DE3112991C2

DE3112991C2 - Rundschleifmaschine zum kontrollierten Abschleifen von Rissen an Walzen

Info

Publication number: DE3112991C2
Application number: DE3112991A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. Dr. 5840 Schwerte Böttcher; Heinz Jüttner; Albrecht Dipl.-Phys. Maurer; Ferdinand 4600 Dortmund Stutzinger
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Kopineck Hermann-Josef Prof Drrernat 4600 D
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1985-12-12
Also published as: AT386978B; ATA38982A; GB2096031B; FR2502992B1; AU8189082A; BE892712A; JPS57173444A; FR2502992A1; US4509295A; GB2096031A; NL8200878A; DE3112991A1; AU553123B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschleifen von Rissen aus Walzen, bei der die Walze in einer Drehvorrichtung gedreht wird, während ein rotierender Schleifstein, dessen Achse parallel zur Achse der Walze verläuft, gegen die Walze gedrückt wird und kontinuierlich oder in Intervallen linear in Achsrichtung verschoben wird. Nach der Erfindung wird mit dem Schleifstein eine Wirbelstromprüfvorrichtung so verbunden, daß sie die lineare Bewegung des Schleifsteins in Achsrichtung mitmacht, während eine der Breite des Schleifsteines gegenüberstehende Fläche der Walze überprüft wird. Die Walzenoberfläche wird in kleine Teilflächen aufgeteilt und jede Teilfläche wird einer Teilfläche auf einem Bildschirm zugeordnet. Entsprechend der Größe und Tiefe des Risses wird auf der zugeordneten Teilfläche des Bildschirmes der Fehler als ein Zeichen dargestellt.

Description

den muß. Aus diesem Grund kann nur in großen zeitlichen Intervallen geschliffen und gemessen werden. Das hat den Nachteil, daß bei nur an der Oberfläche liegenden Rissen unnötigerweise zu tief geschliffen wird. Diese Vorrichtung ist deshalb nur zum Wegschleifen der Risse an Brammen brauchbar. Zum Schleifen von Rissen an Walzen ist sie ungeeignet, weil zur Wahrung der Walzenkontur nach dem Wegschleifen eines Risses die gesamte Walze entsprechend tief nachgeschliffen werden muß und somit das eventuell zuviel weggeschliffene Material sitii über die ganze Walze erstreckt

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden mehrere in Umfangsrichtung hintereinander liegende Risse erfaßt, wenn die Teilflächen in Umfangsrichtung der Walze hintereinander liegend angezeigt werden. Es ist auch möglich, daß die in Achsrichtung der Walze nebeneinander liegenden Flächen angezeigt werden. Eine Erfassung sämtlicher Fehler und ein guter Gesamtüberblick wird dadurch erreicht, daß die Teilflächen in Umfangsrichtung der Walze hintereinander und in Achsrichtung nebeneinander angezeigt werden.

Die Anzeige wird übersichtlicher, wenn die Meßergebnisse nicht als absolute Werte angezeigt werden, sondern Fehlerklassen zugeordnet werden, die wiederum angezeigt werden.

Die Wirkung des einmaligen Überschleifens ist besonders dann leicht zu erkennen, wenn die Werte der Anzeige gespeichert werden und die Werte vor dem Durchgang der Schleifscheibe mit Werten nach dem Überschleifen verglichen werden. Bei der Rundschleifmaschine ist mit dem Support der Schleifscheibe, de· in Achsrichtung der Walze hin- und herläuft, ein Meßarm verbunden, der in Richtung zur Walze verläuft und an den direkt oder über eine Verlängerung, wie z. B. einen Sondenarm, die Sonde eines Wirbelstromprüfgerätes mit einem auf die Walze gerichteten Meßkopf befestigt ist.

Der Meßkopf des Wirbelstromprüfgerätes wird am günstigsten auf der Walze abgestützt, wenn der Meßkopf etwa in der Mitte zwischen zwei sich auf der Walze abstützenden Rädern oder Stützrollen sitzt

Der Abstand des Meßkopfes zur Walze ist auch bei unterschiedlichem Durchmesser der Walze gleichbleibend, wenn die Drehachsen der Räder oder Stützrollen parallel zur Achse der Walze weisend und in einer Linie liegend gelagert sind.

