DE2856525C2

DE2856525C2 - Steuereinrichtung in einer Vorrichtung zur Herstellung langer Stäbe oder Stangen

Info

Publication number: DE2856525C2
Application number: DE2856525A
Authority: DE
Inventors: Osamu Furuta; Yoshimichi Nagoya Aichi Hasegawa; Hideo Tokai Aichi Nakamura; Jouji Shinta
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1983-11-24
Also published as: FR2413142A1; CA1140237A; FR2413142B1; DE2856525A1; GB2011297A; US4343167A; US4283930A; GB2011297B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung in einer Vorrichtung zur Herstellung langer Stäbe oder Stangen oder dergleichen durch Ziehen unter Verwendung eines Profilrellenapparates mit wenigstens zwei nicht angetriebenen, hintereinander angeordneten Rollensätzen, von denen jeder eine Anzahl von an ihrem Umfang gerillten Rollen aufweist, die aufeinander zu und voneinander fort bewegbar sind, wobei ein Rohling bei einer Temperatur von höchstens 800⁰C durch die Rollensätze hindurchgezogen wird, wobei die Rollen aufeinanderfolgender Rollensätze in ihrer Winkellage gegeneinander versetzt sind, mit einer Einrichtung zum Ziehen von Rohlingen durch die Rollensätze und einer Einrichtung zum Verstellen der Position jeder einzelnen Rolle.

Eine solche Steuereinrichtung ist grundsätzlich bekannt (Zeitschrift »The Engineer«, 22. April 1966, Seiten 614 und 615), und zwar bei einer Vorrichtung mit angetriebenen Walzen. Hierbei wird der Vorschub durch Reibungskraft von den Walzen auf den Rohling übertragen, so daß bei dem Walzvorgang selber nur Druckkräfte wirksam sind. Außerdem ist hierbei ein Schlupf zwischen den Walzen und dem Rohling möglich, so daß die Bewegung des Rohlings ungleichförmig wird. Überdies können dabei leicht Riefen an der Oberfläche des Rohlings aufgrund der" unregelmäßigen Reibung entstehen. Schließlich wird aufgrund der Druckwirkung der Rohling nicht nur in Längsrichtung sondern auch senkrecht dazu deformiert. Diese unerwünschte Deformation muß durch einen weiteren Arbeitsgang beseitigt werden.

Im Gegensatz hierzu wird bei Verwendung eines Profilrollenapparates in Verbindung mit einer Zieheinrichtung von den Rollen keinerlei Antriebskraft auf den Rohling ausgeübt. Der Antrieb geht allein auf die Ziehvorrichtung zurück. Hierbei werden deshalb die Rohlinge durch zwei verschiedene Faktoren plastisch verformt, nämlich durch die Zugwirkung und durch die Druckwirkung der Rollen. Deshalb ist es möglich, selbst bei einer Kaltbearbeitung in einem Durchgang eine Reduzierung um mehr als 25% zu erreichen, ohne daß eine Gefahr für eine Deformierung oder Riefenbildung auf der Oberfläche des Rohlings besteht. Außerdem ist eine gleichförmige Bewegung des Rohlings gewährleistet, da Schlupf nicht auftreten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß durch Ziehen unter Verwendung eines Profilrollenapparates Stäbe und Stangen auf wirtschaftlichere Weise mit optimaler Präzision hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß zeichnet sich zur Lösung dieser Aufgabe eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Gattung aus durch eine Steuerung zur Ausgabe der elektrischen Signale, die den Sollabstand jeder Rolle von der vorbestimmten Höhenlinie angeben, ferner durch Fühler zur Ermittlung des Abstandes jeder Rolle von der vorbestimmten Höhenlinie in jedem Rollensatz, und durch eine Servoeinrichtung zum Vergleichen der von den Fühlern gemessenen tatsächlichen Abstände mit den von der Steuerung ausgegebenen Sollabständen und zum Steuern der Position jeder Rolle derart, daß der Unterschied zwischen den gemessenen Abständen und den Sollabständen zu Null wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Insbesondere eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 eignet sich für die Herstellung von Stäben und Stangen durch Ziehwalzen, die eine in beliebiger Weise vorgegebene verjüngte

Form, die sich gegebenenfalls periodisch wiederholen kann, aufweisen.

