DE3828356C2 - Vorrichtung zur Beeinflussung der Lage von Warmwalzband mit einer Treibeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Lage von Warmwalzband, mit einer Treibeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Beeinflussung des Führungsverhaltens eines Warmwalzbandes beim Einlaufen in einen Haspel sieht ein nach der DE-OS 26 14 254 bekanntes Verfahren zur Regelung der Bandzug-Anpresskraft an Treibapparaten für Walzband, bei dem die Treiberrollen mit einer vorbestimmbaren konstanten Haltekraft in Richtung gegeneinander beaufschlagt sind vor, der Haltekraft der Rollen eine Hilfskraft zuzuordnen, die über jede der beiden Lagerge­ häuse der oberen der Rollen einwirkt. Diese Lagergehäuse sind in einer die Haltekraft übertragenden Schwinge parallel zu deren Schwingebene ver­ schiebbar, wobei die Haltekraft von der Schwinge übertragen wird. Die Schwinge wird mittels pneumatischer Beaufschlagung gegen eine der Banddicke entsprechend eingestellten Anschlag einer Hubspindel mit der Haltekraft belastet. Die Hilfskraft wird gleichfalls pneumatisch aufgebracht, so daß sich bei einer ungleichmäßigen Belastung der Treibspalt entspre­ chend einstellt. Für die Lagergehäuse der unteren Treiberrolle bestehen Ausgleichsvorrichtungen im Ständer.

Im Falle außergewöhnlicher Belastungen und dadurch bedingter, einseitiger 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 Stirnflächen auf, so daß es bei der weiteren Förderung der Coils und bei der Verarbeitung derselben zu Beschädigungen an den Bandkanten kommen kann.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile vermeidet und mit der sich die Bandkantenlage korrigieren läßt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im Treibspalt 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 er­ forderlich ist. Maßgeblich für den Eingriff des Reglers sind dabei nicht Ab­ weichungen in der Materialdicke des Bandes, sondern Abweichungen der Bandkantenlage von dem genannten Sollwert. Änderungen der Achsen­ parallelität führen nun nicht, wie beim bekannt gewesenen Stand der Technik, zu einer einseitigen Öffnung des Treibspaltes, sondern ergeben, daß sich der Berührungspunkt bzw. der Punkt größter Annäherung zwischen oberer und unterer Rolle von der Rollenmitte zur einen oder anderen Rollenseite hin entlang einer bekannten Ortskurve verlagert. Damit sind die Voraussetzungen erfüllbar, die auslaufseitige Bandkantenlage zu verändern, so daß die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst wird.

Grundsätzlich verläuft die Regelung nach Maßgabe der folgenden Anforde­ rungen:

• 1. Vor Haspelbeginn sind die Treibrollenachsen parallel ausgerich­ tet, wobei sie einen der Banddicke entsprechenden Spaltabstand 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 auslaufseitige Bandkantenlage bzw. ihre Abweichung von einem Sollwert als Führungsgröße für die Neigung der verstellbaren Treibrolle ver­ wendet.
• 4. Bei unzulässiger Überschreitung der vorgegebenen Anpreßkraft infolge von Störungen reagiert die Anstellung derart nachgiebig, daß Schäden an der Treibeinrichtung vermieden werden.

Die Treibeinrichtung geht von einem Rollenpaar mit einer festgelagerten und einer beidseitig veränderbar gelagerten Rolle aus, von welchen Rollen die eine derart gekrümmt ist, daß sich der Punkt größter Annäherung beider Rollen wirkungsvoll im Bereich der Walzbreite einstellen läßt. Dies setzt vor­ aus, daß sich die notwendige Anpreßkraft angesichts der Ortskurve des Punktes größter Annäherung zwischen beiden Rollen aufrechterhalten läßt. Insbesondere sind die Lagergehäuse der einstellbaren Rollen in vertikaler Richtung verstellbar, so daß die geometrischen Voraussetzungen einer vor­ gegebenen Ortskurve für den Berührungspunkt stets erfüllt werden können.

