DE3117398A1

DE3117398A1 - "anordnung mit einer durchbiegungseinstellwalze und zugehoerigem regler"

Info

Publication number: DE3117398A1
Application number: DE19813117398
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7980 Ravensburg Heitmann; Christoph Dipl.-Ing. Link; Wolf-Gunter Stotz; Karl 7985 Baindt Volz
Original assignee: Escher Wyss AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss AG
Priority date: 1981-05-02
Filing date: 1981-05-02
Publication date: 1982-11-18
Also published as: FI821470A0; GB2100032B; GB2100032A; DE3117398C2; SE452751B; FI821470L; SE8202670L; FR2504951A1; AU8321082A; FI70457C; AU548217B2; FR2504951B1; CA1173140A; FI70457B; US4509237A

Description

Escher Wyss Aktiengesellschaft,
Zürich/Schweiz

"Anordnung mit einer DurchbiccTungseinstellwalze und zugehörigem Regler"

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Durc: biegungseinstellwalze und eine zugehörige Regelanordnung.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 3o 26 865 irt·. ei Durchbiegungseinstellwalze als Teil einer Kalanderanorir.ung bekannt, die die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 uenannten Merkmale aufweist.

Bei der aus dieser Druckschrift bekannten Anordnuna :.?· der Walzenkörper ein Hohlzylinder, in dessen Inneren das ilccr. angeordnet ist, und als Gegenelement dienen weitere VoI :v: ;-·.-.: des Kalanders. Die vorliegende Erfindung ist allercUr.ao -Jc-: auf derartige Anordnungen beschränkt: Das Joch kann au^r-i-haiL-des Walzenkörpers angeordnet sein, der seinerseits als VcIl- oder Hohlzylinder ausgebildet ist; es können mehrere Joche in entsprechenden Radialebenen vorgesehen sein, jeweils zur Abstützung von Stützelementen; die Gegenwalzen können in e: r oder mehreren Ebenen liegen; als Gegenelement können Rand·-··; oder auch eine stationäre oder bewegliche Ebene mit ρ last '.-sehen oder elastischen Eigenschaften vorgesehen sein übw . In allen diesen hier nur als Beispiel genannten Fäll on i;;'. die vorliegende Erfindung mit Vorteil verwendbar.

Bei der bekannten Anordnung sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen, wie die Stellsignale den einzelnen Stüt:'-elementen bzw. deren Steuerungen zuzuführen sein könnem. So ist zum Beispiel erläutert, daß nur ein Teil der randnaivr. Stützelemente von dem Signal des jeweils nächstgeleaenen

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Positionsfühlers aus gesteuert wird, während die Stützelomente in der Mittenzone der Durchbiegungseinstellwalze entsprechend den Arbeitsbedingungen des Kalanders beeinflußt werden.

Im Betrieb einer Kalanderanordnung mit einer solchen Durchbiegungseinstellwalze sind jedoch weitere Einflußfaktoren von Bedeutung, wie nachstehend erläutert wird:

Wenn, wie in diesem Beispiel, die Durchbiegungseinstellwalze unterhalb einer oder mehrerer zusammenwirkender Gegenwalzen angeordnet ist, die ihrerseits in der Kalanderstuhlung in vertikalbeweglichen Lagern aufgenommen sxud, so muß der Walzenmantel der Durchbiegungseinstellwalze zunächst die schwerkraftbedingte Last aufnehmen./Je nach Bauart kann dies bereits eine ungleichförmige Verteilung der Stützkraft der einzelnen Π Kitze lernente bedingen.·- Ferner muß die Stützkraft der StützelernenLc cntsprecnend der gewünschten Grundlast oder mittleren Linienkraft im Walzenspalt eingestellt werden können. Darüberhinaus ist es wünschenswert, daß der Maschinenführer die Preßkraft lokal korrigieren kann, da eventuell von ¹Orrnaschinen verursachre Uncileichförmigkeiten des Materials auszugleichen sind, das auf dem Kalander bearbeitet wird. Und schließlich besteht noch die Möglichkeit, daß aufgrund ungleicher Reibungsverhältnisse im Maschinenbau die von den Positionsfühlern er aßte Lage des Walzenmantels auf der einen Seite des Mantels nicht übereinstimmt mit der auf der anderen Seite, was ebenfalls über die Stützelemente auszugleichen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit einer gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen derart auszubilden, daß allen erwähnten Gesichtspunkten Rechnung getragen wird, gleichwohl aber nur ein einziaes Stell cTlied für jedes Stützelement oder sogar für mehrere Stützelemente abbildet zu werden braucht.