Die Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung ändert dabei den Sollabstand für jede Rolle in jedem Rollensatz in Abhängigkeit von der ständig gemessenen Durchlaufstrecke einerseits und dem zuvor eingestellten Verjüngungswert andererseits.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Seitenaufriß einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig.2 eine Que--schnittsansicht des wesentlichen Teils der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung längs Linie H-II;

Fig.3 eine Querschnittsansicht des wesentlichen Teils der Vorrichtung längs Linie UI-IlI in F i g. 2;

F i g. 4 eine Querschnittsansicht längs Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig.5 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung der Vorrichtung nach den F i g. f bis 4;

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 7 eine Aufrißansichi einer dritten Ausführungsform der Erfindung für die Herstellung von verjüngten Stangen;

Fig.8 eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils der in F i g. 7 gezeigten Vorrichtung längs Linie VIII-VIII;

F i g. 9 ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung für die in den F i g. 7 und 8 gezeigten Vorrichtung;

F i g. 10 eine Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer verjüngten Stange, die mit der Vorrichtung nach den F i g. 7 bis 9 hergestellt wurde;

F i g. 11 eine Perspektivansicht eines Profilrollenapparates mit drei Rollen gemäß einer weiteren -*⁵ Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 eine Perspektivansicht eines Profilrollenapparates mit vier Rollen nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 eine Perspektivansicht eines Ziehmechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 eine Aufrißansicht eines Schubmechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

Fig. 15 bis 17 Axialschnittansichten einer Antriebseinrichtung, die aus einem Vorschubmechanismus und einem Ziehmechanismus gebildet ist, und zwar gemäß einer weiteren Austührungsform und jeweils in verschiedenen Betriebszuständen.

Bei der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung sind auf einem Rahmen 1 zwei Hydraulikzylinder 2a, 2'a waagerecht einander gegenüber angeordnet; senkrecht einander gegenüber sind zwei weitere Hydraulikzylinder 2b, 2'b angeordnet, wobei diese zwei Zylinderpaare nahe beieinander angeordnet sind.

Die Enden 206, 20'6 der Kolbenstangen der senkrechten Hydraulikzylinder 2b, 2'b stoßen jeweils gegen einen Rollen-Lagerbock 3b, 3'b, wobei diese Lagerböcke jeweils paarweise in senkrechter Richtung gleitend am Rahmen 1 gehalten werden, um jeweils ein Ende der Rollenwelle 4, 4' drehfest zu lagern. Auf den Wellen 4, 4' sind senkrechte Rollen 6b, 6'b mittels Kegellagern 5, 5' gelagert (mit waagerechten Achsen), wobei diese Rollen eine im Querschnitt halbkreisförmige Rille am Außenumfang aufweisen. Die Rillen liegen einander in einer senkrechten Ebene gegenüber, um einen gewünschten Durchlaß mit im Querschnitt kreisförmiger Gestalt zu bilden.

In gleicher Weise stößt das Ende jeder Kolbenstange (nicht dargestellt) der waagerechten Hydraulikzylinder 2a, 2'a jeweils gegen einen Rollen-Lagerblock 3a, 3'a (3'a ist nicht gezeigt) für eine Ro'le 6a, 6'a (6'a nicht gezeigt), die die gleiche Lage wie in senkrechter Richtung aufweisen. Ein waagerechter Rollensatz ist so angeordnet, daß dazwischen ein ovalförmiger Durchgang gebildet wird. Eine runde Stange, die den zu walzenden Rohling bildet, wird zunächst zu einer im Querschnitt ovalen Form durch die waagerechten Rollen 6a, 6'a verarbeitet und dann durch die senkrechten Rollen Sb, 6'b weiter verarbeitet, um den gewünschten kreisförmigen bzw. runden Querschnitt zu erlangen. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird ein Profilrollensatz der die Rollen 6a 6'a enthält und stromaufwärts von dem Werkstück M liegt, als erster Rollensatz 18a bezeichnet, und ein weiterer Profilrollensatz, der die Rollen 6b und 6'b stromabwärts von dem Werkstück M enthält, wird als zweiter Rollensatz 186 bezeichnet.