Bei einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, daß die Drehachsen der Räder oder Stützrollen geringfügig gegenüber der Achse der Walze schräg gestellt sind, wobei die Schrägstellung der Stützrollen eine Komponente der Bewegungsrichtung parallel zur Achsrichtung und in Richtung der Bewegung des Supports weisend ergibt. Diese Schrägstellung hat den Vorteil, daß an den Stützrollen keine seitlichen Verschiebungskräfte angreifen, weil die Stützrollen von sich aus das Bestreben haben in einer Schraubenlinie die Walze zu umfahren. Beim Umkehren der Schleifrichtung entsteht allerdings der Nachteil, daß dann die Schrägstellung auch umgekehrt werden muß.

Unterschiede im Durchmesser und Unebenheiten werden dadurch ausgeglichen, daß die Räder oder Stützrollen im Betriebszustand durch ein Andruckelement, wie z. B. Feder oder Zylinder gegen die Walze gedrückt sind und radial zur Walze verschieblich gelagert sind. Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn das Andruckelement ein Luftzylinder ist.

Zum Einlegen der schweren Walze z. B. mittels eines Kranes ist es erforderlich, daß der Meßkopf von der Walze wegziehbar oder wegklappbar befestigt ist

Dies geschieht am einfachsten dadurch, daß zwischen dem Meßarm und dem Sondenarm eine Drehverbindung zum Wegklappen der Sonde von der Walze sitzt
Zum Zuordnen der Lage der Risse auf der Walze ist es zweckmäßig, daß ein mit dem Meßkopf verbundenes Verarbeitungsgerät der Meßergebnisse, das z.B. ein Wirbelstromprüfgerät und einen Rechner enthält, gleichzeitig mit einer Vorrichtung zum Unterteilen des

ίο Umfanges der Walze und der Länge der Walze verbunden ist und diese Vorrichtung zum Unterteilen für jeden Ausschnitt der Oberfläche der Walze Ober dem sich der Meßkopf befindet ein unterschiedliches elektrisches Signal abgebend geschaltet ist

is Die Lage der Risse ist am günstigsten dadurch zu erkennen, daß das Verarbeitungsgerät mit einem Bildschirm verbunden ist und ein Teil oder die ganze Oberfläche der Walze mit sämtlichen Ausschnitten lagegetreu der Fläche des Bildschirmes zugeordnet sind. Es ist zum Vergleichen der Wirksamkeit des Schleifvorganges von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen Speicher für alle mindestens beim letzten und/oder vorletzten Schleifdurchgang gespeicherten Meßergebnisse oder für alle verarbeiteten Ergebnisse enthält, der über ein Abrufgerät mit dem Bildschirm verbunden ist.

Für die Lagerung der Stützrollen ist es unbedingt erforderlich, daß diese in Richtung zur Walze verschieblich gelagert sind und diese Lagerung unbeweglich ist für eine Verdrehung um eine Drehachse, die senkrecht zur Achse der Walze liegt und senkrecht auf die Verschiebungsrichtung der Stützrollen gegen die Walze steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die in der Drehvorrichtung liegende Walze mit oben liegendem Meßkopf mit Sondenarm und Meßarm und die hinter der Walze liegende Schleifscheibe.
F i g. 2 die Verbindungen von der Sonde und den Führungen der Schleifscheibe zum Verarbeitungs- und Bildgerät und zum Drucker.

Die Walze 11 ist in den Lagern 12 und 13 der Drehvorrichtung gelagert und wird an einem Zapfen in bekannter Weise angetrieben. Die Schleifscheibe 14 liegt vor oder hinter der Walze 11. Von oben wird die Sonde 15 mit ganz geringem Abstand von der Walze gehalten. Als Abstandshalter dienen die Stützrollen 16 und 17 deren Drehachsen in einer Linie liegen, die wiederum parallel oder annähernd parallel zur Achse der Walze 11 liegt.

