DE3828356A1 - Verfahren und treibeinrichtung zur beeinflussung der lage von warmwalzband - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Lage von Warmwalzband, das über eine Treibeinrichtung insbesondere einem Haspel zugeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Treibeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Beeinflussung des Führungsverhaltens des Warmwalzbandes beim Einlaufen in den Haspel sieht ein nach der DE-PS 26 14 254 bekann­ tes Verfahren vor, der Haltekraft der Rollen eine Hilfskraft zuzu­ ordnen, die über jede der beiden Lagergehäuse der oberen der Rollen einwirkt. Diese Lagergehäuse sind in einer die Haltekraft übertra­ genden Schwinge parallel zu deren Schwingebene verschiebbar, wobei die Haltekraft von der Schwinge übertragen wird. Die Schwinge wird mittels pneumatischer Beaufschlagung gegen eine der Banddicke ent­ sprechend eingestellten Anschlag einer Hubspindel mit der Halte­ kraft belastet. Die Hilfskraft wird gleichfalls pneumatisch aufge­ bracht, so daß sich bei einer ungleichmäßigen Belastung der Treib­ spalt entsprechend einstellt. Für die Lagergehäuse der unteren Treiberrolle bestehen Ausgleichsvorrichtungen im Ständer.

Im Falle außergewöhnlicher Belastungen und dadurch bedingter, ein­ seitiger Öffnung des Treibspaltes ergeben sich Querbewegungen des Bandes in Richtung des sich öffnenden Spaltes. Als Folge hiervon wickelt sich das Band im Haspel zu einem Coil mit unebenen Stirn­ flächen auf, so daß es bei der weiteren Förderung der Coils und bei der Verarbeitung derselben zu Beschädigungen an den Bandkanten kom­ men kann.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Treibeinrich­ tung zu schaffen, so daß sich eine gleichmäßige Kontur der Coil­ stirnflächen ergibt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen gemachten Vorschläge.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird im Treiberspalt dann, wenn die Rollenachsen durch Verschwenkung einer Rolle nicht mehr parallel sind, eine quer zur Durchlaufrichtung des Walzbandes gerichtete Kraft erzeugt, die es ermöglicht, die Bandkantenlage wirkungsvoll zu verändern, so daß sie innerhalb eines Sollbereiches verbleibt, der für die Qualität des Coil erforderlich ist. Maß­ geblich für den Eingriff des Reglers sind dabei nicht Abweichungen in der Materialdicke des Bandes, sondern Abweichungen der Band­ kantenlage von dem genannten Sollwert. Änderungen der Achsenpara­ llelität führen nun nicht, wie beim bekannt gewesenen Stand der Technik, zu einer einseitigen Öffnung des Treiberspaltes, sondern ergeben, daß sich der Berührungspunkt bzw. der Punkt größter An­ näherung zwischen oberer und unterer Rolle von der Rollenmitte zur einen oder anderen Rollenseite hin entlang einer bekannten Ortskur­ ve verlagert. Damit sind die Voraussetzungen erfüllbar, die aus­ laufseitige Bandkantenlage zu verändern, so daß die erfindungsge­ mäße Aufgabe gelöst wird.

Grundsätzlich verläuft die Regelung nach Maßgabe der folgenden An­ forderungen:

• 1. Vor Haspelbeginn sind die Treibrollenachsen parallel ausge­ richtet, wobei sie einen der Banddicke entsprechenden Spalt­ abstand voneinander besitzen.
• 2. Die Anpreßkraft zwischen Treibrollen und Band wird abhängig von der Neigung der Rollen zueinander auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt.
• 3. Unter Aufrechterhaltung der Anpreßkraft wird die auslaufsei­ tige Bandkantenlage bzw. ihre Abweichung von einem Sollwert als Führungsgröße für die Neigung der verstellbaren Treib­ rolle verwendet.
• 4. Bei unzulässiger Überschreitung der vorgegebenen Anpreß­ kraft infolge von Störungen reagiert die Anstellung der­ art nachgiebig, daß Schäden an der Treibeinrichtung ver­ mieden werden.

Die Treibeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht von einem Rollenpaar mit einer festgelagerten und einer beidseitig veränder­ bar gelagerten Rolle aus, von welchen Rollen die eine derart ge­ krümmt ist, daß sich der Punkt größter Annäherung beider Rollen wirkungsvoll im Bereich der Walzbreite einstellen läßt. Dies setzt voraus, daß sich die notwendige Anpreßkraft angesichts der Ortskur­ ve des Punktes größter Annäherung zwischen beiden Rollen aufrecht­ erhalten läßt. Insbesondere sind die Lagergehäuse der einstellbaren Rollen in vertikaler Richtung verstellbar, so daß die geometrischen Voraussetzungen einer vorgegebenen Ortskurve für den Berührungs­ punkt stets erfüllt werden können.

