DE3540580A1 - Trennvorrichtung fuer langgestrecktes, sich in laengsrichtung bewegendes gut - Google Patents

Description

Beim Herstellen von langgestrecktem Gut, wie zum Beispiel von Stäben, ist es in vielen Fällen notwendig, eine Unterteilung oder ein Abtrennen während der Längsbewegung des Gutes durchzuführen. So ist es beispiels­ weise beim Walzen metallischer Stäbe erforderlich, hinter einem oder mehreren Walzblöcken eine Trennvorrichtung vorzusehen, um jeden Stab­ anfang und jedes Stabende zu schopfen, das heißt, das unbrauchbare vordere und hintere Ende des Stabes abzutrennen. Solche Trennschnitte können auch zur Entnahme von Probestücken erforderlich sein oder zur Unterteilung des gesamten Walzgutstückes in mehrere Teillängen. Auch hinter dem letzten Walzgerüst und vor einem Kühlbett benötigt man derartige Trennvorrichtungen. Sie können mit paarweise zusammen­ arbeitenden Messern, aber auch mit Sägeblättern oder Trennscheiben als Werkzeuge ausgerüstet sein.

Unabhängig von der Art der Werkzeuge ist es erforderlich, daß die Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrichtung des Gutes der Durchlauf­ geschwindigkeit desselben angepaßt ist. Abweichungen hiervon führen zu unerwünschten Verformungen des Gutes im Bereich der Schnittstellen sowie zu Schäden an den Werkzeugen. Um die Werkzeuggeschwindigkeit der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes anpassen zu können, benötigt man einen Führungssollwert, nachdem sich die Werkzeuggeschwindigkeit einstellen läßt und der laufend neu ermittelt wird. Dieser Führungs­ sollwert entspricht der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes. Ermittelt wird er beispielsweise mit Hilfe einer Tachomaschine, angeschlossen am Antrieb des letzten Walzgerüstes vor der Trennvorrichtung oder an einer Meßrolle, die vom durchlaufenden Gut angetrieben wird. Die Tachomaschine erzeugt eine bestimmte elektrische Spannung, deren Höhe von ihrer Drehzahl und damit von der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes abhängt. Diese Spannung wird zur Regelung der Werkzeuggeschwin­ digkeit der Trennvorrichtung und damit als Führungssollwert verwendet.

Bei einer solchen Vorrichtung zum Regeln der Werkzeuggeschwindigkeit treten jedoch Ungenauigkeiten auf. So ist beispielsweise der treibende Durchmesser der Walzen, dessen Umfangsgeschwindigkeit der Durchlaufge­ schwindigkeit des Gutes tatsächlich entspricht, nicht leicht und mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmbar, wenn es sich um kalibrierte Walzen handelt. Außerdem verändert sich dieser trei­ bende Durchmesser durch Verschleiß, Temperaturänderungen, Quer­ schnittsschwankungen des Walzgutes und anderes. Bei einer Meßrolle kann es auch zu Durchmesseränderungen durch Temperaturschwankungen kommen oder zu einem Rutschen auf dem Walzgut. Auf diese Weise ent­ steht ein Führungssollwert, der nicht ganz der tatsächlichen Durch­ laufgeschwindigkeit des Gutes entspricht. Beim Trennvorgang kommt es dann aufgrund der nicht genau eingestellten Werkzeuggeschwindig­ keit zu den erwähnten Verformungen des Gutes. Außerdem führt der zum Beginn des Schneidvorganges sich schlagartig erhöhende Leistungs­ bedarf der Trennvorrichtung zu einem, wenn auch nur geringen Dreh­ zahlabfall beim Antrieb der Trennvorrichtung. Ferner kann es sein, daß der die Werkzeuggeschwindigkeit bestimmende Regler im Augenblick des Trennschnittes die richtige Werkzeuggeschwindigkeit noch nicht vollständig und korrekt eingestellt hat. Darüberhinaus kann das Gut im Bereich der Werkzeuge Ausweichbewegungen durchführen, so daß die Messer an einer anderen Stelle ihrer Umlaufbahn schneiden als vor­ gesehen und dort ihre Geschwindigkeit in Durchlaufrichtung des Gutes nicht mit dessen tatsächlicher Durchlaufgeschwindigkeit überein­ stimmt. Die vorerwähnten Abweichungen und Ungenauigkeiten lassen sich mit dem Führungssollwert nicht ausgleichen. Aus diesem Grunde verwendet man einen Zusatzsollwert, der von Hand eingestellt werden kann. Mit Hilfe dieses Zusatzsollwertes läßt sich der aus Führungs­ sollwert und Zusatzsollwert bestehende Gesamtsollwert im Sinne einer Erhöhung oder Absenkung der Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrich­ tung des Gutes verändern.

