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Einrichtung zum Regeln der Querschnittsabnahme des Walzgutes bei Bandwalzwerken
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung ziun Regeln der Querschnittsabnahme beim
Auswalzen von bandförmigem Walzgut, insbesondere Stahlband. Es wird hierbei der
Betrag der jeweils ausgeführten Querschnittsverminderung festgestellt, mit einem
auf den gewünschten Wert eingestelltem. Gerät verglichen und darauf, so weit notwendig,
die Regelung selbsttätig ausgeführt.
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Es ist nun bekannt, die Querschnittsabnahme des Walzbandes nach dessen
Geschwindigkeit vor und hinter ,den Walzen zu messen, um danach die Anstelhmg der
Walzen einzurichten. Es stellen zu diesem Zweck von den beiden Geschwindigkeiten
abhängige Glieder von Differentialtrieben die Abweichung von den gewünschten Geschwindigkeiten
und der zugehörigen Dickenabnahme'des Walzbandes durch Zeiger fest, nach deren Angaben
dann die Regelung' durch Handsteuerung erfolgt. Es ist ferner- bekannt, in Bandwalzwerken
durch das Band angetriebene T'achometerdynam,os vor und hinter den Walzen anzuordnen
und deren. Spannungen in einem eIektrischen MeBgerät zu vergleichen, das über Relais
den Anstellmotor der Walzen selbsttätig steuert. Schließlich ist eine Schneidvorrichtung
für Stoffbahnen bekannt, bei der die Vorschubwalze und ein umlaufendes Schneidmesser
auf ein Differentialgetriebe einwirken, dessen eines Rad mit der Messerwelle unmittelbar
und dessen anderes Rad über einen Riementrieb. mit zur Einstellung des Umlaufverhältnisses
zwischen der Vorschubwalze und der Messerwelle veränderbarem Übersetzungsverhältnis
gekuppelt ist.
Die Erfindung macht von Einzelheiten dieser bekannten
Anordnungen zum selbsttätigen Regeln der Querschnittsabnahme in Bandwalzwerken in
der Weise Gebrauch, daß die Geschwindigkeiten des Walzbandes vor und hinter den
Walzen durch Meßrollen auf ein mechanisches Differentialgetriebe übertragen werden,
und zwar von der einen dieser Rollen über ein nach den Werten der Querschnittsabnalime
geeichtes, einstellbares übersetzungsgetriebe, das die Gesch `,vindigkeit bei der
jeweils gewünschten Querschnittsabnahme des Walzbandes auf die Geschwindigkeit der
anderen Meßrolle bringt, wobei Abweichungen im Differentialtriebwerk durch eine
neutral eingestellte Kontaktanordnung zwecks Nachstellung des Anstellmotors der
Walzen auf dessen Regeleinrichtung übertragen «-erden.
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In den Zeichnungen veranschaulichen die Fig. i und 2 zwei Ausführungsbeispiele
des Gegenstandes der Erfindung, während die Fig.3 und 4. in Kurven die Wirkungsweise
der Einrichtung nach Fig.2 darstellen.
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Gemäß Fig. i wird das zu walzende Stahlband i in dem Walzgerüst 2
bearbeitet und über Führungsrollen 3 von einem Haspel ,4 ab-und auf einen Haspel
5 aufgewickelt. Die Anstellupg der oberen Walze erfolgt über eine Spindel 6, die
von einem Schneckentrieb 7 durch einen Motor 8 verstellt werden kann. Vor und hinter
dem Walzwerk sind Meßrollen io und 12 vorgesehen, die sich geben das Walzband anlegen
und durch dieses in Umdrehung versetzt werden. Sie sind über Wellen 9 mit Gebern
i i und 13 je eines elektrischen Synchronübertragungssystems g ekuppelt,
deren Empfänger 14, 15 auf Wellen 16, 17 befestigt sind. Beide Wellen wirken
mit einem Differentialgetriebe 22 zusammen, dessen Abtriebsrad 18 über eine Welle
i 9 eine Kontaktvorrichtung 2o steuert, derart, daß ein Regler 21 für die dem Anstellmotor
8 aufgedrückte Spannung je nach der Differenz der Drehgeschwindigkeit der Empfänger
14 und 15 gesteuert wird.
