einer im Halteblock 13 angeordneten Ha!'-lasche 50 zur Aufhängung des Zylinder blocks 35 in eingefahrener Ruhestellung 25" des Wegmeßgerätes zusammen, wobei die obere Zylinderkam-

mer 43 des Hubzylinders 40 hydraulisch verriegelt ist. Die Hubstange 27 des Hubkolbens 39 dient als Anschlagglied für das Wegmeßgcrät 25 und weist an ihrem freien Ende einen Anschlagkopf in Form eines Kugelkopfes 51 auf, der mit einem Anschlag 52 im oberen Stützwaizeneinbaustück 10 zusammenwirkt. Der Anschlag 52 wird durch eine in einem Einsatzstück 53 eingelassene Kugelpfanne 54 gebildet, die über eine Zylinderführung 55 zugänglich ist.

Der Maximalhub 56 des Hubkolbens 39 wird durch den Nennabstand 34 der Stützwalzeneinbaustücke 10, 11 bei Verwendung von Arbeitswalzen 4, 5 und Stützwalzen 8,9 mit maximalen Durchmessern zuzüglich der Eintauchtiefen 57, 58 der Hubstange 27 in das obere Stützwaizeneinbaustück 10 und den Halteblock 13 bestimmt.

Die Haltevorrichtung 31 dient zur Fixierung des Wegmeßgerätes 25 in seiner Meßstellung 25', ist in einer Aufnahmebohrung 59 des Zylinderblocks 35 eingebaut und bcStChi 5ü5 Z'rt'Cl CnigCgCrigcSciÄi /.ücifidfruci' eingebauten Einspannzylindern 60. wobei jeder Einspannzylinder eine Zylinderhülse 61 mit durchgehender Aufnahmebohrung 62 sowie Federbeine 63 aufweist, die eine konische, durch Längsschlitze 64 unterbrochene Aufnahmebohrung 65 für das als Rundstab ausgebildete Führungsglied 30 des Wegmeßgerätes 25 bilden. Die Einspannkraft der Federbeine 63 ist derart bemessen, daß das Führungsglied 30 sicher in der Meßstellung 25' des Wegmeßgerätes 25 gehalten und ein Aus- bzw. Einfahren desselben aus bzw. in den Halteblock 13 ermöglicht wird. Der Einspannzylinder 60 ist vorzugsweise aus Buntmetall hergestellt.

Das mit dem Führungsglied 30 verbundene Stützrohr 32 ist an der Unterseite 66 des Zylinderblocks 35 befestigt und dient zur Aufnahme des Führungsgliedes 30. In das untere Ende des Stützrohres 32 ist ein Anschlußstück 67 eingesetzt, das über ein schwingfestes Federgelenk 68 mit einer Stützpratze 69 mit einem eingebauten Hahemagneten 70 verbunden ist, der mit dem im unteren Stützwaizeneinbaustück 11 befindlichen und als Stahlplatte ausgebildeten Gegenlager 33 zusammenwirkt.

Die Meßeinrichtung arbeitet wie folgt:
Zur Inbetriebnahme der Meßeinrichtung 24 wird das Wegmeßgerät 25 aus der in den F i g. 2 und 5 dargestellten Ruhestellung 25" aus dem Halteblock 13 ausgefahren. Hierzu wird die obere Zylinderkammer 43 des Hubzylinders 40 im Zylinderblock 35 hydraulisch entriegelt, so daß sich der Zylinderblock 35 aus der Stellung 35' aufgrund seines Eigengewichts in Pfeilrichtung a in der Vertikalführung 36 so weit nach unten bewegt, bis die Brücke 45 auf dein unteren Anschlag 49 aufsitzt und das Wegmeßgerät 25 die Stellung 25'" einnimmt. Bei dieser Abwärtsbewegung behält die Hubstange 27 ihre Ruhestellung 27' bei. Nunmehr wird die untere Zylinderkammer 41 beaufschlagt und der Zylinderblock 35 mit dem Stützrohr 32 gelangt in die Stellung 35", in der das Stützrohr 32 auf dem unteren Stützwaizeneinbaustück 11 aufsitzt und der Haltemagnet 70 mit dem Gegenlager 33 eine kraftschlüssige Verbindung bildet (Fig.6). Bei dieser Abwärtsbewegung behalten die Hubstangc 27. das Fiihrungsglied 30 und das Wegmeßgeriit 25 ihre Stellung 27'bzw. 25'" bei.

