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Verfahren und Anordnung zur Erfassung von Schub- oder
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Zugkräften in einen mehrgerüstigen Walzwerk Es wird die Priorität
der japanischen Patentanmeldung Akt.Z.: 160190/1976 vom 28. Dezember 1976 in Anspruch
genossen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung von
zwischen den Gerüsten eines mehrgerüstigen Walzwerken auftretenden Zug- oder Schubkräften
mittels mindestens einer Druciveßdose, die Jeweils zwischen einem Einbaustück und
einem Seitenteil des Gerüstständers angeordnet ist.
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Erfahrungsgemäß flihren Zug- und Schubkräfte, die während des Walzvorganges
aui das Walzgut wirken, zu Schäden im Produktionsablauf, beispielsweise zu Überlastungen,
zu Pehlern hinsichtlich der Maßhaltigkeit oder der Querschnittsform des Walzgutes.
Zur Vermeidung solcher Schäden sind bisher verschiedene Veriahren angewendet worden.
Beispielsweise sind zum Walzen von flexiblem Material, wie Drähten oder Stäben,
sogenannte Schlingenregelungen zur direkten Ersittlung und Ausregelung von Zug-
oder Schubkräften eingesetzt worden.
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Die Schlingenregelung, die sich fUr das Walzen von ausreichend flexibles
Material gut eignet, hat den Nachteil, daß sie nicht angewendet werden kann, wenn
das Walzgut einen großen Querschnitt hat und infolgedessen weniger flexibel ist.
In diesem Fall wird die Änderung des Stromes oder des Drehmoment es des Walzsotore
oder das Verhältnis des Drehmomentes zum Last-
moment zur indirekten
Bestimmung der Größe der Zug- oder Schubkräfte gemessen und daraus eine Änderung
der Walzendrehzahl oder des Walzspaltes abgeleitet. Diese Verfahren sind Jedoch
insofern nachteilig, als Skidmarken, Temperatursprifnge oder Querschnittsfehler
im Material Störungen hervorrufen, die die Regelung beeinträchtigen, ferner die
Genauigkeit der indirekten Meßverfahren nicht hoch ist und die Regelung zwar an
dem in ein Walzgerüst einlaufenden Walzgutende voll wirksam ist, nach dem Einlaufen
in ein folgendes Gerüst Jedoch auf Schwierigkeiten stößt.
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Zur direkten Messung von Zug- oder Schubkräften ist darüber hinaus
vorgeschlagen worden, einen Druckfühler in dem Spalt zwischen den Einbaustücken
und einem Seitenteil des Ständers des Walzgerüstes anzuordnen, so daß eine Horizontalbewegung
der Einbaustücke auf Grund von Zug- oder Schubkräften oder ein auf das Geortet bzw.
die Einbaustücke ausgeübter Druck direkt erfaßt werden kann. Da hierbei Jedoch in
entgegengesetzten Richtungen wirkende Kräfte ermittelt werden sollen, sind mindestens
zwei PUhler erforderlich. Das bedeutet hohe Kosten iür die Ausstattung der Walzgerüste,
sowie einen komplizierten Aufbau und offensichtlich einen lästigen Mehraufwand hinsichtlich
Instandhaltung, Wartung und Verwaltung.
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Das auf einem schmalen Spalt zwischen den Einbaustücken und den Seiten
des Ständerfensters zurückzuführende Spiel beeinträchtigt die Genauigkeit der von
den Fühlern eriaßten Meßwerte und infolgedessen kann auch die Regelung keine befriedigenden
Ergebnisse liefern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zug- und Schubkräfte rasch,
betriebssicher und mit hoher Genauigkeit und gleichzeitig mit möglichst geringem,
konstruktivem Aufwand zu erfassen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die durch
eine Schub- oder Zugkraft während eines Walz-
vorganges hervorgerufene
Änderung einer vorgegebenen, auf die Druckmeßdose wirkenden Vorspannkraft gemessen
wird. Durch die Einführung einer Vorspannkraft, die durch die Schub- oder Zugkräfte
vergrößert bzw. verringert wird, ist nur eine einzige Druckmeßdose auf einer Seite
des Ständers erforderlich. Das Ausgangssignal der Druckmeßdose, das den Zug- bzw.
Schubkräften proportional ist, läßt sich für die Regelung des Walzwerkes auswerten,
so daß der Walzvorgang zug- und schubkraftfrei gesteuert werden kann.
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An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird
die Erfindung im iolgenden näher erläutert.
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In Figur 1 ist ein Walzgerüst schematisch wiedergegeben, in dessen
Ständerfenster 2 die Arbeitswalzen 3 tragende Einbaustücke 1 angeordnet sind. Zwischen
dem unteren Einbaustück, das auf einem Wälzlager 6 abgestützt ist, und dem Ständer
ist ein Druckfühler 5 eingebaut. In dem zwischen den Walzen gebildeten Spalt befindet
sich das Walzgut 4.