Die Regelung sieht bei der Erfindung die Verstellorgane der Lagergehäuse als Stellglieder vor, um als Regelgröße den Achsenwinkel der verstellbaren Rolle zu verändern. Die Führungsgröße dieser Regelung ist in der beschrie­ benen Weise die Abweichung der auslaufseitigen Bandkantenlage von einem Sollwert.

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

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, differenzierte Einstel­ lung des Achsenwinkels der verstellbaren Rolle gestatten, und andererseits aber auch bei Störungen nachgiebig reagieren können, werden sie vorteil­ haft als jeweils in Reihe hintereinander geschaltete Zylinder-Kolben-Einhei­ ten auf beiden Seiten der verstellbaren Rolle vorgesehen. Die eine der Zy­ linder-Kolben-Einheiten läßt sich dabei pneumatisch und die andere hydrau­ lisch betreiben. Die Einstellung der Verstellorgane erfolgt hierbei aus­ schließlich über die hydraulische Beaufschlagung, wohingegen die pneuma­ tische Beaufschlagung so groß gewählt wird, daß die hierfür vorgesehene Zylinder-Kolben-Einheit in Endlage steht. Dabei ist der Beaufschlagungs­ druck größer als derjenige, der sich aus dem Sollwert 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 Winkelein­ stellung der oberen Rolle stets gewährleistet, daß bei Überschreiten der vorgegebenen Anpreßkraft Schäden an der Treibeinrichtung vermieden werden.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden, schematischen Zeichnungen Bezug ge­ nommen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Bandlauf zwischen Treibeinrichtung 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 ver­ stellbaren Rolle.

Gemäß Fig. 1 verläuft das Band 11 in der Mittellage zwischen der Treibein­ richtung 12 und dem Haspeldorn 13, um den das Band zum Coil 14 aufge­ wickelt ist. Im Anschluß an die Treibeinrichtung 12 ist ein Bandkantensensor 15 vorgesehen, der die als Längenmaß erfaßbare Bandkantenlage a (t) er­ mittelt und diese mit dem Sollwert für die Bandkantenlage a_Soll vergleicht. Die Abweichung wird dem Regler 16a zugeführt, der daraufhin die Stellgrö­ ßen y_A bzw. y_B für die Verstellorgane der verstellbaren Rolle ermittelt und diese den als Stellglieder wirksamen Verstellorganen 16 beaufschlagt. Die Anordnung der Verstellorgane 16 ist Fig. 2 zu entnehmen. Es handelt sich hierbei um eine seitliche Darstellung, bei der das Verstellorgan nur auf einer Seite der verstellbaren Rolle 7 erkennbar ist. Tatsächlich ist ein Verstellor­ gan 16 auch auf der anderen Seite der Rolle 7 ausgeführt, so daß die auf beiden Seiten der Rolle 7 vorhandenen Lagergehäuse 6 mittels der Ver­ stellorgane 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 Berührung 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 zum Rand reichenden, sektorförmigen Aus­ schnittes dargestellt ist. Streng genommen besteht um den Berührungs­ punkt herum eine Berührungszone, die bei paralleler Ausrichtung der Ach­ sen beider Rollen in der Mitte liegt, wie der schraffierte Bereich dieser Zone 17 erkennen läßt. Bei Verstellung der oberen Rolle wandert der Berüh­ rungspunkt bzw. der Bereich größtmöglicher Annäherung entlang der Orts­ kurve 18 über die bombierte Rolle innerhalb des Walzbereiches. Dabei ver­ schiebt 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 las­ sen, um bei Abweichung der Bandkantenlage aus dem Sollbereich eine Querbewegung des Bandes einzuleiten, bis die Regelabweichung aufgeho­ ben ist. Der Regler ist also während dieser Verstellbewegung im Eingriff, wobei er die Verstellorgane 16 über induktive Weggeber 4 steuert, wie sich dies aus Fig. 4 ergibt.

Danach sind die Verstellorgane 16 als zwei Zylinder-Kolben-Einheiten 2 bzw. 3 ausgeführt, von denen die Zylinder-Kolben-Einheit 2 lediglich pneu­ matisch 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. Zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit 2 und dem Ständer ist noch eine Kraftmeßdose 1 eingebaut, die es erlaubt, die pneu­ matische Beaufschlagung in der bereits beschriebenen Weise einzustellen.