Die gemäß der Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehene Ausbildung der Gesamt anordnung ist im Patentanspruch definiert; die Unteransprüche definieren bevorzugte Weiter-

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bildungen der Erfindung. ~ ·. <ΞΓ

Man erkennt, daß zunächst die beiden vor. C¹^n Bositionsfühlern gelieferten Signale als Einqänge yocrf >?■-ten, aber mit (im allgemeinen) gleichem Sollwert beaufschlagten Reglern zugeführt werden, wobei im Norr.al^ral" bei einer Änderung des Sollwertes, ausgehend vom ^iηgeregelten Betriebszustand, beide Positionssignale gieic-h-..-Größe besitzen werden. Da nun aber beide Regler getrennt voneinander arbeiten, kann eine unterschiedliche Dif:"or?;v: Sollwert-Istwert an den beiden Seiten des Walzenmantel.·; auftreten. Diese Situation ist für den Kalanderbetrieb höchst nachteilig, so daß sie anders behandelt werden muß als der normale Regelvorgang. Während der letztere mit. einer hinreichend langen Zeitkonstante ablaufen soll, um tro'?. der hohen Trägheit des Systems Regelschwingungen nicht entstehen zu lassen, wird man im Falle einer derartigen "ungleichen" Regelung an beiden Seiten des Walzenmantels entweder die Zeitkonstante umschalten, einen Differentialvorhalt einführen oder in anderer - an sich bekannter Weise dafür sorgen, daß dieser Lagefehler schneller behoben wird. - Erst nach diesen beiden verknüpften Regelkreisen folgen Wichtungseinheiten, um das erzeugte Regelsignal in Stellgrößen für die Stützelemente umzusetzer-, die je nach dem Abstand der Stützelemente von dem befcrc; ?tenden Walzenmantelende unterschiedlich groß sein werden. Zu den gewichteten Stellgrößen können nun weitere Signale aufaddiert werden, herrührend von manuell oder automatisch vorgegebenen Eingriffen.

Da die erwähnte ungleichförmige Niveauvorsteilung des Walzenmantels auf eine Störung in der mechanischen Ausrüstung deutet, wird das entsprechende Signal vorteilhafterweise als Warn- oder Alarmsignal kenntlich gemacht .

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Die beigefügte Zeichnung stellt als Beispiel weitgehend schematisiert eine Kalanderanordnung mit Durchbiegungseinstellwalze sowie in Blockform die zugehörige Regelanordnung dar.

Auf einem ^och 1 stützt sich der Mantel 2 einer Durchbiegungseinstellwalze mittels Kraftquellen oder Stützelementen 3 ab; im Ausführungsbeispiel handelt es sich um hydrostatische Stützlager, deren Stützkraft mittels Druckeinstellventilen 4 individuell steuerbar ist. Die Versorgung mit einem Druckmedium konstanten hohen Drucks erfolgt über die Zuleitung 8.

