DE7522051U - Meßvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares - Google Patents

Description

7523-24 Bremen, den 9. Juli 1975

Sm/ka

Vereinigte Flugtechnische Herke-Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Meßvorrichtung zur Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzcnpaares

Die Erfindung bezieht sich auf eine !.!eßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares als Istwert für eine Vialzspaltregeleinrichtung mit einem elektromechanischen Meßgeber, bei dem eine der die zwei korrespondierenden Meßflächen bildenden Geberhälften mit der Sollwerteinstellung zur Konstant— Spaltmessung verstellbar ist.

Bei T/alzwerken ist es üblich, eine Banddickenregelung zur Erzielung enger 3anddickentoleranzen vorzunehmen. Hierzu wird neben der Lösung der an eine solche Regelung gestellten dynamischen Anforderung ein hinreichend schnelles Stellsystem und eine möglichst verzögerungsfreie Erfassung der Regelgröße gefordert. Für eine Messung des Walzspaltes gibt es eine Reihe von Meßeinrichtungen, bei denen zwei korrespon-

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dierende Geberhälften den Abstand der Arbeitswalzen berührungslos messen. Die Messung selbst kann mit induktiven, kapazitiven oder anderen geeigneten Methoden durchgeführt verden. Es hat sich aber - wie aus der DT—PS 1 931 65^ bekannt — inzwischen ein deutlicher Trend zugunsten induktiver Meßmethoden herausgestellt. Der Walzspalt kann dabei sowohl durch Erfassung des absoluten Abstandes, wie aus der zuvor erwähnten Druckschrift bekannt, als auch durch Erfassung des relativen Walzspaltcs erfolgen. Die letztere Methode geht aus der DT-OS 2 224 909 hervor.

Die ivalzspaltmeßvorrichtungen der zuvor erwähnten Druckschriften haben sich im Einsatz bewährt und zwar, weil die dort erwähnten Meßvorrichtungen im großen und ganzen unempfindlich gegen Störungen, insbesondere Temperaturschwankungen, sind. Die Meßvorrichtung nach der DT-OS 2 224 909 zeichnet sich darübcrhinaus noch durch eine gleichmäßige Empfindlichkeit innerhalb des Gesamtmeßbereiches aus, was aufgrund der Konstantspaltmessung gewährleistet wird. Trotz dieser sehr guten Eigenschaften lassen sich diese Meßvorrichtungen jedoch nicht für alle Aufgaben im Bereich der Vialzwerkregelung anwenden, weil die hierbei notwendigen Meßringe die Anwendung dieser Meßvorrichtungen aus walztechnischen Gründen auf relativ langsam laufende '.ialzgerüstc begrenzt. DarUberhinaus sind diese Meßvorrich— tungen für den relativ rauhen Betrieb eines Warmwalzwerkes ebenfalls nicht geeignet.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine aus zwei Geberhälften bestehende Meßvorriehtung zur berührungslosen Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares durch Konstantspaltmessung vorzusehen, die bei ihrem Einsatz keinerlei Begrenzungen unterliegt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zur Positionierung der Geberhälften vorgesehene Stellvorrichtung exentrisch zum Walzspalt angeordnet und mit einem beweglichen Gestänge am Walzgerüst abgestützt ist und daß die Geberhälften von der mit einer Lagerschale auf einem Laufsitz einer Arbeitswalze positionierten

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Stellvorrichtung derart in einen Zwischenraum der Arbeitswalzen hineinragen, daß ein Laufsitz einer zweiten Arbeitswalze die Lage einer mit einer Lagerschale versehenen Geberhälfte bestimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung wird der Kontakt zu den Arbeitswalzen mit Hilfe von Lagcrschalen hergestellt, wobei die Meßvorrichtung über ein bewegliches Gestänge am Walzgerüst befestigt ist. Dabei kann eine Geberhälftc der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung mit in Kugelbuchscn angeordneten Führungsspindeln in der exentrisch zum V.'alzspalt liegenden Stellvorrichtung verstellbar gelagert sein und die mit der Lagerschale versehene, am Laufsitz einer zugeordneten Arbeitswalze anliegende Geberhälfte in ihrer Lage zur verstellbaren Geberhälftc durch 3ruckfedern und ein seitliches Gegenlager fixiert sein.

