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Einrichtung zum Messen des Verformungsgrades des Walzgutes beim Walzen
Es ist vorgeschlagen worden, zum Messen des Verformungsgrades des Walzgutes beim
Walzen in der Arbeitsrichtung vor und hinter dem Walzgerüst von dem Walzgut angetriebene
Spannungserzeuger anzuordnen, die ein das Verhältnis der erzeugten Spannungen anzeigendes
Meßgerät speisen. Solange mit annähernd gleichbleibender Walzgeschwindigkeit gearbeitet
wird, zeigt das. Meßgerät das Verhältnis der Walzgutgeschwindigkeit vor und hinter
dem Walzgerüst und damit die Dickenabnahme des Walzgutes richtig an. Wenn jedoch
die Walzgeschwindigkeit geändert wird, so bleibt zwar das Verhältnis von Eintritts-
und Austrittsgeschwindigkeit und das Verhältnis der erzeugten Spannungen dasselbe;
es werden aber die absoluten Spannungswerte kleiner, und bei großen Geschwindigkeitsänderungen
zeigt das Gerät nicht mehr genau an.
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Um diesen Nachteil zu beheben, werden erfindungsgemäß bei einer Änderung
der Walzgeschwindigkeit durch Schaltmittel im Feld-oder Ankerstromkreis der Spannungserzeuger
die von ihnen erzeugten Spannungen konstant gehalten. Gemäß der Erfindung ist weiterhin
außer dem Meßgerät, das von einer denn Verhältnis von Eintritts- zu Austrittsgeschwindigkeit
entsprechenden Spannung gespeist wird, ein zweites Meßgerät vorgesehen, das nur
bei Abweichungen von dem gewünschten Verformungsgrad die Nullstellung verläßt. Dieses
Meßgerät kann mit Kontakten zur Steuerung des Walzenanstellmotors versehen sein.
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In der Zeichnung ist in Abb: i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, während Abb, z, in der die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind wie in Abb. i, eine Abänderung der Anordnung nach Abb. i zeigt.
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In der Zeichnung ist ein Umkehrbandkaltwalzwerk angedeutet, bei dem
das Walzband io beispielsweise von dem Haspel 12 abgewickelt wird, wobei es in Pfeilrichtung
über die Kühlwalze 13 durch die Arbeitswalzen ii und die Kühlwalze 14 zu
dem aufwickelnden Haspel 15 geführt wird. Die Walzen i i und die Haspeln 12 und
15 werden von fremderregten Gleichstrommotoren 16, 17 und 18 angetrieben, die von
dem Generator 2o in
Leonardschaltung gespeist werden. Zur Regelung
des Feldes 23 des Leqnardgenerators 2o dient der regelbare Widerstand 25, dessen
Schaltarrn_Z@a mittels der Kurbel 26 verstellt werden kann. Zur Umkehrung der Drehrichtung
des Walzmotors und der Haspelmotoren 17 und 18 dient der Umkehrschalter 27 im Feldstromkreis
des Leonardgenerators.
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Mit den Kühlwalzen 13 und 14 sind über ein Untersetzungsgetriebe die
Tachometerdynamos 34 und 33 gekuppelt. Diese Tachometerdynamos sind kleine Gleichstrommaschinen,
derenFeldwicklungen 35 und 36 inReihe miteinander an einer besonderen Gleichstromquelle
liegen. Es können an Stelle von Gleichstrommaschinen auch Wechselstrommaschinen
verwendet werden. Da die Generatoren 34 und 33 fremderregt sind, sind ihre Spannungen
proportional der Geschwindigkeit der Kühlwalzen 13 und 14 und damit proportional
der linearen Geschwindigkeit des Walzbandes vor und hinter dem Walzgerüst, vorausgesetzt,
daß die Kühlwalzen 13 und 14 denselben Durchmesser besitzen.
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Falls das Walzwerk keine Kühl- oder Führungswalzen besitzt; können
besondere von dem Walzband angetriebene Meßrollen zum Antrieb der Tachometerdynamos
vorgesehen sein. Um das Verhältnis der Eintritts- und Austrittsgeschwindigkeit des
Walzbandes und damit die prozentuale Dickenabnahme des Walzenbandes nach dem Walzen
anzuzeigen, ist das Meßgerät-37 vorgesehen, welches das Verhältnis der von den Tachometerdynamos
33 und 34 erzeugten Spannungen anzeigt. Das Meßgerät besitzt die beiden Spulen 38
und 40 und den Zeiger 44 der keine Rückführfeder besitzt. In der Verbindung der
Spulen 38 und 4ö mit den Tachorrieterdynamos 33 und 34 ist ein Umkehrschalter 42
angeordnet, der mechanisch mit dem Umkehrschalter 27 gekuppelt ist und durch den
die- Verbindungen zwischen den Generatoren 33 und 34 und den Spulen 38 und 4o des
Anzeigegeräts 37 vertauscht werden, wenn die Bewegungsrichtung des Wälzbandes umgekehrt
wird.