Die Regelung sieht bei der Erfindung die Verstellorgane der Lager­ gehäuse als Stellglieder vor, um als Regelgröße den Achsenwinkel der verstellbaren Rolle zu verändern, Die Führungsgröße dieser Regelung ist in der beschriebenen Weise die Abweichung der auslauf­ seitigen Bandkantenlage von einem Sollwert.

Die Stellgrößen dieser Regelung erfahren zweckmäßig eine Oberlage­ rung, die es ermöglicht, den Spaltabstand bzw. die Anpreßkraft bei jedem Winkel der Rollenachsen in Bezug zueinander aufrechtzuerhal­ ten.

Vorteilhaft wird die bombierte Ausbildung bei der unteren, im festen Ständer gelagerten Rolle vorgenommen. Um Einflüsse, wie sie bei der bekannten Schwingenanordnung durch Nachgiebigkeit eines Bauteils auftreten können, auszuschalten, werden die Lagergehäuse sowohl der festen Rolle als auch der verstellbaren Rolle in einem gemeinsamen Ständer angeordnet. Sie haben dabei eine unveränderbare Position zueinander.

Damit die Verstellorgane einerseits eine zuverlässige, differen­ zierte Einstellung des Achsenwinkels der verstellbaren Rolle ge­ statten, und andererseits aber auch bei Störungen nachgiebig rea­ gieren können, werden sie vorteilhaft als jeweils in Reihe hinter­ einander geschaltete Zylinder-Kolben-Einheiten auf beiden Seiten der verstellbaren Rolle vorgesehen. Die eine der Zylinder-Kol­ ben-Einheiten läßt sich dabei pneumatisch und die andere hydrau­ lisch betreiben. Die Einstellung der Verstellorgane erfolgt hierbei ausschließlich über die hydraulische Beaufschlagung, wohingegen die pneumatische Beaufschlagung so groß gewählt wird, daß die hierfür vorgesehene Zylinder-Kolben-Einheit in Endlage steht. Dabei ist der Beaufschlagungsdruck größer als derjenige, der sich aus dem Soll­ wert der betrieblichen Rollenanpreßkraft ergibt und durch den vom Kolben ausgeübten Druck übertragen wird. Andererseits ist die Beaufschlagung aber auch kleiner als der Maximalwert dieses Druckes, so daß hierfür vom oberen Grenzwert der Rollenanpreßkraft auszugehen ist. Somit wird bei zuverlässiger Winkeleinstellung der oberen Rolle stets gewährleistet, daß bei Uberschreiten der vorge­ gebenen Anpreßkraft Schäden an der Treibeinrichtung vermieden wer­ den.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden, schematischen Zeichnungen Be­ zug genommen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Bandlauf zwischen Treib­ einrichtung und Haspel,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht der Treibeinrichtung,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der bombierten Rolle mit der Ortskurve des Berührungspunktes,

Fig. 4 ein Verstellorgan für ein Lagergehäuse der oberen Rolle und

Fig. 5 die geometrischen Verhältnisse bei der Einstellung der verstellbaren Rolle.