Die Hydraulikzylinder 2a, 2'a und die Rollen-Lagerblöcke 3a, 3'a bilden einen Rollen-Einstellmechanismus 19a und in gleicher Weise bilden die Hydraulikzylinder 2b, 2'b und die Rollen-Lagerblöcke 3b, 3'b einen weiteren Rollen-Einstellmechanismus 196. Als Vorrichtung zur Vergrößerung des Rollenabstands, im Gegensatz zu den Rollen-Einstellmechanismen 19a, 19Z), sind jeweils zwei Hydraulikzylinder 9, wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, zwischen den Rollen-Lagerblockpaaren 3a, 3'a bzw. 3b, 3'b angeordnet.

Bei dieser Vorrichtung ist ein Differentialtransformator-Rollenpositionsfühler 8b zur Messung der Verschiebung der Rolle 6b, wie in F i g. 2 gezeigt, zwischen dem Rahmen 1 und dem Rollen-Lagerblock 3b angeordnet, und in gleicher Weise ist ein weiterer Differentialtransformator-Rollenpositionsfühler 8a zwischen dem Rahmen 1 und dem Rollen-Lagerblock 3a (nicht gezeigt) angeordnet, um die Verschiebung der Rolle 6a zu messen. Ferner ist ein Rollenabstand-Fühler 106, wie in den Fig.2 und 4 gezeigt, zwischen dem Rollen-Lagerblockpaar 3b, 3'b angeordnet. In gleicher Weise ist ein weiterer nicht dargestellter Rollenfühler 10a zwischen dem Rollen-Lagerblockpaar 3a, 3'a angeordnet. Der Rollen-Positionsfühler 8a und der Rollenabstand-Fühler 10a bilden eine Rollenposition-Abtastvorrichtung 21a für den ersten Rollensatz 18a, und der Rollen-Positionsfühler 8b und der Rollenabstand-Fühler 106 bilden in gleicher Weise eine weitere Rollenposition-Abtastvorrichtung 21 b für den zweiten Rollensatz 186.

Auf der Einlaßseite für einen deformierbaren Rohling M (Werkstück) ist bei dieser Vorrichtung eine trompetenförmige Eintrittsführung 11 und auf der Auslaßseite eine Auslaßführung 12 vorgesehen. Der Rohling Mwird in die Eintrittsführung 11 eingeführt, um durch den ersten und den zweiten Rollensatz geführt zu werden und aus der Auslaßführung 12 vorzustehen und fest von einem Zugmechanismus 22 erfaßt zu werden, der eine Antriebskraft in Längsrichtung erzeugt.

Die beschriebene Vorrichtung wird von einer Steuerschaltung gesteuert, die in F i g. 5 als Blockschaltbild gezeigt ist. Die Hydraulikzylinder 2a, 2'a und 2b, 2'b der Rol'en-Einstellmechanismen 19a, 196 werden durch unter Druck stehendes Öl beaufschlagt, das aus einer Hydraulikeinheit 16 stammt, und die Strömung des unter Druck befindlichen Öls wird jeweils durch eine Steuerung 14a bzw. 146 und eine Servoeinrichtung gesteuert, die aus einem Servorverstärker 15a, 15'a bzw.

156. 15'6 Und einem Servoventil Ta Ta \\i\u 7Λ Th

gebildet ist. Der erste und zweite Rollensatz 18a, 18b werden also bezüglich der Lage bzw. Position jeder einzelnen Rolle gesteuert. Der detaillierte Aufbau der Steuerung wird später gleichzeitig mit ihrer Arbeitsweise beschrieben.

Vor Beginn des Verfahrens werden die Einstellwerte für die Sollabmessungen den ersten und den zweiten Rollensatz 17a, 176 für an den Steuerungen 14a, 146 eingestellt, wobei diese Einstellwerte die Basis für die gewünschte Position jeder Rolle darstellen. Die Sollabmessung soll so bestimmt werden, daß nicht nur die angestrebte Abmessung des Werkstücks M sondern auch die physikalischen Eigenschaften und die Temperatur des zu walzenden Werkstücks M, die Steifigkeit der Vorrichtung als solche usw. berücksichtigt werden.

Vor der Einführung des Werkstücks M in die Eintrittsführung 11 muß der Rollenabstand beim ersten und zweiten Rollensatz 18a, 186 durch die Hydraulikzylinder 9 ausreichend vergrößert werden, damit das Werkstück M dazwischen aufgenommen werden kann. Wenn der Zugmechanismus 22 das Werkstück Man der aus der Auslaßführung 12 überstehenden Spitze erfaßt hat, kann die Verarbeitung durch die Profilrollen beginnen.

