DE3803490A1 - Sicherheitsanordnung fuer stellzylinder, insbesondere fuer kalander mit verstellbaren walzen - Google Patents
Sicherheitsanordnung fuer stellzylinder, insbesondere fuer kalander mit verstellbaren walzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung für
Stellzylinder, insbesondere für Kalander mit verstell
baren Walzen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In bekannter Weise bestehen Walzengerüste aus mehreren
Walzen, die verfahrbar angeordnet und an Gegenwalzen an
drückbar sind. Zum Einstellen einer bestimmten Walzen
kraft dienen hydraulische Stellzylinder mit Servo- oder
anderen Steuerventilen. Zur Ansteuerung der Servoventile
ist eine elektrische Schaltungsanordnung vorgesehen. Soll
die Walzenkraft so eingestellt werden, daß auf das durch
den Walzenspalt hindurchtretende Material ein vorbe
stimmter Druck ausgeübt wird, so kann der in den Zylinder
räumen der Stellzylinder auftretende Druck gemessen und
als Istwert der Schaltung zugeführt werden. Eine der
artige Druckregelung ermöglicht es auch, die Walzen vor
einer Überlastung zu schützen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
eine hydraulische Sicherheitsanordnung derart vorzusehen,
daß ein Überschreiten vorbestimmter Anstellkräfte ver
mieden wird. Insbesondere soll die hydraulische Absiche
rung bei einem Ausfall der elektrischen Schaltung wirksam
sein.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Anstellkräfte der Walzen sind durch die in den Stell
zylindern wirkenden Drücke bestimmt, aus denen Differenz-
Kräfte gebildet werden, von denen ein Sicherheitsventil
derart verstellbar ist, daß bei Überschreiten bestimmter
Kraftwerte der Systemdruck verringert bzw. drucklos gemacht
wird. Ein wesentlicher Vorteil der Absicherung liegt darin,
daß die Stillsetzung der Anlage auch dann zuverlässig er
folgt, wenn infolge kleiner Differenzen im Feinsteuer
bereich der verschiedenen Servoventile und durch die un
terschiedliche Lastanordnung der Walzen 1× oben, 1× unten
in allen Stellzylinderräumen unterschiedliche Drücke wir
ken.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der
einzigen Figur der Zeichnung im folgenden näher erläutert,
in der eine Sicherheitsanordnung für einen Kalander mit
drei Walzen dargestellt ist.
Der Kalander besteht aus einer Gegenwalze 1 sowie einer
Oberwalze 2 und einer Unterwalze 3, die jeweils von
Stellzylindern 4, 5 und 6, 7 gegenüber der Gegenwalze 1
derart verfahrbar sind, daß eine bestimmte Kraft über die
Stellzylinder 4, 5, 6, 7 erzeugt wird. Das zu kalandrie
rende Material wird durch die Walzen hindurchgeführt und
durch entsprechende Anpreßkräfte und Profilierung der
Walzen veredelt. Die entsprechenden Kräfte F 1 bis F 4
werden von den Stellzylindern 4 bis 7 erzeugt.
Jede Kraft F 1 bis F 4 ist bestimmt durch die kolbenseitige
Fläche A 1, die kolbenstangenseitige Fläche A 2 sowie die
in den zugehörigen Zylinderräumen herrschenden Drücke P 1
bis P 8.
Zu jedem Stellzylinder gehört ein Wegeproportionalventil
oder Servoventil 15, das elektrisch ansteuerbar ist und
die Druckmittelwege zwischen dem Servoventil und dem zuge
hörigen Stellzylinder regelt. Die einzelnen Drücke werden
in Druckaufnehmern gemessen und als elektrische Signale
einer nicht-dargestellten elektrischen Schaltungsanord
nung zugeführt, von der die einzelnen Servoventile derart
angesteuert werden, daß von den Stellzylindern die ge
wünschten Kräfte F 1 bis F 4 zur Anstellung der Oberwalze
und Unterwalze 2, 3 erzeugt werden.
Bei dem dargestellten Walzenkalander ist auch die mittlere
Walze 1 raumbeweglich gelagert. Es darf dann die Differenz
kraft zwischen den Kräften F 1 minus F 3 und zwischen F 3
minus F 1 für die linksseitigen Stellzylinder 4 und 6 wie
auch die Differenzkraft F 2 minus F 4 und F 4 minus F 2 der
rechtsseitigen Stellzylinder 5 und 7 einen vorbestimmten
Kraftwert nicht überschreiten.