Es ist vorteilhaft, die verstellbare Geberhälfte durch eine Druckfeder in einer Verstellrichtung vorzuspannen u.id die Verstellung dieser Geberhälfte mit einem Stellmotor vorzunehmen, der über eine Gewindespindel eine rait den Führungsspindeln verbundene Stcllmuttcr positioniert. Hierbei können die Führungsspindeln mit einer Klemmbuchse verbuaden sein, welche auf der gegen Verdrehungen gesicherten Stcllmutter derart axial verstellbar angeordnet ist, daß diese auf der Stellmutter in einer zur vorgespannten Verstellrichtung entgegengesetzten Richtung gegen die Kraft der Druckfeder verschiebbar ist. Diese Art der Kopplung der verstellbaren Geberhälfte mit dem Stellmotor sichert bei einer Verkleinerung des iialzspaltes durch eine Störung ein federndes Nachgeben und verhindert damit Beschädigungen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigeni

Figur 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen

Meßvorrichtung im Schnitt,

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Figur 2 einen Schnitt H-II gemäß Figur 1,

Figur 3 eine Seitenansicht gemäß Figur 1.

In der Vorderansicht nach ist ein Arbeitsualzenpaar mit den Walzen 1 und 2 zu sehen, deren Abstand durch eine Meßvorrichtung erfaßt wird. Die Meßvorrichtung 3 besteht aus einer Stellvorrichtung 4» welche cxentrisch zum Walzspalt angeordnet ist. Von der Stellvorrichtung 4» die mit einer Lagerschale 5 auf der unteren Arbcitswalzc 1 sitzt, ragen in einen Zwischenraum 6 der Arbeits— walzen 1, 2 die Geberhälften 7» 3 hinein. Dieser Zwischenraun 6 wird durch die Laufsitze 9, 10 der Arbcitsualzen 1, 2 gebildet. Die excntrisch zum Walzspalt liegende Stellvorrichtung 4 wirkt auf die Position der unteren Geberhälfte 7 ein, während die mit einer Lagerschale 11 versehnne obere Geberhälfte 3 in ihrer Position zur unteren Geberhälfte 7 durch den Laufsitz 10 der Arbeitswalze 2 bestimmt wird.

An der unteren Geberhälfte 7 sind zwei Führungsspindeln 12, 13 angebracht, welche in zwei in Höhe der Stellvorrichtung 4 vorgesehene Bohrungen 14, 15 fest eingesetzt sind. Diese Führungsspindeln ragen in die Stellvorrichtung 4 hinein und sind dort in jeweils zwei Kugelbuchsen 16, 17; 18» 19 geführt. Zwischen jeweils zwei Kugclbuchscn 16, 17 bzw. 13, 19 sind die Führungsspindcln 12, 13 mit einer Klemmbuchse 2O verbunden. Dazu ist die Klcmnbuchse 20 in ihrem äußeren Bereich mit zwei geschützen Durchgangslöchern 21, 22 versehen, durch welche die Führungsspindeln 12, hindurchführen. Mit Hilfe jeweils einer Schraube 23, 24 wird die Klemmbuchse 20 an den Führungsspindeln 12, 13 befestigt. Die Klemmbuchse 20 besitzt in ihrer Mitte ein weiteres Durchgangsloch 25» in das ein Einsatz 27 einer Stellrautter 26 verdrehsicher eingreift. Dazu sind in zwei symmetrisch zur Gewindebohrung 28 liegende Bohrungen der Stcllrautter 26 zwei Bolzen 29, 30 fest eingesetzt, die

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in Bohrungen 31, 32 der Klemmbuchse 20 geführt sind. Die StcJlrautter 26 sitzt mit ihrer Gewindebohrung 28 auf einer Gewinde— spindel 33» die mit ihrem freien Ende an einem Drucklager 34 gelagert ist. Das andere Ende der Gewindespindel 33 ist über eine Kupplung 35 nit der Abtriebswelle eines Stellmotors 36 verbunden. Eino Druckfeder 37» die in entsprechenden Bohrungen 38, 39 der Stellvorrichtung 4 bzw. der unteren Geberhälfte 7 geführt ist, sorgt für eine Vorspannung der unteren Geberhälfte 7 in Richtung der oberen Arbeitswalzc 2.