Während des Vorschubs des Werkstücks M durch den Zugmechanismus 22 wird die Stellung jeder Rolle jedes Profilrollenapparates automatisch durch die Steuersignale aus der zugehörigen Steuerung 14a, 146 gesteuert, derart, daß als verarbeitete Stange ein Produkt mit den gewünschten Abmessungen und der angestrebten Form erzeugt wird. Der Steuervorgang wird am Beispiel des zweiten Rollensatzes 186 erläutert.

Wie aus der unteren Hälfte des Blockdiagramms von F i g. 5 hervorgeht, werden Signale für die Bestimmung der Position der oberen Rolle (elektrische Signale, die den gewünschten Abstand von einer vorbestimmten Höhenlinie bis zur oberen Rolle 66 bezeichnen), die ausgehend von dem zuvor eingegebenen Wert für die Einstellung der Abmessungen für den zweiten Rollensatz bestimmt werden, von der Steuerung 146 an den Servoverstärker 156 abgegeben. In gleicher Weise erhält der Servoverstärker 15'6 Signale für die Positionierung der unteren Rolle 6'6 aus der Steuerung 146.

Das Ergebnis der Positionsertastung der oberen Rolle 66 mittels des Rollenposition-Fühlers 86 wird zu dem Servoverstärker 156 zurückgeschickt, und das Ergebnis der Positionsertastung der unteren Rolle 6'6 mittels des Rollenposition-Fühlers 86 und des Rollenabstand-Fühlers 10a wird zu dem Servoverstärker i5'6 zurückgeschickt. Bei dieser Ausführungsform wird die Position der oberen Rolle 66 direkt durch den Rollenposition-Fühler 86 ertastet bzw. gemessen, und die Position der unteren Rolle 6'6 wird indirekt aus der Position der oberen Rolle 66 und dem Rollenabstand, der durch den Rollenabstand-Fühler 10a gemessen wird, bestimmt. Dies geschieht deshalb, weil eine Messung des Rollenabstands, der in hohem Maße die Präzision des Fertigproduktes beeinflußt, mit größerer Präzision erfolgen kann als die Messung der Position jeder einzelnen Rolle.

Die Servoverstärker 156, 15'6 bestimmen die Differenz zwischen den gemessenen Positionswerten für die obere und die untere Rolle und den Sollpositionswerten jeder Rolle, die von der Steuerung 146 angegeben wird, und erzeugen dann Ausgangssignale für die Servoventil 76,7'6, die so ausgelegt sind, daß die Differenz gleich Null gemacht wird.

Die Servoventile 76, 7'6 liefern aus der Hydraulikeinheit 16 so viel Hydraulikfluid zu den Zylindern 26, 2'6 der oberen bzw. unteren Rolle 66, 6'6, wie dies ihrer Steuerung entspricht, um beide Rollen in die Sollposition zu bringen.

Der Steuervorgang des ersten Rollensatzes 18a

stimmt vollständig mit demjenigen des zweiten Rollensatzes 186 überein, die rechte und linke Rolle 6a, 6'a können also in gleicher Weise genau in die Sollposition geschoben werden.

Gemäß obiger Beschreibung können also der und auch der zweite Rollensatz so gesteuert werden, daß die Stellung jeder Rolle um einen gleichen Betrag verschoben wird und diese symmetrisch in bezug auf die Axiallinie des Werkstücks M positioniert werden, und ferner kann der Rollenabstand auf einem gewünschten Wert gehalten werden; die hergestellten Produkte können sich also nicht verbiegen und nicht von den präzisen, zuvor eingestellten Abmessungen abweichen.

Die Präzision bzw. Genauigkeit der Abmessungen der Produkte kann weiter verbessert werden, indem eine Querschnittsabmessungen-Meßeinrichtung 13, die in den F i g. 1 und 2 gestrichelt eingezeichnet ist, zu der oben beschriebenen Vorrichtung hinzugefügt wird.

Die Querschnittsabmessungen-Meßeinrichtung 13 ist stromabwärts von der Auslaßführung 12 angeordnet, um die Querschnittsabmessungen des Werkstücks M zu messen, indem dieses von der oberen und von der unteren Seite und von rechts und von links berührt wird,

jo und zwar jeweils mittels eines Paares antriebsloser Rollen, die gegeneinander gedrückt werden (in der Zeichnung sind nur die senkrechten Rollen gezeigt). Die Querschnittsabmessungen-Meßeinrichtung 13 ist so konstruiert, daß der Rollenabstand in jeder Richtung gemessen wird, um die Querschnittsabmessungen des bewegten Werkstücks M zu bestimmen.