Im Normalbetrieb erfolgt die Absicherung über den elektri
schen Regelkreis. Bei Ausfall der Elektronik ist eine
hydraulische Absicherung vorgesehen. Die Besonderheit
einer zuverlässigen Absicherung besteht insbesondere darin,
daß die gewünschten Kräfte F 1 bis F 4 mit Drücken P 1 bis P 8
erzeugt werden, die voneinander abweichen können. Diese
Differenzen sind durch die Servoventile im differenzie
renden Nulldurchgang und durch die unterschiedliche Last
anordnung der beweglichen Walzen 1× oben und 1× unten
bedingt.
Den Stellzylindern 4, 6 ist ein Sicherheitsventil 16 und
den Stellzylindern 5, 7 ein Sicherheitsventil 17 zuge
ordnet. Jedes Sicherheitsventil 16, 17 weist beidseitig
je einen Steuerkolben 22, 24 bzw. 23, 25 auf, der mit den
Drücken P 1 bis P 8 in der in der Figur dargestellten Weise
beaufschlagt ist.
Auf die Kolbenseite A 3 des Steuerkolbens 22 wirkt P 4 und
auf die Kolbenstangenseite A 4 der Druck P 3, auf den Steuer
kolben wirkt somit die Differenzkraft, gebildet aus den
Kräften P 4 × A 3 minus P 3 × A 4. Gegensinnig gegen die Dif
ferenzkraft drückt eine Feder 26 auf den Kolben 22. Ent
sprechende Federn 26 stützen sich auch auf den anderen
Kolben ab. Der Steuerschieber des Sicherheitsventils 16
ist somit von den Steuerkolben 22, 24 in beiden Richtungen
verstellbar. Entsprechendes gilt für das Sicherheitsventil 17.
Die P-Eingänge der Sicherheitsventile 16 und 17 sind ge
meinsam über eine Leitung 28 an ein vorgesteuertes Druck
ventil 30 angeschlossen, wie dies mit der Leitung 29 an
gedeutet ist. Ausgangsseitig sind die beiden Sicherheits
ventile 16 und 17 über eine Leitung 32 mit dem Tank T
verbunden. In der dargestellten Mittelstellung herrscht
in der Leitung 28 der in der Druckleitung P der Pumpe 16
auftretende Druck, da über das Ventil 30 Druckmittel aus
der Druckleitung in die Leitung 29 und damit zu den P-
Anschlüssen der Sicherheitsventile gelangt.
Die Wirkungsweise ist wie folgt: Die in den Stellzylindern
4 und 6 herrschenden Drücke P 1 bis P 4 beaufschlagen die
Steuerkolben 22 und 24 entsprechend dem Verhältnis der
Flächen A 1 und A 2 im Stellzylinder zu den Flächen A 3 bzw.
A 4 des zugehörigen Steuerkolbens 22 bzw. 24. Aus diesen
proportionalen Beziehungen läßt sich die Federkraft F 5
wie folgt berechnen: Beispielsweise soll die Differenz
kraft F 1-F 3 gleich 50 000 N betragen. Ist das Flächen
verhältnis A 1 zu A 3 gleich 100 und auch das Flächenver
hältnis A 2 zu A 4 gleich 100, so ergibt sich die Feder
kraft F 5 mit 50 000:100=500 N. Die Federkraft F 5 ist
also proportional der Differenzkraft F 1-F 3, im gleichen
Verhältnis wie die Flächen A 4:A 2 und A 3:A 1.
Entsprechendes gilt für die Federkraft F 6, die mit dem
gleichen Flächenverhältnis der Differenzkraft F 3-F 1
proportional ist. Damit bleibt das Kraftverhältnis von F 5
und F 6 zu F 1-F 3 und F 3-F 1 immer konstant. Die Feder
kraft kann durch entsprechende Durchmesserauswahl der
Kolben für die Flächen A 3 und A 4 für eine bestimmte
maximale Differenzkraft F 1-F 3 und F 3-F 1 entsprechend
gewählt werden.