Der Meßkopf, der aus der Sonde 15 und den Stützrollen 17 und 16 besteht, ist über senkrecht verschiebliche Führungen am Sondenarm 18 gelagert und wird über einen nicht gezeichneten Luftzylinder federnd gegen die Walze 11 gedrückt. Die Lagerung der senkrecht verschieblichen Führungen muß sehr starr gegen Verdrehungen sein, weil beim Erreichen des Randes der Walze 11 nur eine Stützwalze 16,17 abgestützt ist, die waagerechte Ausrichtung der Drehachse der Stützrollen 16,17 mit der Achse der Walze 11 aber dennoch erhalten bleiben soll. Die Sonde 15 steht mit ihrer Mitte etwa in der Mitte des Mantelausschnittes der Walze 11, der gerade geschliffen wird. Die Sonde kann schmaler als die Schleifscheibe sein. Die Sonde 15 liegt in Drehrichtung der Walze 11 hinter der Schleifscheibe 14. Der Sondenarm 18 ist über das Lager 19 mit dem Meßarm 20 verbunden, so daß der Sondenarm hochklappbar ist. Ein Hochklappen ist vor dem Überfahren der Einbaustücke

29 oder sonstigen Hindernisse erforderlich. Die Einbaustücke 29 sind die für das Walzen benötigten Lager, die häufig beim Schleifvorgang an der Walze 11 belassen werden. Ein Überfahren zumindest eines dieser Einbaustücke 29 ist vor dem Einlegen oder vor dem Herausnehmen der Walze 11 aus den Lagern 12 und 13 erforderlich. Der waagerecht und annähernd im rechten Winkel zur Achse der Walze 11 verlaufende Meßarm 20 ist mit der Schleifscheibe 14 verbunden und wird linear entlang der Walze 11 entsprechend der Schleifscheibe 14 mitbevvegt. Die Schleifscheibe 14 ist wegen der Führungen 30 entlang der Längsausdehnung der Walze 11 verfahrbar.

Die Stellung der Schleifscheibe 14 in Längsrichtung der Walze 11 wird elektrisch dadurch abgetastet, daß auf dem Support 21 ein Potentiometer 22 oder ein anderer Weggeber befestigt ist, dessen Einstellung entsprechend dem zurückgelegten Weg der Schleifscheibe 14 entlang der Walze 11 verändert wird, was sich in einer proportionalen Spannungsänderung des durch das Potensometer 22 fließenden Stromes auswirkt. Das Potentiometer 22 ist mit einem Rechner 23 verbunden. In diesen Rechner 23 führt noch eine zweite Leitung eines weiteren Potentiometers 24. Dieses Potentiometer dreht sich mit der Walze 11 mit, so daß der durchfließende Strom eine dem Verdrehungswinkel proportionale Spannung hat

Der von der Sonde 15 beim Überfahren eines Risses abgegebene Meßimpuls wird über eine Leitung zu einem Wirbelstromprüfgerät 25 geleitet. Dieses handeisübliche Gerät erzeugt beim Vorhandensein von Rissen Meßimpulse, deren Amplitude im Zusammenhang mit der Rißtiefe stehen. Das Wirbelstromprüfgerät 25 ist mit dem Interface 26 verbunden. Dieses ebenfalls handelsübliche Gerät verwandelt die Informationen aus dem Wirbelstromprüfgerät 25, die in Form von Spannungsimpulsen vorliegen, in binäre Signale, die verschiedenen Fehlerklassen zugeordnet werden und an den Rechner weitergegeben werden. Im Rechner 23 werden diese ausgewerteten Meßergebnisse mit den Signalen aus den beiden Potentiometern 22 und 24 verknüpft