Das Ausgangssignal der Querschnittsabmessungen-Meßeinrichtung 13 wird jeweils einer Steuerung 24a, 246 zugeführt.

«ι Die Steuerungen 24a, 246 sind in der Lage, den anfänglichen Einstellwert für die Abmessungen 17a, 176 ansprechend auf die tatsächlich gemessenen Sollabmessungen zu korrigieren, wobei das Ergebnis dieser Korrektur in Form von elektrischen Signalen den Servoverstärkern 15a, 156 zugeführt wird.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung können die Sollwerte für die Sollabmessungen 17a, 176 im Anfangsstadium der Verarbeitung in die Steuerungen 24a, 246 eingegeben werden, unabhängig von den

:o Materialeigenschaften und der Temperatur des Werkstücks M, von der Steifigkeit der Matrizen walzen usw. Die Sollabmessungen 17a, 176 können korrigiert werden, wenn die tatsächlichen Abmessungen ermittelt sind, die von der Querschnittsabmessungen-Meßeinrichtung 13 gemessen wurden, und zwar durch Rückführung des Meßergebnisses zu der Steuerung 24a bzw. 246. Die Präzision der Abmessungen bzw. die Genauigkeit der Erzeugnisse kann durch Korrektur der Sollabmessungen 17a, 176 erzielt werden, unabhängig von Verände-

bo rungen der jeweiligen Charakteristik des Werkstücks M und der Herstellungsvorrichtung. Dabei können natürlich anfängliche Sollabmessungen 17a, 176 eingestellt werden, bei denen Daten für die vermuteten Eigenschaften des Werkstücks M und der Vorrichtung selbst berücksichtigt werden, und anschließend können diese Einstellwerte korrigiert werden, wenn die Differenz zwischen den so eingestellten Werten und den tatsächlich erhaltenen Abmessungswerten aus der

ersten Verarbeitungsstufe durch die Abmessungs-Meßeinrichtung 13 ermittelt ist. Unzweifelhaft ermöglicht dieses Einstellverfahren für die Sollabmessungen eine höhere Präzision der Abmessungen des Produktes. Nachstehend werden als Beispiel die bei Versuchen ermittelten Daten für ein mit der beschriebenen Ausführungsform durchgeführtes Ziehverfahren an einem Rundstab aufgeführt:

Metallrohling:

Verarbeitungstemperatur:
Verwendete Rollen:

Verjüngungsprozentsatz:

Walzdruck:

Zuggeschwindigkeit:
Zugkraft:

Durchmesserpräzision
des Produktes:
Verbiegung des Produktes:

Federstahl (DIN 65Si7), stangenförmig mit 13 mm Durchmesser
Raumtemperatur
Rollendurchmesser
196 mm

25,3% im ersten Rollensatz Gesamtergebnis des ersten und des zweiten Rollensatzes 39,6%
26,5 t im ersten
Rollensatz
12,5 t im zweiten
Rollensatz
15 m/min
5,8 t

± 0,05 mm
innerhalb 2 mm/m.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 7 bis 9 wird nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich eine Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 vorgesehen, um die Durchlaufstrecke des Werkstücks M in Längsrichtung zu ermitteln.

Die Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 ist zwischen den zweiten Rollensatz 186 und die Auslaßführung 12 eingefügt, wie in Fig.8 gezeigt ist, und mit einem Paar Detektorrollen 25, 25' versehen, die das Werkstück M an der oberen und unteren Seite berühren; ferner enthält diese Vorrichtung einen (nicht gezeigten) Kodierer, der direkt mit einer Detektorrolle (25) verbunden ist, um Impulssignale auszugeben, die seiner Rotationsgeschwindigkeit entsprechen, und eine Durchlaufstrecken-Berechnungseinheit (nicht gezeigt) zur Berechnung der Durchlaufstrecke des Werkstücks M in Längsrichtung ausgehend von den aus dem Kodierer empfangenen Impulssignalen und dem Durchmesser der Detektorrolle 25.