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Die sich gegen das Walzband i anlegenden Mcßrollen io, 12 sind mit
ihren Wellenlagern 23 in senkrechter Richtung entgegen der Spannung einer Feder
2.1 verschiebbar gelagert. An einem waagerechten Arm des Wellenlagers ist eine Kontaktvorrichtung
25 vorgesehen, die in Wirkung tritt, wenn die Rollen durch das angespannte Walzband
gegen den Druck der Federn 2.1 etwas nach abwärts bewegt und dadurch von dem Walzband
in dessen Geschwindigkeit entsprechende Umdrehung versetzt werden. Beim Kontaktschluß
werden Magnetkupplungen 26 eingeschaltet, die das Di:ffementialgetriebe 22 und damit
die Regelvorrichtung für den Anstellmotor in Wirkung setzen.
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Zwischen der Welle 16 und der über die eine Kupplung 26 mit dem Differentialgetriebe
22 verbundenen Welle 27 ist eine Riemenkupplung 28 mit Ironischen Rollen 29 v3rgesehen.
Das Übertragungsverhältnis zxischen den beiden Rollen kann durch Verschiebung des
Kupplungsriemens mittels eines SpindLltriebes 3o verändert und an einer Skala 3
i abgelesen werden, die in Prozenten der Querschnittsverminderung geeicht ist.
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Mit der Welle 27 ist eine Stroboskopschübe 31 verbunden, der
eine Glimmlampe 32 gegenübersteht. Auf der Welle 17 ist ein Unterbrecher 33 angeordnet,
durch den die Glimmröhre mit unterbrochenem Strom beschickt wird, wenn ein Schalter
34 geschlossen ist.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende: Durch den Lagerdruck
der Mett'-rollen io und 12 sind die Magnetkuppltuigen 26 geschlossen. Da die Geschwindigkeiten
des Walzbandes entsprechend der Querschnittsverminderung zwischen den Walzen vor
und hinter diesen verschieden sind, laufan bei! genau entsprechender Einstellung
des über= setzungsgetriebes 28, 29 zwischen den Wellen 16 und 27 die Sonnenräder
des Differentialgetriebes 22 mit gleicher Geschwindigkeit, und der Regler 2 i wie
auch der Anstellmotor 8 bleiben in Ruhe. Wenn die Anstellung der Walzen dem gewünschten,
an der Skala,-,i eingestellten Wert der Querschnittsverminerung aber nicht entspricht,
wird das Planetenrad des Differentialgetriebes im einen oder anderen Sinn weiterbewegt
und verstellt damit über die Abtriebsräder 18 und die Welle 19
den
Kontaktarm 2o für die Regelvorrichtung 21 des Anstellmotors B. Der Kontaktarm tritt
in Berührung mit einem der Kontakte 35, und der Anstellmotor wird sich in dem einen
oder anderen Sinre drehen und die Anstellung der Oberwalze -:erändern, bis die gewünschte
Querschnittsvermindertung erreicht ist.
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Die stroboskopische Einrichtung 31, 32 gibt außerdeni eine
sichtbare Anzeige für irgendeine Veränderung in dem Ausmalt' der Querschnittsverminderung.
Die- Glunmlampe 3 2 wird entsprechend der Geschwindigkeit des Walzbandes hinter
den Walzen absatzweise aufleuchten, anderseits bewegt sich die Scheibe 31 mit einer
Geschwindigkeit, die derjenigen des Walzbandes vor den Walzen unter Berücksichtigung
der Übersetzung 28, 29 entspricht. Wenn das Maß der Querscltiiittsvcrminderung im
NValzband dem an der Skala. ; t eingestellten Betrag gleicht, ist auch die Geschwindigkeit
der Scheibe3i .in übercinstiniinnng mit der Beleuchtungsfrequenz durch, die Glimmlampe
32, und die Scheibe scheint stillzustehen. Wenn sich dagegen das Verhältnis der
Querschnittsverminderung und des dafür eingestellten Betrages ändert, scheint die
Scheibe eine mehr oder minder starke Bewegung
in der einen oder
anderen Richtung auszuführen, und es kann eine Nachregelung von Hand vorgenommen
werden, da in einem solchen Falle die selbsttätige Regelung nicht richtig oder zu
langsam gewirkt hat.
