DE849576C - Einrichtung zur selbsttaetigen Voreinstellung des Durchganges bei Walzwerken - Google Patents

Description

Bekanntlich ist es beim Auswalzen eines Erzeugnisses in einem Walzwerk nach jedem Durchgang erforderlich, den Abstand zwischen den Zylindern zu vermindern. Diese Maßnahme, das sog. Spannen der Zylinder, wird im allgemeinen bei jedem Durchgang bei kleinen Walzwerken von Hand, bei den Walzwerken einer gewissen Größe mit Hilfe eines elektrischen Motors vorgenommen, der durch den Walzarbciter in Gang gesetzt werden kann,
ίο Man kann eine erhebliche Zeitersparnis erzielen, wenn man das Spannen der Zylinder selbsttätig durchführt, so daß man die Zylinderabstände erhält, welche den Stärken entsprechen, die das Erzeugnis nach jedem Durchgang haben soll.

Es sind schon Einrichtungen zum selbsttätigen Spannen bekannt, die aus verschiedenen mechanischen Vorrichtungen bestehen, beispielsweise aus regelbaren Nocken, welche den Strom für den Spannmotor unterbrechen und von der Skalenscheibe angetrieben werden, welche den Spanngrad der Zylinder anzeigt.

Diese Einrichtungen weisen jedoch mehrere Mängel auf: Mangelnde Genauigkeit bei der Stillsetzung; beim Überschreiten des gewünschten Punktes muß der Walzarbeiter eine Korrektion von Hand vornehmen; es ist praktisch unmöglich, ohne eine verwickelte mechanische Vorrichtung mehrere sehr nahe beieinanderliegende Durchgänge aus-

führen zii lassen, eine Folge der unvermeidlichen Länge des Angriffspunktes der Nocken.

Demgegenüber gestattet die Erfindung eine sehr genaue Stillsetzung durch Verminderung der Motor drehzahl bei Annäherung an die genau richtige Einstellung, eine selbsttätige Berichtigung des Spannens im Falle, wo die Durchgänge überschritten werden, deren Wert in Prozent der größten Walzstärke beliebig klein ist.

ίο Die Erfindung hat eine Einrichtung zur selbsttätigen Voreinstellung des Durchganges von Walzwerken zum Gegenstand, welche eine Brückenschaltung in folgender Weise benutzt: In der Brückenschaltung sind zwei Potentialdifferenzen gegeneinandergeschaltet, von welchen die eine einem vorbestimmten Wert entspricht und die andere von dem wirklichen Zylinderabstand abhängt, und sie kennzeichnet sich dadurch, daß sie durch eine einzige Maßnahme die selbsttätige Regelung einer beliebigen Anzahl von vorbestimmten und aufeinanderfolgenden Durchgängen gestattet, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Wert der vorbestimmten Potentialdifferenz mit dem zu erzielenden Durchgang selbsttätig ändern zu lassen, und die Betätigung der Spannmotoren vor jedem Durchgang durch ein System von Relais erreicht wird, deren Wicklungen einen Teil der Brücke in der Weise bilden, daß im Fall einer Überschreitung des vorbestimmten Wertes des auszuführenden Durchganges selbsttätig ein gewisses Entspannen bis zum vollen Ausgleich der beiden entsprechenden Potentialdifferenzen und bis zur genau richtigen Einstellung des Durchganges eintritt.

Gemäß der Erfindung können bei Gleichstrom die elektrischen Geräte Potentiometer sein und bei Wechselstrom Induktionsregler.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen für Gleichstrom an Hand der Zeichnung.

Fig. ι ist ein Prinzipschema der Einrichtung gemäß der Erfindung mit Potentiometerschaltung; Fig. 2 ist eine vereinfachte Darstellung des linken Potentiometers der Fig. 1 mit seinem Regelsystem für die in Abhängigkeit von dem Abstand der Walzwerkzylinder erzeugte Potentialdifferenz;

Fig. 3 ist eine vereinfachte Darstellung des rechten Potentiometers der Fig. 1 mit seinem System zur Einstellung der in Abhängigkeit von der Stärke des auszuführenden Durchganges erzeugten Potentialdifferenz ;

Fig. 4 ist ein Schema der elektrischen Schaltung einer Einrichtung gemäß der Erfindung, die nach dem Prinzip der Fig. 1 arbeitet; Fig. 5 ist eine Variante der Fig. 4.

Wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, ist das Prinzip der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Potentiometern für Gleichstrom das folgende: Zwei Potentiometer A und B werden an ihren Enden durch dieselbe Quelle gespeist. Der Läufer C₁ das Potentiometers A wird durch einen Servomotor SM angetrieben und in Stellungen stillgesetzt, die durch eine Gruppe von geteilten Trommeln T eingestellt werden, von welchen man in Fig. 3 das Anzeige- und Steuertableau D sieht. An diesem Tableau sieht man die ganze Reihe der gerändelten Einstellknöpfe E dieser Trommeln, Schaulöcher V, welche die Werte der Durchgänge an diesen Trommeln anzeigen, und Lampen L, welche die "Nachprüfung der Einstellung gestatten.

Die Trommeln T sind in Werten der Durchgangsstärke geteilt und haben die Aufgabe, die Speisung des Servomotors SM zu unterbrechen. Die erzielte Einstellung ist infolge der geringen Trägheit der gesamten Einrichtung, der geringen Leistung des Servomotors, eines großen Untersetzungsverhältnisses zwischen Servomotor und Trommel, der Länge der Teilungen und infolge der Kurzschließung des Gleichstromankers des Servomotors, genau.

Der Läufer C₂ des zweiten Potentiometers B wird von der Spannbewegung des beweglichen Zylinders R des Walzwerks direkt (Fig. 1) oder durch Vermittlung der Anzeigeskala H dieses Walzwerks (Fig. 2) angetrieben.

M und N sind die Motoren, welche das Spannen und Entspannen des Walzwerks mit Hilfe von Schnecken und Zahnrädern S bewirken.

Die beiden Läufer sind miteinander durch ein System von Relais verbunden, z. B. durch ein polarisiertes Nullrelais K mit zwei Kontakten, von denen der eine P₁ das Spannen, der andere P₂ das Entspannen (Fig. 1) mit Hilfe von in dieser Figur nicht dargestellten Schützen steuert.

Die Anordnung bildet demnach eine Wheatstonesehe Brücke, deren Relais K das Gleichgewicht anzeigt. Im Fall des Ungleichgewichtes und je nach dem Sinn dieses Ungleichgewichtes zwischen den beiden Läufern C₁ und C₂ der Potentiometer A und B steuern die Kontakte P₁ bzw. P₂ des Relais K 1°° die Einschaltung der Schütze der Spannmotoren M und N im Sinn des Spannens oder Entspannens.

Fig. 4 zeigt ein Schema eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung nach dem Prinzip der Fig. 1.

Die Potentiometer A und B sind mit Hilfe von Kollektoren von Gleichstrommaschinen ausgebildet, die an einen Widerstand angeschlossen sind. Jede Lamelle des Kollektors entspricht einem Abgriff an dem Widerstand, und die Speisung erfolgt an den beiden Enden dieses Widerstandes, wobei einige Lamellen, die einem Winkel von ungefähr 2o° entsprechen, zur Vermeidung der Schleifenbildung frei bleiben. In Fig. 4 ist das Potentiometer B mit 2, Widerstand 21, Kollektor 22 bezeichnet, das Potentiometer A mit 10, Widerstand 23, Kollektor 24.