Die IST-Position des Walzenmantels 2 gegenüber einer Referenzstelle, im Beispiel dem Joch 1, wird an beiden Enden der Walze mittels Positionsfühlern 5 erfaßt, die Positionssignale F1 bzw. F2 beispielsweise in Form einer elektrischen Spannung erzeugen; diese Signale werden über Leitungen 7 zu der noch zu beschreibenden Regelanordnung übertragen. Im Ausführungsbeispiel wird die Positionsmessung direkt am Walzenmantel vorgenommen; dies ist natürlich nicht zwingend. Ferner ist anzumerken, daß hier der Begriff "Walzenmantel" als körperlicher Gegenstand, a];>o als Hohlzylinder, dargestellt und bezeichnet ist; im Falle eines Vollzylinders als Durchbiegungscinstellwalze wäre dieser Begriff geometrisch zu verstehen als die Mantelfläche dieses Zylinders.

In der Stuhlung 1o der Kalanderanordnung ist eine Gegenwalze 11 gelagert, über der sich noch mindestens eine weitere Walze 12 befinden kann. Die Lagerzapfen 11' der Gegenwalze (und der weiteren über ihr angeordneten Walzen des Kalanders) sind in Lagerblöcken 13 aufgenommen, die vertikalbeweglich in der Stuhlung 1o geführt sind.

Den als Steuerventile dienenden Druckeinstellventilen 4 werden auf Leitungen 6 die Stellsignale zugeführt. Als Beispiel ist hier dargestellt, daß von den acht Stützelementen 3 die beiden äußersten je eine "Zone" Z1 bzw. Z5 bilden, die beiden nächstinneren ebenfalls je eine "Zone" Z2 bzw. Z4, und die vier inneren gemeinsam eine Mittelzone Z3; das heißt, jede dieser Zonen ist individuell hinsichtlich ihrer Stützkraft steuerbar.

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Die Stellsignale auf den Leituncren 6 wiifien <"■"--zeugt wie folgt:

Die IST-Signale F1 , F2 werben an die IST~:^:iit,'jö ·- zugeordneter Regelverstärker R1 b™v. R~.ü gelort, an dorr ■-> SOLL-Eingängen der auf Leitung 14 stehende ur.d manuell od« gemäß einem Programm veränderbare Sollwert angelegt is!.:. Die Regelverstärker R1, R2 erzeugen bei einer Abweichung zwischen IST- und SOLL-Wert ein vorzeichenberichtigtes Ausgangssignal auf Leitung 15-1 bzw«. 15-2, das zu einem ümsetzernetzwerk N1 bzw. N2 übertragen wird. Die Netzwerke setzen das Stellsignal in fünf Summanden um, die je nach der Entfernung der zu verstellenden Zone von dem i;ptreffenden Fühler 5 größer oder klein sein wird, wobei für die dem betreffenden Fühler nächstgelegene Zone im allgemeinen ein größerer Summand, die weiter ab gelegenen Zonen entsprechend kleinere Summanden gebildet werden. Diese Größen werden jeweils einem Summierglied SZ1, SZ2... SZ5 zugeführt, wobei jedes Netzwerk N1, N2 je einen Summanden an jedes Summierglied liefert. Als dritter Sununand kann auf die Summierglieder noch ein Korrektursignal KZI . . .KZ5 aufgeschaltet werden, mit dem der Maschinenführer durch individuelle Verstellung der einzelnen Zonenpreßkräfte Fehler zu korrigieren vermag, welche beispielsweise von Vormaschinen an dem zu kalandrierenden Material verursacht wurden. Diese Korrektursignale können natürlich auch von Reglern geliefert werden, denen als IST-Wert irgendeine hinter der betreffenden Zone an dem Material gemessene Größe aufgeschaltet ist.