Aus geometrischen Gründen ist bei der Rolleneinstellung bei Veränderung der Neigung auch eine Translationsbewegung erforderlich, um den Spalt zwischen beiden Rollen der Banddicke entsprechend aufrecht erhalten zu können. Aus diesem Grunde werden die Stellgrößen, die für die Neigungs­ einstellung ermittelt werden, noch mit Maßen überlagert, welche der not­ wendigen Translation entsprechen. Die geometrische Beziehung zwischen Neigung und Translation ist aus Fig. 5 ersichtlich.

Neben dem Regelkreis zur Einstellung der Rollenneigung in Abhängigkeit von der Bandkantenlage besteht daher noch ein weiterer Regelkreis für den translatorischen Vorschub (Gleichlauf) in Abhängigkeit von der Regelabwei­ chung der Anpreßkraft.

Die erzeugten Querkräfte lassen sich mithin leicht durch die Verstellung der Achsenneigung der oberen Rolle regeln. In Abhängigkeit von der Bombie­ rung der unteren Rolle reichen bereits geringe Verstellwege der Lagerge­ häuse aus, um die erforderlichen Querkräfte zur Beeinflussung des Band­ laufs aufzubringen. Die Größe der Anpreßkraft zwischen den Rollen und dem Band läßt sich von der Treibrollenneigung unabhängig derart einstel­ len, daß Rückwirkungen der Bandlaufbeeinflussung auf den Bandzug ver­ mieden 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 solange identisch, bis im Grenzfall die Bandgeschwindigkeit der Querrichtung die Quergeschwindig­ keit der Rolle übersteigt, was indes ein Gegensteuern der Bandkantenlage­ regelung auslösen würde. Daraus folgt, daß bei Umschaltung zwischen den Betriebsphasen der in üblicher Weise mit Antrieben versehenen Treibein­ richtung (Vorzug, Gleichlauf, Rückzug) lediglich der Betrag des wirksamen Schlupfes und damit der Querkraft beeinflußt wird, da keine Drehrichtungs­ umkehr der Rolle erfolgt. Dieser Effekt wird jedoch durch die Bandkantenla­ geregelung über die Anpassung der Rollenneigung ausgeregelt. Zusätzliche Eingriffe in den Lagerregelkreis sind nicht erforderlich. Auch Bänder mit keilförmigem Querschnitt lassen sich in der vorgesehenen Weise in ihrer Lagesteuern, sofern die untere Rolle ausreichend groß bombiert ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Beeinflussung der Lage von Warmwalzband mit einer Treibeinrichtung, einem angetriebenen Rollenpaar (7, 9), einer ersten und zweiten Rolle (7, 9), wobei die erste Rolle (9) fest gelagert ist und die zweite Rolle (7) über Verstellorgane schwenkbar mit beweglich gelagerten Lagergehäusen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rolle (9) bombiert ausgebildet ist und die Rollenachse der ersten Rolle (9) parallel zur Schwenkebene der zweiten Rolle (7) verläuft und die Vorrichtung Sensoren (15) zum Ermitteln der Bandkantenlage aufweist, wobei die Lagergehäuse der zweiten Rolle (7) nach Maßgabe des ermittelten Sensorwertes einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7, 9) auf verschiedenen Banddicken entsprechende Spaltabstände einstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7, 9) geschwindigkeitsgeregelt angetrieben sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagegenäuse (6) in vertikaler Richtung verstellbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Rolle (9) bombiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lagegenäuse (6, 8) beider Rollen (7, 9) in einem gemeinsamen Ständer (10) befinden.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellorgane jeweils zwei in Reihe hintereinander geschaltete Zylinder-Kolben-Einheiten (2, 3) auf beiden Seiten der verstellbaren Rolle (7) vorgesehen sind, von denen eine Zylinder-Kolben-Einheit (2) pneumatisch und die andere Zylinder- Kolben-Einheit (3) hydraulisch beaufschlagbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (15) auslaufseitig im Bezug auf die Rollen (7, 9) angeordnet sind.