Tritt ein Kräfteungleichgewicht an einem der Sicherheits
ventile 16 oder 17 auf, weil die vorbestimmte Differenz
kraft F 1-F 3 oder F 3-F 1 bzw. F 2-F 4 oder F 4-F 2
überschritten ist, so wird der Steuerschieber des Sicher
heitsventils von einem der Steuerkolben aus der Mittellage
verschoben. Dadurch wird die Leitung 28 über die Leitung
32 mit dem Tank verbunden und druckentlastet. Damit bricht
der Vorsteuerdruck für das Druckventil 30 zusammen. Dieses
öffnet und die Pumpe 16 fördert auf drucklosen Umlauf. Es
erfolgt eine sofortige Druckentlastung der Stellzylinder
und die Anlage wird stillgesetzt. Die Sicherheitsventile
nehmen wieder ihre Mittelstellung ein. Beim Wiederanfahren
der Anlage gerät Druckmittel über das Druckventil 30 und
die Leitung 29 in die Leitung 28, so daß die Sicherheits
schaltung wieder betriebsbereit ist.
Claims (8)
1. Sicherheitsanordnung für Stellzylinder, insbeson
dere für Kalander mit verstellbaren Walzen, mit je einem
Ventil zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen den
beiden Kammern jedes Stellzylinders, einer Druckmittel
quelle und einem Tank und mit einer Schaltung zur An
steuerung der Ventile zur Regelung der von den Stell
zylindern ausgeübten Andruckkräfte, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Steuerschieber eines Sicher
heitsventils (16, 17) von den Drücken in den beiden Zylinder
räumen eines Stellzylinderpaares (4, 6 bzw. 5, 7) gegen
sinnig beaufschlagt ist und bei einem Kraftungleichge
wicht die zu den Ventilen (15) führende Druckleitung
drucklos geschaltet wird.
2. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß an die Druckleitung
der Druckmittelquelle (16) ein vorgesteuertes Druckent
lastungsventil (30) angeschlossen ist, dessen Vorsteuer
leitung (29) über das von den Differenzkräften beauf
schlagte Sicherheitsventil (16, 17) mit dem Tank verbind
bar ist.
3. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Steuer
schieber des Sicherheitsventils (16, 17) gegensinnig von
je einem Kolben (22, 23, 24, 25) betätigbar ist, von
denen der eine Kolben mit der Druckdifferenz in den Zylin
derräumen eines ersten Stellzylinders (4) und der andere
Kolben mit der Druckdifferenz in den Zylinderräumen des
zweiten zu dem Zylinderpaar gehörenden Stellzylinders
(6) beaufschlagt ist.
4. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Kolben zusätz
lich von einer gegensinnig auf den Steuerschieber wirken
den Feder (26) beaufschlagt ist.
5. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feder (26) zur
Einstellung der von den Stellzylindern ausgeübten Diffe
renzkraft dient.
6. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Flächenverhältnis zwischen Kolbenseite und Kolbenstangen
seite der Kolben der Sicherheitsventile (16, 17) zur
Bemessung der vorbestimmten maximalen Differenzkraft der
Stellzylinderpaare dient.
7. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 4
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federkraft gleich der von den Stellzylindern ausgeübten
Differenzkraft geteilt durch das Flächenverhältnis der
Stellzylinderkolbenseiten bzw. der Steuerkolbenseiten
ist.
8. Sicherheitsanordnung für gegenseitig an eine Mittel
walze angedrückte Stellwalzen, dadurch gekenn
zeichnet, daß je ein Sicherheitsventil (16, 17)
für je ein Stellzylinderpaar (4, 6 bzw. 5, 7) vorgesehen
ist, dessen Stellkräfte (F 1, F 3 bzw. F 2, F 4) gegensinnig
auf die Stellwalzen wirken.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883803490 DE3803490A1 (de) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | Sicherheitsanordnung fuer stellzylinder, insbesondere fuer kalander mit verstellbaren walzen |
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DE19883803490 DE3803490A1 (de) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | Sicherheitsanordnung fuer stellzylinder, insbesondere fuer kalander mit verstellbaren walzen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3803490C2 DE3803490C2 (de) | 1992-05-07 |
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ID=6346720
Family Applications (1)
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