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' Die Stroboskopscheibe kann auch zur Eichung der Einstellskala 31
für die Querschnittsverminderung dienen. Es können zu diesem Zweck mit der Welle
16, über eine Magnetkupplung 36 und eine Welle 37 Unterbrecher38 verbunden werden.-
Diese Unterbrecher werden über Zahnradgetriebe 39 verschiedener Übersetzung von
der Welle 37 angetrieben. Sie können durch Schalter 4o wahlweise mit der Glimmröhre
32 verbunden werden, wobei der Schalter 34 geöffnet werden muß. Die Kupplung der
Unterbrecherwelle mit der Welle 16 erfolgt, wenn ein Druckknopf 41 gedrückt wird,
wodurch einerseits eine Kontaktvorrichtung 42 im Stromkreis der beiden Magnetkupplungen
26 geöffnet und anderseits an einer Kontaktvorrichtung 43 die 1lagnetkupplung 36
eingeschaltet wird. Indem nacheinander die verschiedenen Unterbrecher an den Schaltern
4o eingeschaltet werden, kann die Skala 31 des Übersetzungsgetriebes 28, 2g geeicht
werden. Die Zahl der U nterbrecher 38 kaittt beliebig vermehrt werden, wenn eine
größere Zahl von Punkten auf der Skala 31 festgelegt werden soll.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verläuft das Walzband in der
durch die Pfeile dargestellten Richtung von rechts nach links. Der Abwickelhas.pe14
ist mit einer elektri scheu Maschine 5o gekuppelt, die als Bremsgenerator läuft,
bei umgekehrter Walzrichtung als Motor den Haspel zum Aufwickeln durchzieht. Auch
hierbei sind die Meßrollen to und 12 vorgesehen, deren Achsen elektrische Synchronübertragungssysteme
11, 14 und 13, 15 antreiben. Mit dem Empfänger dieser Systeme sind über die Magnetkupplungen
26, deren Stromkreis von den Kontaktvorrichtungen 25 der Rollenlager 23 eingeschaltet
wird, die Sonnenräder des Differentialgetriebes 22 gekuppelt. Zwischen dem Empfänger
des Übertragungssystems 13, 15 undder I)iifcrentialantriebs«-elle 17 ist eine Zahnradübersetzung
45 eingeschaltet, deren L bersetzungsverhältnis gering ist und beispielsweise dem
Wert 98/too entspricht. Die Abtriebsräder 18 des Differentialgetriebes sind über
eine Welle 19 mit einem Generator 46 ,verbunden, dessen Feldm-icklung 47 über einen
einstellbaren Widerstand 48 an eine gleichbleibende Spannungsquelle gelegt ist.
Die Spannung des Generators entspricht dem Unterschied in den Geschwindigkeiten
des \@'alzbandes vor und hinter den Walzen. Durch den Übersetzungstrieb 45 wird
eine Vorspannung des Generators 46 erzeugt, so daß er bei geringen Werten der Querschnittsverminderungen
im Walzband eine bemerkenswerte Spannung aufweist und dadurch genauere Ablesungen
an einem Anzeigegerät 49, das der Steuervorrichtung 21 für den Anstelltnotor 8 parallel
geschaltet ist, ermöglicht. Die Wirkungsweise dieses Übersetzungstriebes ist aus
Fig. 3 erkennbar. Es ist hier die Spannung des: Generators 46 als Funktion der prozentualen
Querschnittsvertninderung im Walzwerk eimn.al mit und einmal ohne den Üb ersetzungstrieb
dargestellt. Es ist ersichtlich, daß ohne diese Übersetzung bei einer kleinen prozentualen
Verminderung, wie beispielsweise o, 5 0lo, die Generatorspannung annähernd 5 Volt
ausmacht. Wenn dagegen die Übersetzung eingeschaltet ist, :ergibt sich bei o, 5
% Querschnittsv ermindeiung einte Generatorspannung von fast 15 Volt. Da elektrische
Anzeiger und Regler bei geringen Spannungen nicht sehr genau geeicht und geregelt
werden können, ist es ersichtlich, daß die durch die Übersetzung gegebene Vorspannung
genauere Anzeigen der Querschnittsverminderung und eine bessere Regelung bei. kleinen
Werten der Querschnittsverminderung ermöglicht.
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Um Veränderungen in der Geschwindigkeit des WaIZwerkes berücksichtigen
zu können, ist-mit dem Generator 46 ein weiterer Generator 49 in Reihe geschaltet,
der mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die umgekehrt proportional der Geschwindigkeit-
des Walzwerkes ist, so daß auch seine Spannung dem umgekehrten Geschwindigkeitswert
e ntspricht. Das Feld 54 dieses Generators wird über einen einstellbaren Widerstand
gleichbleibenderregt. Der Generator wird über eint. Differentialtriebwerk 52, eine
AbtrIebsübersetzung 54 und eine Welle 53 angetrieben. Das eine Sonnenrad des Differentials
wird durch die Rolle 12 und das andere Sonnenrad durch einen Motor 51, der sich
mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt, angetrieben.