Die von der Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 gemessene Durchlaufstrecke des Werkstücks M wird in die in F i g. 9 gezeigten Steuerungen 34a, 346 eingegeben, die so konstruiert sind, daß sie die Sollposition der Rollen, die aus dieser Durchlaufstrecke und den zuvor eingestellten Verjüngungssollwerten 26a, 26Z) für den ersten und für den zweiten Rollensatz 18a, 186 berechnet wurde, an die Servoverstärker 15a, 15'a und 156, 15'6 abgeben können. Die anderen Elemente entsprechen denjenigen bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, so daß eine weitere Erläuterung entfallen kann.

Mit der zuletzt beschriebenen Ausführungsform kann eine Stange, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, die einen verjüngten Teil Wa, wo der Durchmesser allmählich abnimmt, einen verjüngten Teil Wb, wo der Durchmesser allmählich zunimmt, und einen geraden Teil IVc; wo der Durchmesser konstant bleibt, wobei diese Reihenfolge laufend wiederholt wird, mit hoher Präzision

verarbeitet werden. Das zugehörige Verarbeitungsverfahren wird nachstehend beschrieben.

Die Verjüngungssollwerte 26a, 260 werden zunächst in Steuerungen 34a, 346 eingegeben. Unter den Begriff »Verjüngungssollwert« sollen nicht nur die Verjüngungssollwerte der verjüngten Teile Wa, Wb fallen, sondern auch der größte Durchmesser des verjüngten Teiles, d. h. der Durchmesser des geraden Teils Wc, die Länge des verjüngten Teils und auch die Länge des geraden Teils IVc. Dieser Begriff wird also im weitesten Sinne verwendet.

Das Werkstück M wird in diese Vorrichtung mit seiner Spitze eingeführt, um von dem Zugmechanismus 22 erfaßt zu werden. Während das Werkstück M in Längsrichtung vorwärts gezogen wird, wird die Durchlaufstrecke von der Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 gemessen und als elektrische Signale (siehe F i g. 9) in die Steuerungen 34a, 346 eingegeben.

Die Positionssignale für die obere Rolle (elektrische Signale, die den Sollabstand von der vorbestimmten Höhenlinie bis zu der oberen Rolle angeben), die auf der Seite des zweiten Rollensatzes Mb durch den Verjüngungssollwert 266 für diese Rollen und das Ausgangssignal der Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 bestimmt werden, werden also aus der Steuerung 346 zu dem Servoverstärker 156 der oberen Rolle geschickt.

In gleicher Weise werden dem Servoverstärker 15'6 aus der Steuerung 346 die Positionssignale für die untere Rolle zugeführt, die durch den Verjüngungssollwert 266 und das Ausgangssignal der Durchlaufstrekken-Meßeinrichtung 23 bestimmt werden.

Gleichzeitig wird das Meßergebnis des Rollenpositions-Fühlers 86 in den Servoverstärker 156 eingespeist (siehe Fig.9), welches mit den von der Steuerung 346 angegebenen Positionssignalen für die obere Rolle verglichen werden soll, und der Servoverstärker 156 sendet Steuersignal an das Servoventil 76, um die beim Vergleich sich ergebende Differenz zu Null zu machen.

Die Meßergebnisse des Rollenpositions-Fühlers 86 und des Rollenabstand-Fühlers 106 werden in den Servoverstärker (siehe F i g. 9) eingespeist. Beim Vergleichen des Eingangssignals mit den Positionssignalen für die untere Rolle empfängt das Servoventil 7'6 die Steuersignale aus dem Servoverstärker 156, die so bemessen sind, daß die Differenz zu Null gemacht werden kann.

Jedes Servoventil 76, 7'6 soll so viel Hydraulikfluid aus der Hydraulikeinheit 16 zuführen, wie von den an sie angelegten Steuersignalen bestimmt wird, um jede Rolle 66,6'6in die Sollposition zu bringen.

Wenn das Werkstück weiter durchgelaufen ist, so wird ferner die Durchlaufstrecke durch die Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 gemessen und in die Steuerung 346 eingegeben. Ein neues Rollenposition-Signal, das aus der Durchlaufstrecke und dem Verjüngungssollwert 266 bestimmt wird, wird nun aus der Steuerung 346 an die Servoverstärker 156, 15'6 abgegeben, die dann nach Vergleich des Rollenpositionssignals mit den tatsächlichen Meßdaten der Rollenposition derart bemessene Steuersignale an die Servoventile 76, 7'6 abgeben, daß die Differenz zu Null gemacht wird.