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Wenn die Spule 38 allein erregt ist, wird der Zeiger 41 in die äußerste
linke Stellung der Teilung abgelenkt, während, wenn die Spule 4o allein erregt ist,
der Zeiger die äußerste rechte Stellung auf der Teilung einnimmt. Wenn beide Spulen
erregt sind, nimmt der Zeiger eine Stellung ein, die der resultierenden Magnetisierung
der beiden Spulen entspricht. Mit anderen Worten gibt die Stellung des Zeigers 41
das Verhältnis der Spannungen der Tachömeterdynamos 33 und 34 an, die hinwieder
ein Maß für die Geschwindigkeit der Kühlwalzen 14 und 13 sind. Da das Verhältnis
der Geschwindigkeiten der Kühlwalzen 14 und 13 ein Maß für die prozentuale Dickenabnahme
nach dem Walzen ist, wird also durch den Zeiger 41 sowohl die prozentuale Dickenabnahme
des Walzgutes als auch das Geschwindigkeitsverhältnis der Kühlwalzen 13 und 14 angezeigt.
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Der Bedienungsmann, der das Anzeigegerät 37 beobachtet, kann durch
Einstellen des Walzenspalts den Verformungsgrad auf einem gewünschten Wert halten,
vorausgesetzt, daß die Anzeige durch das Gerät 37 genügend genau ist. Das Anzeigegerät
soll auch eine genügende Genauigkeit bei einem großen Änderungsbereich der linearen
Walzgutgeschwindigkeit aufweisen. Wenn beispielsweise die Walzgeschwindigkeit um
25 % ihres maximalen Wertes herabgesetzt wird, werden auch die Eintritts-
und Austrittsgeschwindigkeiten des Walzbandes entsprechend kleiner, jedoch bleibt
das Verhältnis dasselbe. Das Anzeigegerät 37 soll daher denselben Wert anzeigen
wie beim Betrieb mit der hohen Geschwindigkeit.
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Da jedoch die Anzeigegeräte über einem großen Spannungsbereich nicht
genau anzeigen, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung 45 zur Korrektur der Anzeigefehler
infolge großer Spannungsänderungen vorgesehen. Sie besteht aus einem veränderlichen
Widerstand in dem gemeinsamen Feldstromkreis der Tachometerdynamos 33 und 34. Der
bewegliche. Schaltarm 45a dieses Regelwiderstandes ist mit der Welle des Handrades
26 verbunden, so daß bei einer Drehung des Handrades zur Veränderung der Walzgeschwindigkeit
auch der Widerstand des Feldstromkreises der Tachometerdynamos 33 und 34 proportional
verändert wird. Die Einstellung des Regelwiderstandes 45 ist derart, daß, wenn ,
das Handrad 26 zur. Veränderung der Walz- i geschwindigkeit gedreht wird, der Widerstand
45 in solchem Maße verändert wird, daß die Spannungen der Tachometerdynamos 33 und
34 bei allen Walzgeschwindigkeiten annähernd konstant bleiben. Auf diese Weise wird
erreicht, daß die Anzeigevorrichtung 37 über den ganzen Geschwindigkeitsregelbereich
des Wälzwerks mit annähernd demselben Genauigkeitsgrad arbeitet. _ Es ist ferner
ein zweites Gerät 46 vorgesehen, das dem Bedienungsmann ermöglicht, mit größerer
Genauigkeit festzustellen, ob die tatsächliche Dickenabnahme mit der gewünscliten
übereinstimmt. Das Gerät 46 ist ein Differentialvoltmeter mit zwei Spulen47 und
48, die ebenso wie die Spulen 38 und 4o von denselben Tachometerdynamos 33 und 34
erregt werden. Der Zeiger 5o ist mit einer Nullstellungsfeder 51 versehen. Die Abweichungen
des Zeigers von der Nullstellung sind daher proportional dem Unterschied der an
die Spulen 47 und 48 angelegten Spannung,
und daher könnte die Teilung,
falls es erwünscht wäre, auf. den Unterschied zwischen der Eintritts- und Austrittsgeschwindigkeit
des Walzbandes, ausgedrückt in Metern in der Minute, geeicht sein.
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Da die Spulen 47 und 48 von denselben Tachoineterdynamoswie die Spulen
38 und 40 gespeist werden, weist auch das Gerät 46 über den ganzen Geschwindigkeitsbereich
des Walzwerks dieselbe Genauigkeit auf wie das Gerät 37.
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Das Anzeigegerät 46 wird als Nullstellungsgerät benutzt, d. h. es
zeigt lediglich an, ob die Dickenabnahme beim Walzen richtig oder falsch ist. Zu
diesem Zweck ist ein Regelwiderstand 52 m Stromkreis der Spule 4.8 angeordnet. Der
Regelwiderstand ist mit einer Teilung versehen, die auf prozentuale Dickenabnahme
geeicht ist, so daß, falls die tatsächliche Dickenabnahme beim Walzen mit der durch
die Teilung 52 angezeigten übereinstimmt, der Widerstandswert im Stromkreis der
Spule 48 derart ist, daß die Ströme in den beiden Spulen 47 und 48 gleich groß sind
und der Zeiger So die Nullstellung einnimmt. Mit anderen Worten zeigt die Nullstellung
des Zeigers So an, daß die tatsächliche Dickenabnahme mit der gewünschten übereinstimmt:
Das Voltmeter 46 kann mit den Kontakten 53 und 54 zur selbsttätigen Einstellung
des Walzenspaltes und damit zur selbsttätigen Steuerung der Dickenabnahme versehen
sein. Die Kontakte 53 und 54 liegen in Erregerstromkreisen der Umkehrschütze 55
und 56, die ihrerseits den Anstellmotor 57 im Aufwärts- oder im Abwärtssinne einschalten.