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Eine Spannvorrichtung für das. Walzband ist hinter den Führungsrollen
3 und vor dem nächsten Walzgerüst 2' angeordnet und besteht aus einem winkelförmigen
Hebel 44. der die Spannrolle 55 trägt und durch einen Druckluftkolben 56 in der
Spannlage gehalten wird. Die Drehbewegung des Spannhebels wird üb:r eint Synchronsystem
57 auf einen Regler 58 übertragen, der das Feld des Walzwerkmotors 59 entsprechend
der Durchbiegung des Walzbandes nachstellt. Das Druckluftventil 6o für die Spannvorrichtung
wird durch einen Elektromagneten beeinflußt, dessen Erregerstrom ebenfalls von der
Regelvorrichtung 25 gemäß der Spannung der Generatoren 46 und 49 eingestellt wird.
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Die Wirkungsweise der Gesamtanordnung
ist derart,
daß die Spannung des Generators .46 verhältnisgleich der Differenz der Geschwindigkeiten
des Walzbandes an der Eintritts- und Austrittsseite des Walzgerüstes 2 ist. Wenn
das Walzwerk mit gleichbleibender Geschwindigkeit betrieben wird, müßte diese Spannung
ein Maß für die Querschnittsverminderung des Walzbandes sein. Sollte aber die Walzgeschwindigkeit
sich ändern, würde die Spannung des Generators 46 nicht genau gleich der Querschnittsverminderung
im Walzwerk sein. Da aber die Geschwindigkeit des Generators :19 dem Unterschied
zwischen *-der Bandgeschwindigkeit an der Eintrittsseite des Walzwerkes und der
gleichbleibenden Geschwindigkeit des Motors 5 i entspricht, wird die Spannung von
49 der Geschwindigkeit des Walzwerkes umgekehrt proportional sein. Auf diese Weise
wird diese Spannung bestrebt sein, für eine gewisse prozentuale Verkleinerung die
Änderung in der Spannung des Generators 46, die von der Änderung der Geschwindigkeit
des Walzwerkes abhängt, auszugleichen, und die Summe der Spannungen der Generatoren
4.6 und 49 ergibt eine genaue Anzeige der Querschnittsahnahme im Walzgerüst 2.
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Diese Wirkung des Generators 4.9 als Kompensation von Änderungen in
der Geschwindigkeit des Walzwerkes ist in Fig. ,4 schematisch dargestellt. Für eine
bestimmte prozentuale Querschnittsabnahme werden die Spannungen der Generatoren
46 und 49 mittels der in die Erregerkreise eingeschalteten Widerstände derart eingestellt,
daß die Summe ihrer Spannungen über den ganzen Bereich der Änderungen der Bandgeschwindigkeit
gleichbleibend ist. Beispielsweise wird für eine Verminderung von i % die Spannung
des Generators 46 so eingestellt, daß sie sich von o bis 2o Volt ändert, und die
Spannung des Generators q.9, daß sie sich von 2o bis o Volt über den Bereich der
Bandgeschwindigkeiten von o bis zu der bei der Höchstgeschwindigkeit des Walzwerkes
erreichten Geschwindigkeit erstreckt. Auf diese Weise wird die Summe der Spannungen
der Generatoren 4.6 und 49 immer gleich 2o Volt sein, wenn i o!o Querschnittsverminderung
unabhängig von der Geschwindigkeit des Walzwerkes angenommen wird. Jede Änderung
der Querschnittsverminderung wird jedoch bei einer Änderung der Geschwindigkeit
des Walzwerkes eine Anderung der Spannung des Generators 46 bewirken, und diese
Änderung wird an dem Gerät .19 beobachtet werden und die Regelvorrichtung 21 in
Tätigkeit setzen, so daß die Anstellung der Walzen und die auf das Walzband durch
den Spannhebel ausgeübten Spannungen beide geändert werden.
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Wenn ein anderer Prozentsatz der Querschnittsverminderung im VValzlverk
gewünscht wird, müssen die Widerstände in den Erregerkreisen der Generatoren verändert
werden. um die, in Fig. 4. dargestellte Spannung zu rrzeugen.
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Die Spannvorrichtung 44 nach Fig. 2 kann auch an beiden Seiten des
Walztrerkes 2 angebracht werden. Auch kann der Regler z t allein die Spannung des
Walzbandes oder dile Anstellung der Walzen oder beides zusammen wie im Beispiel
gleichzeitig oder nacheinander beeinflussen. Die Spannvorrichtung kann auch bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i -)der an Stelle der Steuervorrichtung für dic
Anstellung verwendet werden. Auch können bei der Einrichtung nach Fig. i Spannvorrichtungen
auf beiden Seiten des Walzgerüstes verwendet werden.