Die in den Zwischenraum 6 der Arbeitswalzen 1, 2 hineinragenden Geberhälften 7» 3 sind von einem U-förmigen Gehäuse 40 umgeben, das von. der Stellvorrichtung 4 ausgeht und in seinem Bodenteil die auf dem Laufsitz 9 der unteren Arbeitswalze 1 aufliegende Lagerschale aufweist. In diesem U—förmigen Gehäuse 4ö können die beiden Geberhälften 7» 8 verstellt werden, wobei jedoch nur die untere Geberhälfte 7, und zwar mit der Sollwerteinstellung durch den Stellmotor 36 verstellt wird. Die obere Geberhälfte ü ist an der unteren Geber— hälfte gelagert und mit einem relativ kleinen Hub beweglich. Dazu ist eine Stirnseite 41 der oberen Geberhälfte 8 mit einer Lagerkerbe 42 versehen, in welche eine Kugel 43 eingreift. Diese Kugel 43 stützt sich in einer weiteren Lagerkerbe 44 ab, welche in einer hervorstehenden Stirnseite 45 der unteren Geberhälfte 7 vergesehen ist. In der gegenüberliegenden Stirnseite 46 der oberen Geberhälfte 8 ist eine Kegelbohrung l_r~] vorgesehen, in die eine Druckfeder 48 eingreift. Die Druckfeder 48 stützt sich in einer weiteren Kegelbohrung 49 ab, die in einer am Ende der unteren Geberhälfte 7 vorgesehenen Lasche/angeordnet ist. Durch die Druckfeder 47 wird die obere Geberhälfte 7 mit der Lagerkerbe 42 gegen die Kugel 43 gedrückt, die sich ihrerseits in der Lagerkerbe 44 abstützt, so daß hierdurch ein Gegenlager für die obere Geberhälfte 8 entsteht. Eine weitere Druckfeder 51» die im äußeren Bereich der beiden Geberhälften 7» 8 in zwei gegenüberliegenden Kegelbohrungen 52, 53 der Geberhälften angeordnet ist, drückt die Geberhälfte 7, 8 stets aus-

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einander, so daß lediglich Schwankungen des Walzspaltes Änderungen im Abstand der beiden Geberhälften zueinander zur Folge haben. Zwei Schrauben 54» 55» die durch je ein Langloch 56, 57 in entsprechend symmetrisch zum Walzspalt liegenden Gewindebohrungen der oberen Geberhälfte 7 ·-ingeschraubt sind, begrenzen dabei mit ihren Xöpfen den Hub der oberen Geberhälfte 7·

Nie aus Figur 1 näher zu erkennen ist, ist die untere Geberhälfte 8 mit einem induktiven Meßsystem 58 versehen, das direkt von der als Magnetanker wirkenden oberen Geberhälfte 7 beeinflußt wird. Die Meßsignale dieses Meßsystems 53 werden mit nicht näher dargestellten Leitungen einer Regeleinrichtung zugeführt. Durch ein nicht näher dargestelltes Gestänge, das an der Stellvorrichtung 4 angreift, ist die Meßvorrichtung 3 am Walzgerüst befesvigt. Die Höhe der Geberhälften 71 S ist dabei so benessen, daß diese Geber— halften auch bei zusammengefahrenen Arbeitswalzcn 1,2 in den Zwischenraum 6 eingefahren werden können. Das bewegliche Gestänge gewährleistet dabei, daß die Mcilvorrichtung mit den Lagcrschalen 5 und 11 auf den Laufsitzen 9, 10 anliegt und an die Stirnseiten der Arbcitswalzcn gedrückt wird, "ie aus Figur 3 zu erkennen ist, ist dazu a;n Gehäuse 40 ein Lagerring 59 vorgesehen.

Das Eichen der erfinduiigsgemäßen Meßvorrichtung wird bei mit Druck zusammengefahrenen Arbcitswalzen durchgeführt. Dabei liegt die Lagerschale 5 'luf den Lauf sitz 9 der unteren Arboitswalzc 1 auf. Durch Ansteuern des Stellmotors 36 wird die untere Geberhälfte 7 und damit gleichzeitig auch die obere Cuberhälfto S auf den Laufsitz 10 der oberen Arbeitswalzc 2 zubewegt, bis die Lagerschale 11 der oberen Geberhälfte 8 am Laufsitz 10 anliegt. Es ist zweckmäßig, den Meßabstand der beiden Geberhälften 7, 8 so festzulegen, daß die Druckfeder 37 eine Vorspannung erhält. Dadurch wird sichergestellt, daß die obere Geberhälfte 8 stets mit einer hinreichenden Kraft gegen den Laufsitz 10 gedrückt wird. Dadurch werden die Geberhälften 7,

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durch Federkraft gegen die Laufsitze 9» ΐθ gedrückt, so daß die Meßflächen den Bewegungen der Arbeitswalzen 1, 2 folgen. Dabei wird hier nach dem Prinzip der Konstantspaltmessung gemessen, • so daß die Meßvorrichtung innerhalb ihres Gesamtmeßbereichs eine

I konstante Empfindlichkeit besitzt. Sollte durch irgendeine Störung

I der Walzspalt sich über Gebühr verkleinern, dznn bleibt dies ohne

J Auswirkungen auf die Meßvorrichtung. Die Führungsspindeln 12,

I sind zwar fest mit der Klemmbuchse 20 verbunden, die aber gegen

! die Kraft der Druckfeder 27 drehsicher auf der Stellmutter 26

^ verschoben werden kann. Somit gibt bei derartigen Störungen die

;· untere Geberhälfte federnd nach und schützt damit den Meßgeber

vor einer Zerstörung.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann daher auch für schnell laufenü-a Walzgerüste sowie für Warm Walzwerke verwendet werden.

