DE4321230A1 - Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen des Bandzuges bei Bandwalzstraßen - Google Patents

Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen des Bandzuges bei Bandwalzstraßen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen des Bandzuges bei Bandwalzstraßen mit einer an dem Band anliegenden Meßrolle, mit einer hydraulischen Kolben- Zylinder-Anordnung zur Auslenkung der Meßrolle gegen das Band um einen vorgegebenen Betrag und mit einer Meßeinrich­ tung zur Erfassung der von dem Band auf die Meßrolle aus­ geübten Kraft.
Bei einer derartigen, aus der DE-A 40 31 666 bekannten Vor­ richtung wird der Abschnitt eines Bandes zwischen zwei Band­ walzgerüsten mittels einer Meßrolle gegenüber einem gerad­ linigen Bandverlauf ausgelenkt, wobei eine hydraulische Kol­ ben-Zylinder-Anordnung die Anstellung der Meßrolle bewirkt. Im Bereich der Meßrolle oder der Kolben-Zylinder-Anordnung ist ein Kraftmeßglied, beispielsweise Dehnungsmeßstreifen, angeordnet, mit dem die von dem Band auf die Meßrolle aus­ geübte und vom Bandzug abhängige Kraft gemessen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bandzugerfas­ sung zu vereinfachen und Meßfehler zu vermeiden, die von der Anordnung und der Art der jeweils verwendeten Kraftmeßglie­ der abhängig sind.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der Vorrichtung der eingangs angegebenen Art die Meßeinrich­ tung Druckaufnehmer zur Erfassung der hydraulischen Drücke beiderseits des Kolbens in der Kolben-Zylinder-Anordnung aufweist und daß den Druckaufnehmern eine Recheneinrichtung zur Bestimmung des Bandzuges aus den gemessenen Drücken nachgeordnet ist. Durch die Messung der Drücke beiderseits des Kolbens entfällt in vorteilhafter Weise das Erfordernis eigens zur Kraftmessung vorgesehener Kraftmeßglieder, so daß auch Meßfehler, die von der Art der verwendeten Meßglieder, z. B. Dehnungsmeßstreifen, und ihrer Anordnung abhängig sind, erst gar nicht auftreten.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Kolben-Zy­ linder-Anordnung beiderseits des Kolbens über Hydrauliklei­ tungen an einer hydraulischen Positionsregeleinrichtung an­ geschlossen sind und daß im Verlauf der Hydraulikleitungen steuerbare Mittel zum Absperren der Hydraulikvolumina bei­ derseits des Kolbens während der Bandzugmessung angeordnet sind. Mittels der hydraulischen Positionsregeleinrichtung werden die Rolle und das über sie laufende Band um einen vorgegebenen Betrag ausgelenkt; ist der vorgegebene Aus­ lenkungsbetrag erreicht, so wird bei abgesperrtem Hydraulik­ volumen über die Zeitdauer des Bandwalzens die hydraulische Druckdifferenz beiderseits des Kolbens gemessen.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt vor­ zugsweise in Kombination mit einer Minimalzugregelung. Bei Minimalzugregelungen, wie sie beispielsweise aus der EP-A 0 439 663 bekannt sind, erfolgt die Berechnung des Bandzuges aus walzprozeßspezifischen Meßgrößen, wie z. B. Walzmoment, Walzkraft, beim Übergang des zu walzenden Bandes vom zug­ freien zum zugbehafteten Zustand. Allerdings ist dabei die Meßgenauigkeit von dem Umformungsprozeß im Walzspalt abhän­ gig, wobei insbesondere gravierende Änderungen der Homogeni­ tät des Bandes, wie z. B. seine Abmessungen, die Temperatur und sein Gefüge die Genauigkeit der Zugmessung beein­ trächtigen. Hinzu kommt eine Fehlerfortpflanzung bei aufein­ anderfolgenden Walzgerüsten durch Verkopplung der Regelkrei­ se. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine zusätz­ liche Meßgröße zur Verfügung gestellt, die unabhängig von dem Umformungsprozeß im Walzspalt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur der Zeich­ nung näher erläutert.