Gemäß Fig. 1 verläuft das Band 11 in der Mittellage zwischen der Treibeinrichtung 12 und dem Haspeldorn 13, um den das Band zum Coil 14 aufgewickelt ist. Im Anschluß an die Treibeinrichtung 12 ist ein Bandkantensensor 15 vorgesehen, der die als Längenmaß erfaßbare Bandkantenlage a (t) ermittelt und diese mit dem Sollwert für die Bandkantenlage a _Soll vergleicht. Die Abweichung wird dem Regler 16 zugeführt, der daraufhin die Stellgrößen y _A bzw. y _B für die Ver­ stellorgane der verstellbaren Rolle ermittelt und diese den als Stellglieder wirksamen Verstellorganen 16 beaufschlagt. Die Anord­ nung der Verstellorgane 16 ist Fig. 2 zu entnehmen. Es handelt sich hierbei um eine seitliche Darstellung, bei der das Verstellor­ gan nur auf einer Seite der verstellbaren Rolle 7 erkennbar ist. Tatsächlich ist ein Verstellorgan 16 auch auf der anderen Seite der Rolle 7 ausgeführt, so daß die auf beiden Seiten der Rolle 7 vor­ handenen Lagergehäuse 6 mittels der Verstellorgane im Ständer 10 verschoben werden können. Die Rolle 7 liegt dabei auf der bombiert ausgebildeten Rolle 9 auf. Beim Durchlauf des Bandes 14 kommt es zwar zu keiner echten Berührung zwischen den Rollen 7 und 9, jedoch gibt es dann einen Punkt der größtmöglichen Annäherung zwischen beiden Rollen, der an die Stelle des Berührungspunktes tritt. Da die untere, bombierte Rolle 9 mit ihren Lagergehäusen 8 fest im Ständer 10 angeordnet ist, ergibt sich die Ortskurve für die Be­ ruhrung beider Rollen lediglich aus der Verstellung der oberen, zylindrisch ausgebildeten Rolle 7. Man erkennt den Verlauf der Ortskurve aus Fig. 3, wobei die untere Rolle in Form eines von der Mitte bis zum Rand reichenden, sektorförmigen Ausschnittes darge­ stellt ist. Streng genommen besteht um den Berührungspunkt herum eine Berührungszone, die bei paralleler Ausrichtung der Achsen bei­ der Rollen in der Mitte liegt, wie der schraffierte Bereich dieser Zone 17 erkennen läßt. Bei Verstellung der oberen Rolle wandert der Berührungspunkt bzw. der Bereich größtmöglicher Annäherung entlang der Ortskurve 18 über die bombierte Rolle innerhalb des Walz­ bereiches. Dabei verschiebt sich die Berührungszone beispielsweise in den Zonenbereich 20. Die Schrägstellung der Rollen zueinander gestattet mithin die Beibehaltung des Kraftschlusses, als dessen Folge sich Querkräfte gezielt einstellen lassen, um bei Abweichung der Bandkantenlage aus dem Sollbereich eine Querbewegung des Bandes einzuleiten, bis die Regelabweichung aufgehoben ist. Der Regler ist also während dieser Verstellbewegung im Eingriff, wobei er die Ver­ stellorgane 16 über induktive Weggeber 4 steuert, wie sich dies aus Fig. 4 ergibt.

Danach sind die Verstellorgane 16 als zwei Zylinder-Kolben-Einhei­ ten 2 bzw. 3 ausgeführt, von denen die Zylinder-Kolben-Einheit 2 lediglich pneumatisch beaufschlagbar ist. Der Kolben dieser Einheit ist in Fig. 4 in der Endlage dargestellt, so daß bei normaler Kraftbelastung die Einstellung ausschließlich mit der hydraulisch beaufschlagbaren Zylinder-Kolben-Einheit 3 vorgenommen wird. Zwi­ schen der Zylinder-Kolben-Einheit 2 und dem Ständer ist noch eine Kraftmeßdose 1 eingebaut, die es erlaubt, die pneumatische Beauf­ schlagung in der bereits beschriebenen Weise einzustellen.

Aus geometrischen Gründen ist bei der Rolleneinstellung bei Ver­ änderung der Neigung auch eine Translationsbewegung erforderlich, um den Spalt zwischen beiden Rollen der Banddicke entsprechend auf­ recht erhalten zu können. Aus diesem Grunde werden die Stellgrößen, die für die Neigungseinstellung ermittelt werden, noch mit Maßen überlagert, welche der notwendigen Translation entsprechen. Die geometrische Beziehung zwischen Neigung und Translation ist aus Fig. 5 ersichtlich.

Neben dem Regelkreis zur Einstellung der Rollenneigung in Abhängig­ keit von der Bandkantenlage besteht daher noch ein weiterer Regel­ kreis für den translatorischen Vorschub (Gleichlauf) in Abhängig­ keit von der Regelabweichung der Anpreßkraft.