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Auf den Fühler 5 wird zunächst, so lange die Walzen nicht belastet
sind, ein vorgegebener konstanter Druck ausgeübt.
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Die Höhe des Druckes soll angenähert 1/10 bis 1/100 der Walzkraft
betragen. Oberhalb dieses Bereiches wird das Gerüst zu hoch belastet, während es
unterhalb dieses Bereiches schwierig ist, festzustellen, ob der Mewert nicht durch
das erwähnte Spiel zwischen den Einbaustücken und dem Ständerfenster verfälscht
ist. Zweck des Wälzlagers 6 ist es, die Reibung zwischen den Einbaustücken 1 und
dem Boden des Ständerfensters so weit wie möglich zu verringern.
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Figur 2 zeigt die Abhängigkeit des Ausgangssignals des Druckfühlers
5 von Schub- oder Zugkräften. Vor Einleitung eines Walzvorganges wird auf den Fühler
5 eine konstante Kraft ausgeübt und das Ausgangssignal des Fühlers hat den konstanten
Wert
Ta. Mit Beginn des Walzvorganges im Zeitpunkt t1 Uberlagern sich dem Wert Ta Schwankungen.
Die mit a bezeichnete Kurve bleibt Jedoch erhalten, wenn während der Zeit t1 bis
t4 des Walzvorganges weder Zug- noch Schubkräfte auf das Walzgut einwirken. Tritt
im Zeitpunkt t2 eine Schub- oder Zugkraft auf, nimmt das Ausgangssignal des Fühlers
die Kurve b oder c an.
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Die Kurve b bedeutet, daß eine Zugkraft tf1 oder eine Schubkraft tbl
in Walzrichtung auf das Walzgut einwirkt und infolgedessen auf den Fühler eine Kraft
ausgeübt wird. Damit verschiebt sich das Niveau des Ausgangssignals zu der Kurve
Tb.
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Die Kurve c seigt an, daß eine der Walzrichtung entgegenwirkende Schubkraft
tf2 oder Zugkraft tb2 aufgetreten ist und iniolgedessen das Ausgangseignal des Fühlers
aui das Niveau Tc fällt.
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Durch Steuerung des Walzgerüstantriebes in Abhängigkeit vom Ausgangssignal
des Fühlers ist im Zeitpunkt t3 die Zug- bzw.
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Schubkraft eliminiert, so daß das Ausgangsaignal des Fühlers auf das
Niveau Ta zurückgeführt ist.
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In den Piguren 3 bis 5 sind Beispiele für den Einbau einer aus einem
Druckfühler und einer eine konstante Vorspannkraft liefernden Vorrichtung bestehenden
Anordnung zur Ermittlung einer im Walzgut während eines Walzvorganges auftretenden
Zug- oder Schubkraft dargestellt.
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Nach Figur 3 ist als die Vorspannkraft liefernde Vorrichtung eine
Blattfeder 7 in einer Ausnehmung in dem Blnbauetück 1 fUr die untere Arbeitswalze
eingesetzt. Die Blattieder kann mit dem Druckfühler 5 eine Baueinheit bilden oder
wie abgebildet auf der dem Druckftlhler gegenüberliegenden Seite des Ständers angeordnet
sein.
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Figur 4 bezieht sich auf die Anordnung einer kleinen oldruckmeßdose
8. Die Empfindlichkeit und die Meßgenauigkeit einer solchen Meßdose ist zwar gering,
Jedoch ist die Ießdose einiach in ihrem Aufbau und insofern vorteilhaft, als der
für die Vorspannung aufzubringende Druck in einfacher Weise einstellbar ist.
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Nach Figur 5 ist zwischen dem Einbaustück 1 für die untere Arbeitswalze
und einer Seite des Ständers eine ringförmige Druckmeßdose 5 angeordnet und konzentrisch
zur Druckmeßdose ein Schraubbolzen 9 durch den Ständer geführt und im Einbaustück
verschraubt. Der Kopf des Schraubbolzens ist zur Aufbringung der Vorspannkraft über
eine Schraubenfeder 10 am Ständer abgestützt, so daß das Einbaustück über die DruckseB-dose
an den Ständer gepreßt wird.
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Der Druckfühler kann sowohl aui der Einlaui- als auch aui der Auslaufseite
des Walzgerüstes, und zwar aui der Antriebsseite oder aui der Bichtantriebeaeite
angeordnet sein. Je nach Bedari können an Stelle einer einzigen Druckmeßdose auch
mehrere Druckmeßdosen aui derselben Ständerseite vorgesehen werden.
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4 Patentansprüche 5 Figuren
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