Die gesamte Walzstärke, geteilt durch die Anzahl der Lamellen des Kollektors, ergibt die Genauigkeit des Spannens, welche die Einrichtung zuläßt. Man kann diese leicht erhöhen, da man Kollektoren mit einer sehr großen Lamellenzahl herstellen kann und außerdem die Bürsten, d. h. die Läufer C₁ und C₂, welche den Strom an diesen Kollektoren abnehmen, sich Lamelle für Lamelle verschieben können. Der Kollektor wird fest-

gehalten und man läßt den Bürstenträger sich um ihn drehen, um das Trägheitsmoment des beweglichen Teiles zu vermindern. Das Organ für die Voreinstellung des auszuführenden Durchganges umfaßt das Potentiometer io, welches mit dem oben beschriebenen übereinstimmt, und dessen Läufer, der aus den auf einem ausgewuchteten Bürsten träger angebrachten Bürsten ι ι besteht, wird von einem Servomotor 9 zugleich mit einer Gruppe von leitenden Trommeln 14 angetrieben. Diese Trommeln besitzen je ein Isolierteil 25 und sind selbst gegeneinander und gegen die Achse isoliert. Auf jeder Trommel schleifen zwei miteinander und mit dem Servomotor 9 in Reihe liegende Bürsten 1 5, und der Träger 26 dieser Bürsten ist auf einer geteilten Trommel 16 befestigt, die selbst auf der allgemeinen Antriebsachse des Servomotors 9, der Trommeln 14 und des Läufers 1 1 frei ist. Diese Trommel ist unmittelbar in Werten der Durchgänge geteilt, und sie ist, und folglich auch die Bürsten 15, durch eine Schnecke 17 verstellbar. Es sind so viel mit dieser übereinstimmende Gruppen von Trommeln 14, 16 vorgesehen, wie Durchgänge gewünscht werden.

Wenn die Bürsten 15 beim Übergang auf das Isolierteil 25 den Strom an dem Servomotor unterbrechen, kann dieser durch eine Kurzschlußeinrichtung fast augenblicklich angehalten werden, so daß man eine sehr genaue Stillsetzung erreicht.

Das Potentiometer 2 für die Eichung des Durchganges an dem Walzwerk stimmt mit dem vorhergehenden überein, und sein ausgewuchteter Bürstenträger 3 oder Läufer 1 wird von der langsamen Welle der Skalcnscheibc des Walzwerks angetrieben.

Die beiden Potentiometer 10 und 2 werden von derselben Gleichstromquelle gespeist. Wenn die Bürsten 11 und 1 nicht die gleiche relative Lage auf diesen Potentiometern einnehmen, tritt zwischen diesen Bürsten oder zwischen den Bürsten 12 und 13 eine Potentialdifferenz auf. Diese wird auf die beiden Relais 5 und 6, welche ohne jeden Schutzwiderstand in Reihe geschaltet sind, mit umgekehrter Polarität übertragen, so daß sie bei einem bestimmten Sinn des Ungleichgewichtes in Tätigkeit treten. Wenn die Kontakte dieser Relais geschlossen werden, werden die Schütze 7 bzw. 8 betätigt, welche unmittelbar in den beiden Gangrichtungen die Spannmotoren des Walzwerks in Betrieb setzen.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende: Man stellt die verschiedenen gewünschten Durchgangs werte ein, indem man die verschiedenen Trommeln 16 mittels der Schnecken 17 verdreht. Wenn der Servomotor 9 mit Strom gespeist wird, setzt er sich in Gang und dreht sich, bis das Isolierteil 25 einer der Trommeln 14 unter den Bürsten 15 hinweggeht. In diesem Augenblick wird der Motor infolge der Stromunterbrechung stillgesetzt; er hat jedoch die Bürsten 11 am Umfang des Potentiometers 10 um einen gewissen Winkel verstellt. Am Anfang befanden sich die Bürsten 1 und 1 [ in derselben Lage auf ihrem betreffenden' Kollektor. Nun sind sie gegeneinander verschoben, und daraus ergibt sich eine Potentialdifferenz, die über die Bürsten 12 bzw. 13 auf die Relais 5 und 6 übertragen wird. Es wird sich beispielsweise das Relais 5 schließen, so daß das entsprechende Schütz 7 eingeschaltet und der oder die Spannmotoren des Walzwerks in Bewegung gesetzt werden. In diesem Augenblick wird sich durch Vermittlung der Kupplung 4 der Läufer 3 des Potentiometers 2 verschieben. Diese Bewegung dauert so lange an, bis die Bürsten 1 auf der Oberfläche des Kollektors 2 den Punkt des Potentials gefunden haben, das mit demjenigen übereinstimmt, welches die Bürste 11 auf dem Kollektor 10 hatte. In diesem Augenblick wird das Relais 5, welches angezogen hatte, wieder geöffnet, und es läßt das Schütz 7, welches eingeschaltet war, wieder abschalten, worauf das gesamte System zum Stillstand kommt.