- pjarsprucu

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25. Juni 1975

Zusammenstellung der Bezugszahlen

1	2	Arbeitswalze	29	Bolzen	57 Langloch
3	_ " _	30	_ll_	53 induktives
4	Preßvorrichtung	31	Bohrung.	Meßsystora
5	Stellvorrichtung	32		59 Lagerring
6	Lagerschale	33	Gewindespindel
7	Zwischenraum	34	Drucklager
8	Geberhälfte	35	Kupplung
9	__ If _	36	Stellmotor
10	Laufsitz	37	Druckfeder
11	—" —	38	Bohrung
12	Lagerschale	39	_ll_
13	Führungsspindel	40	Gehäuse
14	_ Il _	41	Stirnseite
I^	Bohrung	42	Lagerkerbe
16	_ll_	43	Kugel
17	Kugelbuchse	44	Lagerkerbe
18	_ Il _	K5	Stirnseite
19	_ Il _	46	_ » _
20	_ Il _	47	Kegelbohrung
21	Klemmbuchse	48	Druckfeder
22	Durchgangsloch	49	Kegelbohrung
23	— " —	50	Lasche
24	Schraube	51	Druckfeder
25		52	Kegelbohrung
26	Durchgangsloch	53	— " —
27	Stellmutter	54	Schraube
28	Ansatz	55	—" —
Gewindeb&hrung	56	Langloch

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Claims (6)

iAi^mr-Λ 7523-24 25. Juni 1975 t «nsprüche

1.) Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares als Istwert für eine Walzspalt— regeleinrichtung mit einem elektromechanischen Meßgeber, bei dem eine der die zwei korrespondierenden Meßflächen bildenden Geberhälften mit der Sollwerteinstellung zur Konstantspaltmessung verstellbar ist, dadurch g e k e η η— zeichnet , daß die zur Positionierung der Geberhälften (7, 8) vorgesehene Stellvorrichtung (4) exentrisch zum Walzspalt angeordnet und mit einem beweglichen Gestänge am Walzgerüst abgestutzt ist und daß die Geberhälften (7» 8) von der mit einer Lagerschale (5) auf einem Laufsitz (9) einer Arbeitswalze (l) positionierten Stellvorrichtung (4) derart in einen Zwischenraum (6) der Arbeitswalzen (l, 2) hineinragenj daß ein Laufsitz (iO) einer zweiten Arbei.tswalze (2) die Lage einer mit einer Lagerschale (ll) versehenen Geber— hälfte (8) bestimmt.

2.) Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Geberhälfte (7) mit in Kugclbuchscn (l6, 17» 18, I9) angeordneten Führungsspindeln (12, I3) in der exentrisch zum Walzspalt liegenden Stellvorrichtung (4) gelagert ist und daß die mit der Lagerschale (11) versehene, am Laufsitz (IO) einer zugeordneten Arbeitswalze (2) anliegende Geberhälfte (8) an der verstellbaren Geberhälfte (7) durch ein seitliches Gcgenlager (42, 43» 44) und Druckfedern (48, 51) in ihrer Lage zur verstellbaren Geberhälfte (8) fixiert ist.

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3·) Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die verstellbare Geberhälfte (7) durch eine Druckfeder (37) in einer Verstellrichtung vorgespannt ist und daß die Verstellung dieser Geberhälfte (7) durch einen Stellmotor (36) bestimmt ist, der über eine Gewindespindel (33) eine mit den Führungsspindeln (12, 13) verbundene Stellmutter (26) positioniert.

4.) Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsspindeln (12, 13) mit einer Klemmbuchse (20) verbunden sind, welche auf der gegen Verdrehungen gesicherten Stellmuttsr (26) derart axial verstellbar angeordnet ist, daß diese auf der Stellmutter (26) in einer zur vorgespannten Verstellrichtung entgegengesetzten Richtung gegen die Kraft der Druckfeder (37) verschiebbar ist.

5.) Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne t , daß die Lagerschalen (5, H) derart bemessen sind, daß sie die Laufsitze (9, 10) mit einem Umfangswinkel — 90 umfassen.

6.) Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die in den UaIzspalt hineinragenden Geberhälften (7, 8) von einem sowohl mit der Stellvorrichtung (4) als auch mit der entsprechenden Lagerschale (5) verbundenen U—föi-migen Gehäuse (40) umgeben sind und daß die Höhe des Gehäuses (40) sowie die Höhe der Geberhälften (7, 8) derart bemessen sind, daß diese Bauteile bei zusammengefahrenen Arbeitswalzen (l, 2) in den Zwischenraum (6) der Arbeitswalze (l, 2) eingehlebbar sind.

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