Die Erfindung betrifft eine solche Trennvorrichtung für langgestrecktes, sich in Längsrichtung bewegendes Gut mit einer Vorrichtung zum Regeln der Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrichtung des Gutes während des Betriebes, welche Einrichtungen zur Ermittlung und Einstellung eines Führungssollwertes und zur Einstellung mindestens eines Zusatzsoll­ wertes für die Werkzeuggeschwindigkeit besitzt.

Bei bekannten Trennvorrichtungen dieser Art wird der Zusatzsollwert so eingestellt, daß die Werkzeuggeschwindigkeit geringfügig größer ist als die Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes. Dies hat den Vorteil, daß der Längenabschnitt des Gutes unmittelbar hinter der Trennstelle auf Zug beansprucht wird und gerade bleibt, während er bei zu niedriger Werkzeuggeschwindigkeit auf Druck beansprucht und gekrümmt würde. Die so entstehende Krümmung kann derart stark sein, daß ein Einlaufen in nachgeschaltete Führungen oder Kaliberöffnungen von Walzgerüsten nicht mehr möglich ist. Um die hierdurch verursachten Betriebsstörungen aus­ zuschalten, stellt man bei den bekannten Trennvorrichtungen den Zusatz­ sollwert im Sinne einer höheren Werkzeuggeschwindigkeit ein, weil aus den oben genannten Gründen ein exaktes Übereinstimmen der Werkzeug­ geschwindigkeit mit der tatsächlichen Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes auf die Dauer nicht eingehalten werden kann und weil man auf jeden Fall eine gegenüber der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes niedrigere Werkzeuggeschwindigkeit und damit eine Krümmung des Gutes hinter der Schnittstelle vermeiden will.

Bei bekannten Trennvorrichtungen, die als Werkzeuge rotierende Messer besitzen, ändert sich aus geometrischen Gründen die Werkzeuggeschwin­ digkeit in Durchlaufrichtung des Gutes ständig, und zwar auch während des eigentlichen Schneidvorganges. Die Spanne, um die sich die Werkzeug­ geschwindigkeit während des Schneidvorganges verändert, ist außerdem noch abhängig von den Außenabmessungen zum Beispiel von dem Durchmesser des Gutes. Bei dickem Gut schneidet ein rotierendes Messer auf seiner Kreisbahn früher ein als bei im Durchmesser kleinem Gut. Dieser frühere Einschnitt bedeutet, daß die Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrich­ tung des Gutes beim Einschnitt noch geringer ist, als bei gleicher Messerdrehzahl, jedoch im Durchmesser kleinerem Walzgut, in welches das Messer später einschneidet. Infolgedessen muß bei im Durchmesser dickem Walzgut ein größerer Zusatzsollwert eingestellt werden. Die Größe des Zusatzsollwertes ist also auch abhängig von dem Durchmesser beziehungsweise den Außenabmessungen des Gutes.

Dies gilt für alle Trennvorrichtungen, bei denen das oder die Werkzeuge auf einer genau oder in etwa kreisförmigen Bahn umlaufen. Bei älteren Trennvorrichtungen dieser Bauart war es aus den vorgenannten Gründen erforderlich, eine Zusatzsollwerteinstellung bis zu etwa 20 Prozent vorzusehen, was bedeutet, daß die Werkzeuggeschwindigkeit in Durch­ laufrichtung des Gutes bis zu etwa 20 Prozent schneller eingestellt werden kann, als die tatsächliche Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes. Bei neueren Trennvorrichtungen hat man bereits einen Rechner verwendet, welcher den Führungssollwert unter Berücksichtigung der Querschnitts­ abmessungen des Gutes ermittelt. Dabei gleicht der Rechner bereits bei der Ermittlung des Führungssollwertes jene Ungenauigkeit aus, welche durch unterschiedliche Außenabmessungen des Gutes entsteht. Deshalb war es möglich, bei neueren Trennvorrichtungen den Zusatzsoll­ wert zu verringern und die Werkzeuggeschwindigkeit genauer der Durch­ laufgeschwindigkeit des Gutes anzupassen. Die übrigen, weiter oben erwähnten Ungenauigkeiten bleiben jedoch auch bei diesen bekannten Trennvorrichtungen, so daß auf die Anwendung eines Zusatzsollwertes nicht verzichtet werden kann.