Unter der Annahme, daß die Stillsetzung nicht sofort erfolgen konnte, wird der Läufer 3 den elektrischen Gleichgewichtspunkt der beiden Potentiometer überschreiten, und, da die Polaritäten sich umkehren, wird sich das Relais 6 schließen, so daß das Schütz 8 eingeschaltet wird, welches die Spannmotoren in entgegengesetzter Richtung als vorher in Gang setzt, wodurch sich die gewünschte Korrektion ergibt. Man kann ohne weiteres einen Motor mit zwei Drehzahlen verwenden, so daß mati durch die Tätigkeit der Relais die Annäherungsbewegungen bei geringer Geschwindigkeit ausführen kann, während die großen Spannverschiebungen bei großer Geschwindigkeit durchgeführt werden.

In Fig. 5 ist eine zweite und einfachere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser Figur sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 4.

Das Eichpotentiometer 2, welches an dem Walzwerk angebracht und durch Vermittlung der Kupplung 4 von der Spannskala angetrieben wird, wurde beibehalten. Die Relais 5 und 6 stimmen ebenfalls überein. Hingegen ist das Potentiometer für die Voreinstellung weggelassen, und es werden so viele kleine Potentiometer nach der Bauart von Meßgeräten benutzt, wie man Durchgänge für das Walzwerk vorsehen will.

Diese Potentiometer 30 sind alle an ihren Enden und auch mit dem Potentiometer 2 parallel geschaltet. Jedes von ihnen besitzt einen Läufer 31 und einen Zeiger 32, welcher sich vor einer unmittelbar in Werten des Durchganges geteilten Skala 33 bewegt.

Alle Läufer können nacheinander mit derselben Leitung durch Vermittlung von Umschaltern 34 verbunden werden, welche von Nocken 27, die auf einer von einem Servomotor 36 angetriebenen Welle 35 angebracht sind, betätigt werden. Dieser öffnet die Kontakte 34 umschichtig jedesmal bei einem Durchgang und schließt den folgenden Kontakt.

Die Wirkungsweise ist grundsätzlich die gleiche, wie oben beschrieben. Der Läufer 3 1 eines Potentiometers 30 wird verstellt, bis sein Zeiger 32 auf der unmittelbar in Durchgangswerten geteilten Skala 33

die gewünschte Wandstärke anzeigt. Dieser Läufer wird von dem Umschalter 34, der durch Vermittlung eines Nockens 37 und des Servomotors 36 geschlossen wird, in den Stromkreis gelegt. Da dieser Schalter nur bei einem der Potentiometer 30 geschlossen wird, ergibt sich ein festes Potential und man kann die Relais 5 oder 6 wie im vorhergehenden Fall arbeiten lassen. Wenn der Durchgang ausgeführt ist, dreht sich der Servomotor 36 um einen Bruchteil einer Umdrehung, der ausreicht, um den Schalter zu öffnen und den Schalter des folgenden Potentiometers zu schließen, an welchem man den Läufer etwas weiter eingestellt hat als den vorhergehenden, beispielsweise in Richtung des abnehmenden Potentials. Es ergibt sich so ein neues Potential, welches von der das Potentioimetcr 2 mitnehmenden Spannbewegung angestrebt wird, indem die Zylinder durch Vermittlung der Relais 5 oder 6 gespannt werden. Man erreicht hier ao somit, wie im vorhergehenden Fall, ebenfalls ein Spannen mit etwaiger Korrektion.