Bevor diese Verknüpfung geschieht werden die Signale aus den Potentiometern 22 und 24, die in Form von Spannungsänderungen vorliegen, aufgearbeitet Dazu werden die Spannungsänderungen im Rechner 23 Klassen zugeordnet Jede Klasse entspricht einem bestimmten zurückgelegten Weg des Potentiometers. Es wird jeweils eine Klasse des auf dem Support 21 sitzenden Potentiometers 22 einzeln mit jeder Klasse des Potentiometers 24 verknüpft und diese Werte werden im Rechner jeweils für sich nacheinander gespeichert Die Speicherplätze entsprechen dann Ausschnitten aus der Oberfläche der Walze 11. Es handelt sich dabei um Ausschnitte, die nacheinander bei einer Umdrehung der Walze 11 von der Sonde 15 überfahren werden. Beim linearen Verschieben der Schleifscheibe 14 entlang der Walze 11 wird die nächste Klasse des auf den Support 21 sitzenden Potentiometers 22 einzeln mit jeder Klasse des Potentiometers 24 verknüpft und die Werte werden im Rechner der nächsten Reihe von Speicherplätzen zugeordnet Auf diese Weise entsprechen die Werte der Speicherplätze des Rechners 23 kleinen Rasterflächen aus der Oberfläche der Walze 11. jedes ausgewertete Meßergebnis der Sonde 15 wird im Rechner dem Speicherplatz zugeordnet, welcher der beim Messen überfahrenen Rasterfläche entspricht Diese nach Rasterflächen sortierten und aufgearbeiteten Meßergebnisse werden in einem dem Rechner 23 angeschlossenen Sichtgerät 27 sichtbar gemacht, wobei der Bildschirm des Sichtgerätes wiederum entsprechend der Oberfläche der Walze 11 in Rasterflächen aufgeteilt ist, wobei diese Rasterflächen in Anordnung und Anzahl den Rasterflächen, in die die Oberfläche der Walze U aufgeteilt ist, entsprechen. Bei einem Riß taucht in der der Lage des Risses entsprechenden Rasterfläche am Sichtgerät ein Zeichen auf, z. B. ein A oder ein Kreuz. Wenn kein Riß vorliegt, bleibt die entsprechende Rasterfläche frei. Der Rechner kann so programmiert werden, daß verschieden tiefe Risse durch verschiedene Zeichen dargestellt werden, z. B. bei Rissen unter 0,5 mm Tiefe ein A und bei Rissen über 0,5 mm Tiefe ein B. Die Ergebnisse eines jeden Schleifdurchganges sind speicherbar und können jederzeit aus dem Speicher abgerufen werden und auf dem Sichtgerät sichtbar gemacht oder durch einen Drucker 28 ausgedruckt werden und mit den Ergebnissen aus anderen Schleifdurchgängen verglichen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder oder Patentansprüche: Stützrollen (16,17) im Betriebszustand durch ein An druckelement wie z. B. Feder oder Zylinder gegen

1. Rundschleifmaschine zum kontrollierten Ab- die Walze (!1) gedruckt sind und radial zur Walze schleifen von Rissen an Walzen, bei der die Walze im 5 (11) verschieblich gelagert sind

Bereich beider Enden gelagert und endsei tig drehan- 12. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 7

getrieben wird, während ein Schleifsupport mit einer bis U, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf

rotierenden Schleifscheibe, deren Achse parallel zur (15) von der Walze (11) wegzieh- oder wegklappbar

Achse der Walze verläuft, gegen die Walze ange- befestigt ist

stellt und kontinuierlich oder in Intervallen linear in io 13. Rundschleifmaschine nach Anspruch 12, da-

Achsrichtung verschoben wird und bei der die Risse durch gekennzeichnet daß zwischen dem Maßarm

mit der Sonde einer Wirbelstrommesseinrichtung (20) und dem Sondenarm (18) eine Drehverbindung

gemessen werden, dadurch gekennzeich- (19) zum Wegklappen der Sonde (15) von der Walze

net, daß die Sonde (15) so am Schleifsupport (21) (11) sitzt

angeordnet ist daß sie während des Schleifens die in ¹⁵ 14. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 7

Drehrichtung hinter der momentanen Schleiffläche bis 13, dadurch gekennzeichnet daß die Stützrollen

sich axial gleich erstreckende Oberfläche der Walze (J6,17) in Richtung zur Walze (11) verschieblich ge-

(11) abtastet und die Meßergebnisse aufgeteilt in lagert sind und diese Lagerung unbeweglich ist für

aneinander gereihte Teilflächen einem Anzeigegerät eine Verdrehung um eine Drehachse, die senkrecht

zugeführt werden. 20 zur Achse der Walze (11) liegt und senkrecht auf-der

2. Rundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch Verschiebungsrichtung der Stützrollen (16, 17) gegekennzeichnet daß die Teilflächen in Umfangsrich- gen die Walze (11) steht

tung der Walze (11) hintereinanderliegend angezeigt

werden.

3. Rundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch 25 gekennzeichnet daß die Teilflächen in Achsrichtung

der Walze (11) nebeneinander angezeigt werden. Die Erfindung betrifft eine Rundschleifmaschine zum-

4. Rundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch kontrollierten Abschleifen von Rissen an Walzen, bei gekennzeichnet daß die Teiifiächen in Umfangsrich- der die Walze im Bereich beider Enden gelagert und tung der Walze (11) hintereinander und in Achsrich- 30 endseitig drehangetrieben wird, während ein Schleiftung nebeneinander angezeigt werden. support mit einer rotierenden Schleifscheibe, deren

5. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 1 Achse parallel zur Achse der Walze verläuft gegen die bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Meßergeb- Walze angestellt und kontinuierlich oder in Intervallen nisse Fehlerklassen zugeordnet werden und diese linear in Achsrichtung verschoben wird und bei der die Fehlerklassen angezeigt werden. 35 Risse mit der Sonde eines Wirbelstromprüfgerätes ge-

6. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 1 messen werden.

bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Werte der Die Rundschleifmaschine und das Wirbelstromprüf-

Anzeige (27) gespeichert werden und die Werte vor gerät sind bekannt Die bisherigen Vorrichtungen hat-

dem Durchgang der Schleifscheibe (14) mit Werten ten den Nachteil, daß mit diesen entweder nur geschlif-

nach dem Überschleifen verglichen werden. 40 fen oder gemessen werden konnte. Zum Messen mußte

7. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 1 immer der Schleifvorgang unterbrochen werden und bis 6, dadurch gekennzeichnet daß mit dem Support das Wirbelstromprüfgerät mußte über die zu untersu-(21), der in Achsrichtung der Walze (11) hin- und chende Walze geführt werden. Das war relativ zeitaufherläuft, ein Meßarm (20) verbunden ist der in Rieh- wendig. Es wurde oft mehr abgeschliffen als notwendig, tung zur Walze (11) verläuft und an diesen Meßarm 45 da man die Meßvorgänge auf eine möglichst geringe (20) direkt oder über eine Verlängerung, wie z. B. Anzahl wegen ihres Zeitaufwandes reduzierte.

einem Sondenarm (18), die Sonde (15) eines Wirbel- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

Stromprüfgerätes mit einem auf die Walze (11) ge- eine Rundschleifmaschine zu schaffen, mit der noch

richteten Meßkopf befestigt ist. während des Schleifvorganges die Meßergebnisse ge-

8. Rundschleifmaschine nach dem Anspruch 7, da- 50 wonnen werden und mit der jederzeit ein Gesamtüberdurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf des Wirbel- blick über den Zustand der gesamten Walze und iiberstromprüfgerätes etwa in der Mitte zwischen zwei den Arbeitsfortgang bei einem Schleifdurchgang gesich auf der Walze (11) abstützenden Rädern oder wonnen werden kann.

Stützrollen (16,17) sitzt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die Sonde so

9. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 7 55 am Schleifsupport angeordnet ist daß sie während des und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen Schleifens die in Drehrichtung hinter der momentanen der Räder oder Stützrollen (16,17) parallel zur Ach- Schleiffläche sich axial gleich erstreckende Oberfläche se der Walze (11) weisend und in einer Linie liegend der Walze abtastet und die Meßergebnisse aufgeteilt in gelagert sind. aneinander gereihte Teilflächen einem Anzeigegerät

10. Rundschleifmaschine nach Anspruch 8, da- 60 zugeführt werden.

durch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Rä- Eine Schleifmaschine zum gleichzeitigen Schleifen der oder Stützrollen (16,17) geringfügig gegenüber und Messen an Brammen ist aus der DE-OS 24 42 691 der Achse der Walze (11) schräg gestellt sind, wobei bekannt. Diese hat den Nachteil, daß an der gleichen die Schrägstellung der Stützrollen (16,17) eine Korn- Stelle das Werkstück nicht gleichzeitig gemessen und ponente der Bewegungsrichtung parallel zur Achs- 65 geschliffen werden kann. Deshalb wird bei dieser berichtung und in Richtung der Bewegung des Sup- kannten Vorrichtung eine relativ lange Zeit zum Mesports weisend ergibt. sen gebraucht, weil die Meßeinrichtung jedesmal nach

11. Rundschleifmaschine nach den Ansprüchen 7 dem Schleifen erst auf die Schleifstelle eingestellt wer-