Die Figur zeigt zwei aufeinanderfolgende Walzgerüste 1 und 2 einer Bandwalzstraße, durch die hindurch ein zu walzendes Band 3 läuft. Im Bereich zwischen den beiden Walzgerüsten 1 und 2 liegt an dem Band eine Meßrolle 4 an, die an einem Hebelarm 5 gehalten ist und über eine hydraulische Kolben- Zylinder-Anordnung 6 gegen das Band 3, dieses gegenüber ei­ nem geradlinigen Verlauf auslenkend, verschwenkbar ist. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 6 ist beiderseits des Kolbens mit Hilfe von Hydraulikleitungen 7 und 8 über ein steuerbares Hydraulikventil 9 an einer Druckleitung 10 und einer Tank­ leitung 11 angeschlossen. Die Betätigung des Hydraulikven­ tils 9 erfolgt durch eine Positionsregeleinrichtung 12 in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Soll-Position x* und der Ist-Position x des Kolbens, die mit Hilfe eines Positions­ gebers 13 erfaßt wird. Dabei wird das Hydraulikventil 9 je nachdem, ob der Kolben zum Erreichen der Soll-Position x* in die eine oder die andere Richtung bewegt werden soll, in ei­ ne der beiden äußeren gezeigten Schaltstellungen gesteuert. Im Verlauf der Hydraulikleitungen 7 und 8 sind zwei steuer­ bare Sperrventile 14 und 15 angeordnet, die von der Posi­ tionsregeleinrichtung 12 betätigbar sind. Ist die vorgege­ bene Soll-Position x* und damit die gewünschte Bandauslen­ kung eingestellt, so werden über die Sperrventile 14 und 15 die Hydraulikvolumina beiderseits des Kolbens abgesperrt. Es ist aber auch möglich, auf die beiden Sperrventile 14 und 15 zu verzichten, wenn, wie dies gestrichelt dargestellt ist, im Leitungsverlauf zwischen der Druckleitung 10 und dem Hy­ draulikventil 9 eine Drossel 28 angeordnet ist, die es er­ laubt, durch schnelles Schalten zwischen den äußeren Schalt­ stellungen des Hydraulikventils 9 die Position des Kolbens einzustellen. In jedem Fall werden nach Erreichen der Soll­ position x* die Hydraulikvolumina beiderseits des Kolbens durch die Sperrventile 14 und 15 oder nur das Hydrau­ likventil 9 abgesperrt.
Mittels zweier Druckaufnehmer 16 und 17, die einzeln an den Hydraulikleitungen 7 und 8 angeschlossen sind, werden die Hydraulikdrücke P₁ und P₂ beiderseits des Kolbens gemessen. In nachgeordneten Multipliziergliedern 18 und 19 werden die gemessenen Drücke P₁ und P₂ mit den Werten für die wirksamen Kolbenflächen A₁ und A₂ auf der Ober- bzw. Unterseite des Kolbens multipliziert, so daß die auf die unterschiedlichen Kolbenseiten wirkenden Kräfte F₁ und F₂ erhalten werden. In einer Subtrahierstufe 20 wird durch Bildung der Differenz zwischen den beiden Kräften F₁ und F₂ die resultierende Kraft ΔF gebildet, die von der Meßrolle 4 über den Hebelarm 5 auf den Kolben ausgeübt wird. Aus dieser auf den Kolben ausgeübten Kraft ΔF wird in arithmetischen Rechengliedern 21 bis 25 der Istwert der Zugkraft FZ in dem Band 5 nach der Beziehung ΔF=H·(K₁·FR+K₂·FB+K₃·FZ) ermittelt, wobei H die He­ belverstärkung, FR das Gewicht der Meßrolle 4 und der mit­ bewegten Teile der mechanischen Einrichtung, FB das Gewicht des Bandes 3, FZ die Bandzugkraft und K₁, K₂ und K₃ den jeweiligen Anteil von FR, FB und FZ an der vertikalen Kraft ΔF auf den Kolben bezeichnen. Der Istwert der Bandzugkraft FZ wird mit einem aus der gewünschten Bandzugspannung σ* in einer Einheit 26 berechneten Sollwert der Bandzugkraft FZ* verglichen und die so erhaltene Abweichung ΔFZ einem Band­ zugregler 27 zur Regelung der Bandzugspannung zugeführt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen des Bandzuges bei Bandwalzstraßen mit einer an dem Band (3) anliegenden Meß­ rolle (4), mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung (6) zur Auslenkung der Meßrolle (4) gegen das Band (3) um einen vorgegebenen Betrag und mit einer Meßeinrichtung zur Erfassung der von dem Band (3) auf die Meßrolle (4) aus­ geübten Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung Druckaufnehmer (16, 17) zur Erfassung der hydraulischen Drücke (P1, P₂) beiderseits des Kolbens in der Kolben-Zylinder-Anordnung (6) aufweist und daß den Druckaufnehmern (16, 17) eine Recheneinrichtung (18 bis 25) zur Bestimmung des Bandzuges (FZ) aus den gemessenen Drücken (P₁, P₂) nachgeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung (6) beiderseits des Kol­ bens über Hydraulikleitungen (7, 8) an einer hydraulischen Positionsregeleinrichtung (9, 12) angeschlossen sind und daß im Verlauf der Hydraulikleitungen (7, 8) steuerbare Mittel (9, 14, 15) zum Absperren der Hydraulikvolumina beiderseits des Kolbens während der Bandzugmessung angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ihre Kombination mit einer Minimalzugregelung.
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