In derselben Weise wie bei dem ersten Rollensatz 18a werden der Verjüngungssollwert 26a für die Rollen und die elektrischen Signale aus der Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 in die Steuerung 34a eingegeben. Die Servoverstärker 15a, 15'a vergleichen die Rollenpositionssignale aus der Steuerung 34a mit den tatsächlich

gemessenen Daten für die Rollenposition, um derart bemessene Steuersignale an die Servoventil 7a, Ta abzugeben, daß die Differenz gleich Null gemacht werden kann.

Während das Ausgangssignal der Steuerungen 34a, 34b sich allmählich ansprechend auf das Ausgangssignal der Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung 23 verändert, werden die verjüngten Teile Wa, Wb des in Fig. 10 gezeigten Stabes VV verarbeitet, und während sich das Ausgangssignal der Steuerungen 34a, 34b nicht in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Durchlaufstrekken-Meßeinrichtung 23 verändert, wird der gerade Teil Wcverarbeitet.

Nachstehend werden mit der beschriebenen Ausführungsform erzielte experimentelle Werte für ein verjüngtes Produkt aufgeführt.

Metallrohling:	Federstahl (DIN 65Si7),
	stabförmig mit 10 mm
	Durchmesser
Verarbeitungstemperatur:	Raumtemperatur
Verjüngungsmaß:	Vidro (kleinster Durchmes
	ser 7,5 mm)
Verjüngungsprozentsatz:	maximal 28% im ersten
	Rollensatz Endergebnis
	des ersten und des zweiten
	Rollensatzes: maximal
	44%
Walzdruck:	maximal 12 tander
	ersten Gruppe
	maximale tander
	zweiten Gruppe
Ziehgeschwindigkeit:	15 m/min
Zugkraft:	maximal 3,5 t
Durchmesserpräzision
des Produktes:	±0,1 mm
Verbiegung des Produktes:	innerhalb 2 mm/m.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den F i g. 7 bis 9 gezeigt; durch diese Ausführungsformen kann die Abmessungsgenauigkeit der Produkte, d.h. der verjüngten Stangen oder Stäbe, weiter verbessert werden.

Die Verarbeitungstemperatur ist nicht notwendigerweise auf Raumtemperaturen begrenzt, es können auch Warmwalzverfahren und Verfahren im Bereich von 400°C bis 800⁰C durchgeführt werden, wobei der Walzdruck und die Vorschubkraft dann vorzugsweise niedriger sind.

Zusätzlich können auch an einer Vorrichtung für die Verarbeitung langer Stäbe oder Stangen Formgebungsoder Schneidvorrichtungen vorgesehen sein, um eine direkt angeschlossene Weiterverarbeitung zu erreichen.

Die bisher beschriebenen Ausführungsformen sind

jeweils mit zwei Rollensätzen versehen; es handelt sich also um einen Zweifach-Tandem-Typ, bei dem jeder Satz ein Rollenpaar aufweist. Es sind auch Mehrfach-Tandem-Profilrolleneinrichtungen vorgesehen, die also mehr als zwei Sätze aufweisen. Die Anzahl der in einem Satz verwendeten Rollen kann drei oder vier betragen, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt und mit 27, 28 bezeichnet ist.

Die Gestalt des Profildurchgangs, der in den Profilrollen gebildet ist, ist nicht auf eine ovale oder kreisförmige Form wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; vielmehr sind sehr vielfältige Formen möglich. Es kann sich beispielsweise um eine Kombination aus Raute und Rechteck handeln. '5 Wenn der Durchgang des ersten Satzes rautenförmig und derjenige des zweiten Satzes rechteckförmig ist, so werden vorzugsweise Stäbe oder Stangen mit quadratischem Querschnitt hergestellt.

Wenn beide Durchgänge quadratische Form aufweisen, so können Flachstangen mit rechtwinkeligem Querschnitt hergestellt werden.

Was den Rollen-Einstellmechanismus anbetrifft, so kann der beschriebene Hydraulikzylinder-Mechanismus auch durch Mechanismen mit Einstellschrauben ersetzt werden.