Bei allen bekannten Trennvorrichtungen, mit Zusatzsollwert ist jeweils nur einer einstellbar. Dieser wird ermittelt, eingestellt und zu­ mindest bei einem bestimmten Gutquerschnitt über längere Zeit beibe­ halten. Dies ist jedoch nachteilig. Betrachtet man beispielsweise einen Schopfschnitt am voreilenden Endabschnitt des Gutes, dann wirkt sich eine geringfügig höhere Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrich­ tung des Gutes positiv aus, weil durch die dabei auftretende Zugbe­ anspruchung des Gutes hinter der Trennstelle das Gut gerade gehalten wird, während die dabei zwangsläufig auftretende Druckbeanspruchung des Gutes vor der Trennstelle sich nicht nachteilig auswirken kann. Letzteres liegt daran, daß bei einem Schopfschnitt am voreilenden End­ abschnitt des Gutes das abgeschnittene Stück relativ kurz ist und in­ folgedessen ohne Schwierigkeiten von den Werkzeugen nach vorne wegge­ schoben werden kann. Außerdem würde ein tatsächliches Verbiegen des ab­ geschnittenen vorderen Endes völlig ohne Bedeutung sein, weil es sich dabei ohnehin um ein unbrauchbares Schrottstück handelt. Infolgedessen ist bei einem vorderen Schopfschnitt ein Zusatzsollwert im Sinne einer Erhöhung der Werkzeuggeschwindigkeit empfehlenswert. Da bei den be­ kannten Trennvorrichtungen mit demselben Zusatzsollwert auch andere Trennschnitte, beispielsweise ein Schopfschnitt am nacheilenden hin­ teren Endabschnitt des Gutes durchgeführt wird, kommt es dort jedoch zu unerwünschten Verformungen des Gutes. Bei einem Schopfschnitt am nacheilenden Endabschnitt des Gutes mit einem Zusatzsollwert, der eine etwas höhere Werkzeuggeschwindigkeit als die Durchlaufgeschwin­ digkeit des Gutes bewirkt, schiebt das Werkzeug das lange Gut vor der Trennstelle nach vorne, beansprucht dieses also auf Druck, so daß es nur noch durch Verbiegen und Ausknicken in radialer Richtung ausweichen kann. Man erhält also beim hinteren Schopfschnitt gerade durch den Zusatzsollwert jene Verhältnisse, die man beim vorderen Schopfschnitt mit demselben Zusatzsollwert vermeidet. Sinngemäß das gleiche gilt auch für Trennschnitte im mittleren Längenabschnitt des Gutes. Bei den bekannten Trennvorrichtungen lassen sich also nicht alle Schnitte einwandfrei durchführen und es kommt zwangsläufig zu unerwünschten Verformungen im Bereich der Trennstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der unerwünschte Verformungen des Gutes im Bereich der Trennstellen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur wahl­ weisen Einstellung mehrerer verschiedener, vorgewählter Zusatzsoll­ werte in Abhängigkeit von der jeweiligen Schnittstelle des Gutes gelöst. Es bleibt also erfindungsgemäß nicht bei einem einmal ermittelten, eingestellten und dann beibehaltenen Zusatzsollwert, sondern es werden mehrere, vorzugsweise drei Zusatzsollwerte ermittelt und eingestellt, die wahlweise abgerufen und benutzt werden, je nach dem, wo sich die Trennstelle befindet. Es wird also für jede Trennstelle, je nach dem, ob sie sich am voreilenden oder am nacheilenden Endabschnitt oder im mittleren Längenabschnitt des Gutes befindet, ein anderer Zusatzsoll­ wert benutzt und zusammen mit dem Führungssollwert bei der Einstellung der Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrichtung des Gutes verwendet. Es lassen sich so optimale Werkzeuggeschwindigkeiten für jeden Schnitt gesondert einstellen, was als vorteilhafte Folge einwandfreie Schnitte ohne unerwünschte Verformungen des Gutes hat.