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Es sei angenommen, daß die Umkehrschalter 27 und 42 in der linken
Stellung stehen und das Walzband in Pfeilrichtung durch die Walzen läuft. Der Schaltarm
25a des Regelwiderstandes im Feldstromkreis des Leonardgenerators 2o ist so eingestellt,
daß das Walzwerk mit hoher Geschwindigkeit arbeitet. Wenn die Geschwindigkeit des
Walzwerks verändert wird, beispielsweise durch Drehen des Handrades entgegen dem
Uhrzeigersinne herabgesetzt wird, dann sucht auch die Spannung der Tachometerdynamos
33 und 34 entsprechend abzunehmen, und wenn diese Spannungsabnahme nicht ausgeglichen
würde, würde der Zeiger 41 seine Stellung trotz Gleichbleibens des Verhältnisses
der Spannungen ändern. Da jedoch mit der Herabsetzung der Walzgeschwindigkeit durch
Vergrößern des Widerstandes 25 im Feldstromkreis des Leonardgenerators 20 gleichzeitig
auch der Widerstand 45 im Feldstromkreis der Tachometerdynamos herabgesetzt wird
und dadurch die Erregung dieser Maschinen um einen Betrag proportional der Abnahme
ihre Geschwindigkeit erhöht wird, wird die Spannungsabnahme infolge Herabsetzung
der Geschwindigkeit durch die Spannungserhöhung infolge Vergrößerung der Erregung
ausgeglichen. Die an die Spulen 38 und 40 angelegten Spannungen bleiben also annähernd
konstant, und der Zeiger bleibt in derselben Stellung stehen wie beim Betrieb mit
der höheren Geschwindigkeit.
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Es sei angenommen, daß eine Dickenabnahme von zo°/a beim Walzen hervorgerufen
wird. Dies bedeutet, daß die Spannung der Tachometerdynamos 33 um ro°/o höher ist
als die Spannung der Tachometerdynamo 34. Infolgedessen ist die Magnetisierung der
Spule 47 stärker als die der Spule 48, und der Zeiger So wird nach links abgelenkt.
Dadurch, daß der Reglerarm 52a im Uhrzeigersinne gedreht wird, kann der Ausgleich
herbeigeführt werden, und die Stelle, an der der Reglerarm 52a bei vollständigem
Ausgleich steht, wird mit ro°/o Dickenabnahme markiert. Auf diese Weise kann die
ganze Teilung geeicht werden, und wenn eine bestimmte Dickenabnahme erzielt werden
soll, stellt der Bedienungsmann den Reglerarm 52a auf diese gewünschte prozentuale
Dickenabnahme ein und verändert den Walzenspalt so lange, bis der Zeiger So in der
Nullstellung steht.
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Falls eine selbsttätige Steuerung der Walzenanstellung vorgesehen
ist, wie es in Abb. z dargestellt ist, dann schlägt bei einer Abweichung von der
gewünschten Dickenabnahme der Zeiger So in der einen oder anderen Richtung aus.
Es sei beispielsweise angenommen, daß dieDickenabnahme über den gewünschten Betrag
anwächst, dann wird der Zeiger entgegengesetzt demUhrzeigersinne gedreht, wobei
er den Kontakt 53 schließt und somit einen Erregerstromkreis für die Betätigungsspule
des Schützes 55 herstellt. Das Schütz 55 verbindet darauf den Anker des Walzenanstellmotors
57 .so mit der Stromquelle 6o, daß die Walzenanstellung 58 in der zur Vergrößerung
des Walzenspalts erforderlichen Richtung betätigt wird.
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In entsprechender Weise wird bei einer unerwünschten Abnahme des Verformungsgrades
der Walzenanstellmotor 57 in entgegengesetzter Richtung eingeschaltet, und auf diese
Weise wird durch das Kontaktvoltmeter 46 selbsttätig die Dickenabnahme auf dem gewünschten
Wert gehalten.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von dem in
Abb. z dargestellten nur dadurch, daß an Stelle des veränderlichen Widerstandes
45 im Feldstromkreis der Tachometerdynamos Regelwiderstände 61, 63 in den Ankerstromkreisen
der Tacholneterdynamos gleichzeitig mit der Veränderung des Widerstandes im Feldstromkreis
des
Leonardgenerators 2ö durch das Handrad 26 so verstellt werden, daß die von den Tachometerdynamos
an die Spulen des Meßgerätes 37 angelegten Spannungen bei Veränderung der Walzgeschwindigkeit
konstant bleiben. .