Danach schleppt der Hubkolben 39 mistels der Hubstange 27 und über die durch den unteren Anschlag 49 sowie die Brücke 45 gebildete starre Verbindung das Wegmeßgerät in die Meßstellung 25' (F i g. 7), in der es mit dem im oberen Stützwalzeneinbaustück 10 angeordneten Geber 29 zusammenwirkt, wobei die Meßstellung 25' des Wegmeßgerätes 25 wiederum durch die Fixierstellung 27" der Hubstange 27 festgelegt ist, die mit dem Anschlag 52 im oberen Stützwalzeneinbaustück 10 zusammenwirkt. H m Ausfahren des Wegmeßgerätes 25 in Pfeiirichtung b aus dem Halteblock 13 in die Meßstellung 25' verbleibt der Zylinderblock in der Stellung 35". In der Meßstellung 25' wird das Wegmeßgerät 25 auf seine Nullage tariert, so daß es nunmehr in seinem Meßbereich arbeiten kann. Mittels der Meßeinrichtung 24 wird anschließend über einen nicht näher beschriebenen

ι» rvcgclki ers mjwic übet hydraulische Stelleinrichtungen der Walzspalt 22 durch eine entsprechende Einstellung des Stülzwalzenachsabstandes 71 se .ie des Arbeitswalzenachsabstandes 72 auf einen Sollwert eingestellt, und dieser Sollwert des Walzspalts 22 wird während des gesamten Walzvorgangs durch die Meßeinrichtung 24 über den Regelkreis sowie die Stelleinrichtung konstant gehalten. Beim Walzvorgang werden dynamische Veränderungen des Walzspaites 22 infolge von Banddiekenänder^.^gen in Verstellungen des Stützwal/unachsab-Standes 71 umgesetzt, die wiederum zu einer Verstellung des von der Meßeinrichtung 24 überwachten Abstandes 34 zwischen den Stützwalzeneinbaustücken 10, 11 führen. Durch das Wegmeßgerät 25 werden die Abweichungen des Walzspaltes 22 vom Sollwert sofort dem Regelkreis übermittelt, der über Stelleinrichtungen den Sollwert des Stützwalzenachsabstandes wieder einstellt. Die Walzendurchbiegungen werden durch zusätzliche, nicht näher erläuterte Regeleinrichtungen ausgeregelt. Nach dem Ausfahren des Wegmeßgerätes in seine Meßstellung 25', in der es durch die als Bremse wirkende Haltevorrichtung 31 fixiert wird, wird die Hubstange 27 sofort entlastet und durch eine hydraulische Verriegelung der unteren Zylinderkammer 41 in Schwimmstellung gehalten, wobei die hydraulische Verriegelung durch Druckbegrenzungsventile, vorgespannte Rückschlagventile od. dgl. Einrichtungen gebildet wird, die mit dem Hubzylinder 40 des Hubkolbens 39 in Verbindung stehen. Die hydraulische Verriegelung ist derart ausgelegt, daß sie einen Abwärtshub der Hubstange 27 in Pfeilrichtung a bei Annäherung der Stützwalzeneinbaustücke 9,10 ermöglicht, wobei der m't dem Abwärtshub der Hubstange 27 verbundene Leerhub 47 der Brücke 45 auf der Hubstange verhindert, daß das Wegmeßgerät 25 aus seiner Meßstellung 25' bewegt wird. Bei Außerbetriebnahme des Walzgerüstes wird das Wegmeßgerät 25 unter Ablauf der in den F i g. 5 bis 7 dargestellten Bewegungsvorgänge in umgekehrter Reihenfolge in die Ruhestellung 25" in den Halteblock 13 eingefahren.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Meßeinrichtung zur Ermittlung des Abstandes der Einbaustücke eines Walzgerüstes als Regelgröße für die Walzspaltregelung, insbesondere des Stützwalzeneinbaustückabstandes eines Vierwalzengerüstes, mit je einem Wegmeßgerät, das in je einem Halteblock zur Aufnahme von Stellmittel für die Walzen schwingfest gelagert ist, mit je einer Hubvorrichtung mit einer Hubstange zum Aus- und Einfahren jedes Wegmeßgerätes parallel zur Walzenachsebene in Meßstellung bzw. Ruhestellung für den Walzenwechsel, mit je einem in einem der Einbaustücke angeordneten Geber für das in Meßstellung befindliche Wegmeßgerät und mit je einem mit jedem Wegmeßgerät verbundenen Führungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (27) als Anschlagglied ausgebildet ist, durch das im Zusammenwirken mit dem Einbaustück (10) der OberwalzL· (8) die Meßstellung (2S') des Wegmeßgerätes (25) bestimmt ist, der Geber (29) für das Wegmeßgerät (25) im Einbaustück (10) der Oberwalze (8) angeordnet ist und das Führungsglied (30) mit einer als Rutschverbindung ausgebildeten Haltevorrichtung (31) zur Fixierung des Wegmeßgerätes (25) in der Meßstellung (25') zusammenwirkt, wobei die Haltevorrichtung (31) das Führungsglied (30) mit einem gegensinnig zu diesem aus dem Halteblock (13) aus- bzw. in den Halteblock einfahrbaren Stützrohr (32) verbindet, das sich in Meßstellung (25') des Wegmeßgerätes (25) auf einem Gegenlager (33) im Einbaustück (J 1) der Unlerwalzt (9) abstützt.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltev. rrichtung (31) in einem Zylinderblock (35) gehalten ist, der die Hubvorrichtung (26) aufnimmt und der im Halteblock (13) in einer Vertikalführung (36) begrenzt verschiebbar gelagert ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalführung (36) durch im Halteblock (13) federnd gelagerte Gleitplatten (37, 38) gebildet ist, die durch den Federhub begrenzt horizontal bewegbar sind.