Dabei ist es empfehlenswert, den Zusatzsollwert bei einem Schopf­ schnitt im voreilenden Endabschnitt des Gutes im Sinne einer deut­ lichen Erhöhung der Werkzeuggeschwindigkeit um zum Beispiel 5 bis 10 Prozent vorzuwählen. Dies stellt sicher, daß das Gut hinter dem Trennschnitt etwas auf Zug beansprucht und gerade gehalten wird und Druckbeanspruchungen allenfalls dem kurzen Abfallstück vor der Trenn­ stelle zugemutet wird, wo evtl. auftretende Deformierungen ohne Be­ deutung sind.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Zusatzsollwert bei einem Teil­ schnitt im mittleren Längenabschnitt des Gutes im Sinne einer mäßigen Erhöhung der Werkzeuggeschwindigkeit von zum Beispiel 1 bis 5 Prozent vorgewählt ist. Hierbei versucht man auf das Gut hinter der Trennstelle einen geringen Zug auszuüben, um sicherzustellen, daß auf keinen Fall Druck ausgeübt wird, der das Gut verformen würde. Andererseits muß dieser auf das Gut ausgeübte Zug so gering wie möglich gehalten werden, da er für das vor der Trennstelle befindliche Gut automatisch eine Druckbeaufschlagung bedeutet. Diese darf nur so groß sein, daß es zu keinen nennenswerten bleibenden Umformungen des Gutes kommt. Gering­ fügige Umformungen können am nacheilenden Endabschnitt eines Gut­ stückes in Kauf genommen werden, weil es durch Führungen, Kaliberöff­ nungen oder dergleichen hindurchgezogen wird, was weniger problema­ tisch ist als das Einführen in Führungen oder Kaliberöffnungen beim voreilenden Endabschnitt.

Darüberhinaus ist es sinnvoll, wenn der Zusatzsollwert bei einem Schopf­ schnitt im nacheilenden Endabschnitt des Gutes im Sinne einer Absen­ kung der Werkzeuggeschwindigkeit um zum Beispiel 1 bis 5 Prozent vor­ gewählt ist. Im Gegensatz zu den bekannten Bauarten wird hier erst­ malig vorgeschlagen, die Werkzeuggeschwindigkeit unterhalb der Durch­ laufgeschwindigkeit des Gutes zu wählen, um das Walzgut vor der Trennstelle mit Zug zu beaufschlagen, damit der hintere Endabschnitt des brauchbaren Gutes gerade bleibt. Dabei wird selbstverständlich Druck auf das Gut hinter der Trennstelle ausgeübt, was aber nicht 5 stört, da es sich hierbei wieder um ein kurzes Abfallstück handelt, was ohnehin verschrottet wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die je­ weiligen Zusatzsollwerte mittels eines Rechners auswählbar und ein­ setzbar. Während des Betriebes hält dann der Rechner nach, ob es sich um einen Schopfschnitt am vorderen Endabschnitt oder am nach­ eilenden Endabschnitt oder um einen Trennschnitt im mittleren Längen­ abschnitt des Gutes handelt und wählt automatisch den richtigen, vor­ gewählten Zusatzsollwert hierzu, so daß ein ständiges Neuwählen eines anderen Zusatzsollwertes von Hand entfällt. Außerdem läßt sich in einem solchen Rechner eine Vielzahl von Zusatzsollwerten verschiedener Größe und Richtung einspeichern, in Abhängigkeit von der Art des Gutes und der Lage der Trennstelle. Erhält der Rechner diese Infor­ mationen, dann wird er stets den richtigen Zusatzsollwert für jeden einzelnen Schnitt wählen und eine optimale Trennung ermöglicht.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht. Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage mit erfindungsgemäßer Trennvorrichtung in der Draufsicht;

Fig. 2 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Walzblock bezeichnet, dessen Walzgerüste 2 über ein Getriebe 3 von Antriebsmotoren 4, 5 und 6 angetrieben sind. Dem Walzblock 1 nachgeschaltet ist eine Trennvorrichtung 7, die von einem Motor 8 angetrieben ist. Führungen oder Rollgänge 9 und 10 leiten das aus dem Walzblock 1 kommende Gut zunächst zur Trennvorrichtung 7 und anschließend zu einem Kühlbett 11.