Möglich sind ferner auch ein Ziehmechanismus, wie er in Fig. 13 gezeigt ist, der ein von einer Kette 29 angetriebenes Spannfutter 30 enthält, der in Fig. 14 gezeigte Mechanismus, ein Vorschubmechanismus, bei dem das Werkstück M mittels einer Zugmaschine 31 in die Walzeinrichtung gezogen wird, und ferner die in den Fig. 15 bis 17 gezeigten Mechanismen, bei denen das Werkstück M durch einen Vorschubmechanismus 35 in ein Ziehloch 36 geschoben wird (das Ziehloch 36 wird bei Anwendung der Erfindung durch Matrizenwalzen bzw. Prägerollen ersetzt), und sobald die Spitze aus dem Ziehloch 36 vorsteht, eine Zieheinrichtung 37 den Antrieb übernimmt.

Als Rollenposition-Fühler oder Rollenabstand-Fühler sind neben dem bereits erwähnten Differentialtransformator auch optische oder magnetische Sensoren geeignet.

Als Einrichtung zur Messung der Querschnittsabmessungen des Werkstücks M können anstelle des bereits erwähnten, mit Rollen arbeitenden Dickenfühlers (der während des Durchlaufs arbeitet) auch Durchlauf-Meßmikrometer oder Strahlungs-Dickenfühler (radioaktive Strahlen) usw. verwendet werden.

Als Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung kann anstelle der bereits erwähnten Kombination aus Detektorrollen und Kodierer auch eine Kombination aus Rollen und einem Tachometergenerator verwendet werden. Geeignet ist auch ein kontaktloser Detektor, bei dem ein Bildsensor verwendet wird.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

2856

1 Steuereinrichtung in einer Vorrichtung zur Herstellung langer Stäbe oder Stangen oder dergleichen durch Ziehen unter Verwendung eines Profilrollenapparates mit wenigstens zwei nicht angetriebenen, hintereinander angeordneten Rollensätzen, von denen jeder eine Anzahl von an ihrem Umfang gerillten Rollen aufweist, die aufeinander zu und voneinander fort bewegbar sind, wobei ein Rohling bei einer Temperatur von höchstens 800⁰C durch die Rollensätze hindurchgezogen wird, wobei die Rollen aufeinanderfolgender Rollensätze in ihrer Winkellage gegeneinander versetzt sind* mit einer Einrichtung zum Ziehen von Rohlirgen durch die Rollensätze und einer Einrichtung zum Verstellen der Position jeder einzelnen Rolle, gekennzeichnet durch eine Steuerung (14a, 14b; 24a, 24i»; 34a, 34b) zur Ausgabe der elektrischen Signale, die den Sollabstand jeder Rolle von der vorbestimmten Höhenlinie angeben, ferner durch Fühler (8a, %b) zur Ermittlung des Abstandes jeder Rolle von der vorbestimmten Höhenlinie in jedem Rollensatz und durch eine Servoeinrichtung (15a, 15'a, 156, \S'b) zum Vergleichen der von den Fühlern gemessenen tatsächlichen Abstände mit den von der Steuerung ausgegebenen Sollabständen und zum Steuern der Position jeder Rolle derart, daß der Unterschied zwischen den gemessenen Abständen und den Sollabständen zu Null wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Durchlaufstrecken-Melieinrichtung (23) zum Messen der Durchlaufstrecke der Stäbe bzw. Stangen in Längsrichtung, wobei die Steuerung (34a, Mb) geeignet ist zur Bestimmung des Sollabstandes für jede Rolle in jedem Rollensatz ausgehend von dem Ausgangssignal dieser Durchlaufstrecken-Meßeinrichtung (23) und einem zuvor eingestellten Verjüngungswert (266,) und zur Abgabe elektrischer Signale, die diesen Sollabstand angeben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Querschnittsabmessungen-Meßeinrichtung (13), die auf der Auslaßseite des letzten Rollensatzes angeordnet ist, zum Messen der tatsächlichen Querschnittsabmessungen der Stäbe bzw. Stangen und Rückkoppeln der Meßergebnisse zu der Steuerung (24a, 24b), wobei diese Steuerung geeignet ist zur Korrektur der Sollposition wenigstens jeder Rolle des letzten Rollensatzes derart, daß Abweichungen der gemessenen Querschnittsabmessungen von den Sollabmessungen minimal gemacht werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen jedes Rollensatzes paarweise angeordnet sind und daß in jedem Rollsatz ein Fühler (Sa) zum Messen des Rollenabstandes von der vorbestimmten Höhenlinie und ein Fühler (10a) zum Messen des Abstandes zwischen den Achsen desselben Rollenpaares vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hydraulikzylinder zur Verstellung der Rollen vorgesehen sind.