Tritt, ausgehend vom eingeregelten Betrieb, eine Störung auf, melden

beide Positionsfühler 5 zunächst die bisherige Position

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als IST-Wert an die Regler R1, R2; das heißt, die Signale F1, F2 haben (im wesentlichen) gleichen Absolutwert und gleiches Vorzeichen. Beide Regler R1, R2 werden somit gleichsinnig arbeiten, um die Störung auszuregeln. Die Regelzeitkonstante ist dabei hinreichend lang bemessen, daß trotz der erheblichen Trägheit des Systems keine Rege!schwingungen auftreten.

tis kann aber aufgrund von mechanischen Störungen, etwa in der Führuncr dor Ro ere nw al w 11 in der Stuhlung, vorkommen, daß die Signale F1, F2 unterschiedliche Werte annehmen, das heißt, der Walzenmantel 2 sich "schiefstellt." Dieser Zustand muß schnellstens behoben werden. Deshalb ist ein Komparator 16 vorgesehen, an dessen Eingängen die Signale F1, F2 liegen und der auf Leitung 17 ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Bedingung F1 f F2 vorliegt. Mit diesem Signal wird am Eingang der Regler R1, R2 eingegriffen mit der Folge, daß deren Regelzeitkonstante erheblich verkürzt wird. Es ist hier nur eine Leitung 17 dargestellt; es versteht sich aber, daß je nachdem, welches Ende des Walzenmantels "nachläuft" erkennbar durch größeren Absolutwert der Differenz zwischen Sollwert auf Leitung 14 und Positionssignal F1 oder F 2 -, entweder der Regler R1 oder der Regler R2 "schneller" gemacht wird.

Es ist für den Maschinenführer nützlich, zu wissen, daß eine derartige mechanische Störung überhaupt vorliegt. Deshalb kann das jeweilige Signal "F2 größer als F1" bzw. ¹¹F1 größer als F2" je eine Kontrollampe 18 zum Aufleuchten bringen, die dem betreffenden Positions fühler 5 zugeordnet ist.

Es ist anzumerken, daß die Positionsfühler nicht unbedingt die Position des Walzenmantels 2 relativ zum

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Joch 1 erfassen müssen. Er; ist auch inöqllcli, daß sic disposition relativ zur Gegenwalze 12 oder zn irgendeinem anderen Bauteil, stationär oder beweglich, erfassen können.

Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß die Summierglieder einen Umsetzer enthalten können, der in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Preßkraft (Sollwert aut Leitung 14) für jede einzelne Zorn.· die gebildete Summe modifiziert, etwa gemäß einer linearen Kennlinie mit f·'·r jede Zone gesondert festgelegter Steigung.

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Leerseite

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Claims

Patentansprüche

λ J Anordnung mit einer Durchbiogunuseinstiellwalze, din

mittels Stützelementen gegen ein Joch abgestützt ist, und mit einer Regelanordnung für die Position des Walzenmantels, bei der die Position des Walzenmantcls mindestens an dessen beiden Enden mittels Positionsfühlern erfaßt und Abweichungen von einem Sollwert zu zwei die Stützelemente beaufschlagenden Stellgrößen verarbeitet' werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellgrößen unter Berücksichtigung einer et-wm'n-en Oi ffpron? '"ii'srhpn den beiden Sollwert-Istwert-Differenzen gebildet werden und danach gewichtes und mit weiteren Stellgrößen zusammengefaßt 'den Stützelementen zugeführt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen unterschiedlicher Sollwert-Istwert-Differenzen für beide Walzenmantelelemente die Regclzeitkonstante mindestens eines der beiden Regelkreise geändert wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Regelkreise bei gleichen Sollwert-Istwert-Differenzen relativ hohe Regelzeitkonstanten aufweisen und bei unterschiedlichen Sollwert-Istwert-Differenzer, dls Regelzeitkonstante mindestens eines Regelkreises verringert wird.

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4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelzeitkonstanten der Regelkreise zwischen zwei Werten umschaltbar sind.
5· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wichtung der Stellgrößen in Abhängigkeit von dem Positionswert durchführbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine etwaige Differenz zwischen den beiden Sollwert-Istwert-Differenzen als Triggersignal für eine Warneinrichtung verwendet wird.