Der das letzte Walzgerüst 2 antreibende Motor 6 besitzt eine Tacho­ maschine 12. Auch am Antriebsmotor 8 der Trennvorrichtung 7 ist eine solche Tachomaschine 13 angeordnet. Die Tachomaschine 12 erzeugt eine Spannung, deren Höhe abhängig ist von der Drehzahl des Antriebsmotors 6 und damit von den Walzen des letzten Walzgerüstes 2. Diese Drehzahl entspricht im wesentlichen der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes beziehungsweise seiner Auslaufgeschwindigkeit aus dem Walzblock 1 und seiner Durchlaufgeschwindigkeit durch die Trennvorrichtung 7. Die Tachomaschine 13 der Trennvorrichtung 7 erzeugt demgegenüber eine Spannung, deren Höhe abhängig ist von der Antriebsgeschwindigkeit der Trennvorrichtung 7, insbesondere von der Werkzeuggeschwindigkeit in Durchlaufrichtung des Gutes. Beides gilt, wenn man von den eingangs erwähnten Ungenauigkeiten absieht.

In dem Schaltbild von Fig. 2 ist die von der Tachomaschine 12 erzeugte Spannung als Führungssollwert 14 dargestellt. Diesem Führungssollwert 14 wird am Summierungspunkt 15 einer von mehreren Zusatzsollwerten 16, 17 oder 18 hinzuaddiert, die von Hand eingegeben worden sind oder einem geeigneten Speicher entstammen. Ein Rechner 19 entscheidet darüber, welcher der Zusatzsollwerte 16, 17 oder 18 zum Führungssollwert 14 hinzuaddiert wird, was der Rechner 19 in Abhängigkeit von der Lage der Trennstelle entscheidet. Der so entstehende Gesamtsollwert wird bei 20 verglichen mit einem Istwert 21, den die Tachomaschine 13 erzeugt und welcher der tatsächlichen Werkzeuggeschwindigkeit der Trennvorrich­ tung 7 entspricht. Ein Regler 22 regelt entsprechende Differenzen zwischen dem Gesamtsollwert und dem Istwert 21 aus, in dem er den Antriebsmotor 8 der Trennvorrichtung 7 entweder beschleunigt oder verzögert.

Claims (5)

1. Trennvorrichtung für langgestrecktes, sich in Längsrichtung bewegendes Gut mit einer Vorrichtung zum Regeln der Werkzeug­ geschwindigkeit in oder gegen Durchlaufrichtung des Gutes während des Betriebes, welche Einrichtungen zur Ermittlung und Einstellung eines Führungssollwertes und zur Einstellung min­ destens eines Zusatzsollwertes für die Werkzeuggeschwindigkeit besitzt, gekennzeichnet durch eine Ein­ richtung zur wahlweisen Einstellung mehrerer verschiedener, vorgewählter Zusatzsollwerte in Abhängigkeit von der jeweiligen Schnittstelle des Gutes.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatzsollwert bei einem Schopf­ schnitt im voreilenden Endabschnitt des Gutes im Sinne einer deutlichen Erhöhung der Werkzeuggeschwindigkeit um zum Bei­ spiel 5 bis 10% vorgewählt ist.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zusatzsollwert bei einem Teilschnitt im mittleren Längenabschnitt des Gutes im Sinne einer mäßigen Erhöhung der Werkzeuggeschwindigkeit von zum Bei­ spiel 1 bis 5% vorgewählt ist.

4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz­ sollwert bei einem Schopfschnitt im nacheilenden Endabschnitt des Gutes im Sinne einer Absenkung der Werkzeuggeschwindigkeit um zum Beispiel 1 bis 5% vorgewählt ist.

5. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweili­ gen Zusatzsollwerte mittels eines Rechners auswählbar und einsetz­ bar sind.