Das System ist jedoch einfacher, weil der Servomotor nur die Kontakte zu schließen braucht, was eigentlich auch durch in Kaskade geschaltete Relais anstatt der beschriebenen Trommeln ausgeführt werden könnte. Über den Kontakten, welche bei den beiden vorhergehenden Beispielen von dem Servomotor angetrieben werden, können Signallampen L angebracht werden, die es ermöglichen, während eines Durchganges die Übereinstimmung mit der direkt ablesbaren Skala des Walzwerks zu überprüfen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zur selbsttätigen Voreinstellung des Durchganges bei Walzwerken unter Verwendung einer Brückenschaltung, l>ei welcher zwei Poten dal diflcrenzengegeneinandergcschaltet sind, von denen die "eine einem vorbestimmten Wert entspricht und die andere von dem wirklichen Abstand der Zylinder abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine einzige Maßnahme die selbsttätige Regelung einer beliebig'en Anzahl von vorbestimmten und aufeinanderfolgenden Durchgängen gestattet, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Wert der vorbestimmten Potcntialdifferenz mit dem zu erzielenden Durchgang selbsttätig ändern zu lassen, und die Betätigung der Spannmotoren vor jedem Durchgang durch ein System von Relais erreicht wird, deren Wicklungen einen Teil der Brücke in der Weise bilden, daß im Fall einer Überschreitung des vorbestimmten Wertes des auszuführenden Durchganges selbsttätig ein gewisses Entspannen bis zum vollen Ausgleich der beiden entsprechenden Potentialdiffercnzen und bis zur genau richtigen Einstellung des Durchganges eintritt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Potentialdifferenzen bei Gleichstrom durch Potentiometer oder bei Wechselstrom durch Induktionsregler erzeugt werden.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Potentiometer aus einem festen Kollektor besteht, zwischen dessen Elementen die Widerstände eingeschaltet sind, welche zusammen den Potentiometerstromkreis bilden, und daß der Läufer dieses Potentiometers durch die Bürsten des Kollektors gebildet wird, die auf einem ausgewuchteten und umlaufenden Bürstenträger angebracht sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenträger des Potentiometers, welches den wirklichen Wert eines zu erzielenden Durchganges überwacht, von einem Servomotor angetrieben wird, dessen Welle eine Reihe von Trommelpaaren trägt, und daß jedes dieser Trommelpaare eine erste Trommel, welche auf der Welle festgekeilt und an ihrem leitenden Umfang durch ein isolierendes Band geschlossen ist, und eine zweite Trommel umfaßt, die auf der Welle frei und in Werten der Durchgangsstärke geteilt ist, wobei diese zweite Trommel zwei gegeneinander isolierte, jedoch an dem leitenden Teil der ersten Trommel kurzgeschlossene Bürsten, die in Reihe mit dem Speisekreis des Servomotors geschaltet sind, bis in eine Lage mitnehmen kann, welche durch eine mit der geteilten Trommel im Eingriff stehende Schnecke hergestellt wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer des von dem Abstand der Walzwerkzylinder überwachten Potentiometers mechanisch mit einer langsamen Welle des Walzwerks, z. B. mit der die Anzeigeskala antreibenden Welle, gekuppelt ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer, welches von der zu erzielenden Durchgangsstärke überwacht wird, aus einer Reihte von einzelnen Potentiometern besteht, die parallel geschaltet und in gleicher Anzahl vorgesehen: sind wie die Anzahl der zu erzielenden Durchgänge, wobei der Läufer jedes Potentiometers einen Zeiger trägt, der an einer geteilten Skala den Wert des zu erzielenden Durchganges anzeigt, und ein beliebiges Potentiometer in den Brückenkreis geschaltet wird, indem ein entsprechender Schalter durch ein geeignetes Mittel geschlossen wird, während die anderen Potentiometer ausgeschaltet bleil>en oder werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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