Die erzeugten Querkräfte lassen sich mithin leicht durch die Ver­ stellung der Achsenneigung der oberen Rolle regeln. In Abhängigkeit von der Bombierung der unteren Rolle reichen bereits geringe Ver­ stellwege der Lagergehäuse aus, um die erforderlichen Querkräfte zur Beeinflussung des Bandlaufs aufzubringen. Die Größe der Anpreß­ kraft zwischen den Rollen und dem Band läßt sich von der Treibrol­ lenneigung unabhängig derart einstellen, daß Rückwirkungen der Bandlaufbeeinflussung auf den Bandzug vermieden werden. Für die Wirkrichtung der Querkräfte ist die Größe des Schlupfes zwischen den Rollen und Band in Querrichtung maßgeblich. Die Wirkrichtung der am Band angreifenden Querkraft ist mit der Wirkrichtung der Quergeschwindigkeit der geneigten Rolle so lange identisch, bis im Grenzfall die Bandgeschwindigkeit der Querrichtung die Querge­ schwindigkeit der Rolle übersteigt, was indes ein Gegensteuern der Bandkantenlageregelung auslösen würde. Daraus folgt, daß bei Um­ schaltung zwischen den Betriebsphasen der in üblicher Weise mit An­ trieben versehenen Treibeinrichtung (Vorzug, Gleichlauf, Rückzug) lediglich der Betrag des wirksamen Schlupfes und damit der Quer­ kraft beeinflußt wird, da keine Drehrichtungsumkehr der Rolle er­ folgt. Dieser Effekt wird jedoch durch die Bandkantenlageregelung über die Anpassung der Rollenneigung ausgeregelt. Zusätzliche Ein­ griffe in den Lagerregelkreis sind nicht erforderlich. Auch Bänder mit keiförmigem Querschnitt lassen sich in der vorgesehenen Weise in ihrer Lage steuern, so fern die untere Rolle ausreichend groß bombiert ist.

Claims (9)

1. Verfahren zur Beeinflussung der Lage von Warmwalzband, das einem Haspel über eine Treibeinrichtung zugeführt wird, die mit einer ersten, im Ständer gelagerten, geschwindigkeitsgeregelten Rolle und mit einer zweiten, geschwindigkeitgeregelten, relativ zur ersten Rolle derart versetzt gelagerten Rolle versehen ist, daß sich die Rollenachsen in zwei voneinander horizontal beabstande­ ten Vertikalebenen befinden, wobei die Rollen auf verschiedenen Banddicken entsprechende Spaltabstände einstellbar sind und bei einer derselben beide Lagergehäuse beweglich abgestützt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei bombierter Ausbildung einer der Rollen unter Auf­ rechthaltung des Kraftschlusses im Treiberspalt durch nach Maßgabe der Bandkantenlage geregelte Verschränkung der Rollenachsen Kräfte quer zur Durchlaufrichtung des Walz­ bandes erzeugt werden.

2. Treibeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Rollen (9) fest im Ständer (10) gelagert ist, und daß auf die Lagergehäuse (6) der anderen Rolle (7) voneinander unabhängige Verstellorgane einwirken, und daß bei dem Paar einer zylindrischen (7) und einer bombierten Rolle (9) das Krümmungsmaß der letzteren derart ist, daß sich der Punkt größter Annäherung zwischen beiden Rollen (7, 9) im Bereich der Walzbreite einstellen läßt.

3. Treibeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse (6) in vertikaler Richtung verstell­ bar sind.

4. Treibeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellorgane Stellglieder einer Regelung sind, deren Führungsgröße der Abweichung der auslaufseitigen Bandkantenlage von einem Sollwert entspricht, und deren Regelgröße der Achsenwinkel (ϕ) der verstellbaren Rolle (7) ist.

5. Treibeinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bombierte Ausbildung bei der unteren Rolle (9) be­ steht, die fest im Ständer (10) gelagert ist.

6. Treibeinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lagergehäuse (6, 8) beider Rollen (7, 9) in einem gemeinsamen Ständer (10) befinden.

7. Treibereinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellorgane jeweils zwei in Reihe hintereinan­ der geschaltete Zylinder-Kolben-Einheiten (2, 3) auf bei­ den Seiten der verstellbaren Rolle (7) vorgesehen sind, von denen eine Zylinder-Kolben-Einheit (2) pneumatisch und die andere Zylinder-Kolben-Einheit (3) hydraulisch beauf­ schlagbar ist.

8. Treibeinrichtunq nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Beaufschlagung der Zylinder-Kol­ ben-Einheiten (2) größer als der sich aus dem Sollwert der betrieblichen Rollenanpreßkraft ergebende, durch die Kol­ ben ausgeübte Druck und kleiner als der Maximalwert dieses Druckes ist, während die Einstellung der Verstellorgane ausschließlich durch eine hydraulische Beaufschlagung der Zylinder-Kolben-Einheiten (3) erfolgt.

9. Treibeinrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung einer auf beide Lagergehäuse (6) ein­ wirkende Stellgrößenuberlagerung für den Spaltabstand be­ steht.