4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (27) der Hubvorrichtung (26) mit einem doppeltwirkenden, in einem Hubzylinder (40) laufenden Hubkolben (39) verbunden ist und über einen als Brücke (45) ausgebildeten, eine Haltekonsole (46) für das Wegmeßgerät (25) tragenden Mitnehmer mit dem Führungsglied (30) in Verbindung steht, wobei die Brükke (45) auf der Hubstange (27) über einen Leerhub (47) zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag (48,49) mit einer im Halteblock (13) angeordneten Haltelasche (50) zur Aufhängung des Zylinderblocks (35) in eingefahrener Ruhestellung (25") des Wegmeßgerätes (25) zusammenwirkt.

5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (27) an ihrem freien Ende einen Anschlagkopf trägt, der mit einem Anschlag (52) im Einbaustück (10) der Oberwalze (8) zusammenwirkt.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkopf als Kugelkopf (51) ausgebildet ist und der Anschlag (52) im oberen Walzeneinbaustück (10) eine entsprechende Zylinderführung (55) mit einer Kugelpfanne (54) aufweist.

7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkolben (39) während des Walzbetriebes durch eine hydraulische Verriegelung in Schwimmstellung gehalten ist, die hydraulische Verriegelung durch Druckbegrenzungsventile oder vorgespannte Rückschlagventile, die mit dem Hubzylinder (40) des Hubkolbens (39) in Verbindung stehen, gebildet ist, und durch die hydraulische Verriegelung ein Abwärtshub ,Pfeilrichtung ajdes Hubkolbens (39) bei gegenseitiger Annäherung der Walzeneinbaustücke (10, 11) ermöglicht ist.

8. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrich-If tung (31) in einer Aufnahmebohrung (59) des Zylinuerblocks (35) eingebaut ist und aus mindestens einem Einspannzylinder (60) besteht, der eine Zylinderhülse (61) mit durchgehender Aufnahnebohrung

(62) sowie Federbeine (63) aufweist, die eine konisehe, durch Längsschlitze (64) unterbrochene Aufnahmebohrung (65) für das als Rundstab ausgebildete Führungsglied (30) des Wegmeßgerätes (25) bilden, und durch die Einspannkraft der Federbeine

(63) das Führungsglied (30) sicher in der Meßstellung (25') des Wegmeßgerätes (25) gehalten und ein Ausbzw. Einfahren desselben aus bzw. in den Halteblock (13) ermöglicht <st.

9. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung mehrere hintereinander und jeweils entgegengesetzt zueinander eingebaute Einspannzylinder (60) aufweist.

10. Meßeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannzylinder (60) aus Buntmetal! bestehen.

11. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (32) an der Unterseite (66) des Zylinderblocks (35) befestigt ist und das Führungsglied (30) aufnimmt und daß in das untere Ende de' Stützrohres (32) ein Anschlußstück (67) eingesetzt ist, das über ein schwingfestfc., Federgelenk (68) mit einer Stützpratze (69) mit einem eingebauten Haltemagneten (70) verbunden ist, der mit einer im unteren Walzeneinbaustück (11) befindlichen als Gegenlager (33) ausgebildeten Stahlplatte zusammenwirkt