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Steuervorrichtung für die Antriebe der Horizontal- und der Vertikalwalzen
eines Universal-Walzwerkes Die Eigenart des Walzvorganges in einem Universal-Walzwerk
verbietet es, die Horizontalwalzen und die Vertikalwalzen für beide Walzrichtungen
mit untereinander gleichen Umfangsgeschwindigkeiten anzutreiben.
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Die Horizontalwalzen übernehmen die Hauptverformungsarbeit. Sie walzen
das Walzgut nieder, sie stre-cken und breiten eine starke Rohbramme beispielsweise
zu einem verhältnismäßig dünnen Bleche aus. Die Vertikalwalzen dienen dazu, das
Walzgut seitlich zu stauchen. Sie sorgen für gerade und winklige Seitenkanten. Die
Querschnittsverringerung des Walzgutes erfolgt also fast ausschließlich zwischen
den Horizontalwalzen.
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Die Querschnittsverringerung bzw. prozentuale Stichabnahme zwischen
den Horizontalwalzen verursacht einen Rückstau des Walzgutes. Dieses hat zur Folge,
daß der noch vor den Horizontalwalzen liegende Teil des Walzgutes nicht so schnell
läuft wie das schon niedergewalzte Gut. Das niedergewalzte Gut verläßt die Horizontalwalzen
mit der Walzenumfangsgeschwindigkeit.
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Daraus folgt, daß beim Walzen in Richtung von den Vertikalwalzen in
Richtung zu den Horizontalwalzen-vertikal - horizontal - die Horizontalwalzen um
den Rückstau schneller laufen müssen als die Vertikalwalzen. Ein Rückstau tritt
durch die Vertikalwalzen, welche das Walzgut nur etwas seitlich stauchen, nicht
oder nicht in nennenswerter Höhe auf.
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Beim Walzen horizontal-vertikzl sollen deshalb beide Walzenarten gleiche
Umfangsgeschwindigkeiten
haben. Man gibt jedoch in gewissen Fällen
für diese Walzrichtung den Vertikalwalzen gern eine gewisse Voreilung bis 6% und
mehr, um auf das aus den Horizontalwalzen austretende Walzgut durch die Vertikalwalzen
einen gewissen Zug auszuüben.
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Es ist bekannt, daß die durch den Rückstau bedingte geringere Geschwindigkeit
des Walzgutes vor den Horizontalwalzen gegenüber der Austrittsgeschwindigkeit aus
denHorizontalwalzen der prozentualen Stichabnahme des Walzgutes zwischen den Horizontalwalzen
entspricht.
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Bekannt ist es ferner, diesem Umstand beim Walzen vertikalhorizontal
Rechnung zu tragen, indem man die Horizontalwalzen bei dieser Walzrichtung entsprechend
schneller laufen läßt oder umgekehrt die Vertikalwalzen entsprechend langsamer.
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Es sind auch bereits elektrische Steuerungen entwickelt worden, die
die unterschiedlichen Geschwindigkeiten je nach Walzrichtung einregeln sollen. Die
bekannten Vorrichtungen sehen verschiedene Steuerstufen vor, welche beim Walzen
vertikalhorizontal verschiedene, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehende
Geschwindigkeiten einregem sollen. Die Anstellung der Horizontalwalzen muß entsprechend
diesen Stufen erfolgen, damit die prozentuale Stichabnahme auch der eingestellten
Geschwindigkeitsänderung entspricht.
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Die bekannten Vorrichtungen sind zudem verhältnismäßig umständlich.
Eine selbsttätig laufende Regelung entsprechend der prozentualen Stichabnahme ist
mit ihnen nicht möglich. Voraussetzung ist immer ein genaues Einhalten des durch
die Einregelung bedingten Anstellsolls.
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Wertet man andererseits Zerrungen oder Stauchungen des Walzgutes zwischen
den beiden Walzgerüsten dazu aus, deren Antrieb richtig einzuregeln, dann erfolgt
die Einregelung unzulässig spät.
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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die Antriebe der
Horizontal- und der Vertikalwalzen eines Universal-Walzwerkes, um beim Walzen vertikalhorizontal
die Walzenantriebe so einzuregeln, daß die Horizontalwalzen entsprechend der prozentualen
Stichabnahme des Walzgutes zwischen den Horizontalwalzen schneller laufen als die
Vertikalwalzen. Das Neue besteht in einer Meßvorrichtung für die Anstellung der
Horizontalwalzen, die beim Walzen vertikalhorizontal eine Regelvorrichtung für die
Walzenantriebe entsprechend der prozentualen Stichabnahme verstellt, so daß die
Umfangsgeschwindigkeit der Horizontalwalzen um das Verhältnis der Stichabnahme heraufgeregelt
oder die der Vertikalwalzen heruntergeregelt wird.
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Diese neueSteuervorrichtungwirkt bereits durch das Anstellen der Walzen;
also ehe das Walzgut in die Horizontalwalzen eintritt. Die Anstellung selbst steuert
die Antriebe, und zwar stufenlos nach der jeweiligen Größe. Der Betrieb ist nicht
mehr von bestimmten gegebenen Geschwindigkeitsstufen abhängig; durch das Anstellen
werden diese selber laufend, also stufenlos, eingeregelt. Der Betrieb ist auch nicht
mehr von der Geschicklichkeit des Bedienungsmannes abhängig; Bedienungsfehler sind
ausgeschlossen.
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Zweckmäßig besteht die Meßvorrichtung aus einem Druckluftzylinder
mit Kolben. Der Kolben wird verhältnisgleich der Anstellung der Horizontalwalze
über einen Hebel im Zylinder verschoben.
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Erfindungsgemäß wird außerdem ein Ventil vorgesehen, das beim Walzen
horizontalvertikal geöffnet ist, so daß die Bewegung des Kolbens keine Druckänderung
im Zylinder bewirkt und die Meßvorrichtung in Ruhe bleibt. Beim Walzen in Richtung
vertikalhorizontal wird das Ventil automatisch geschlossen, so daß die Anstellung
der Horizontalwalze eine Druckänderung in der Meßvorrichtung hervorruft, die auf
die Regelvorrichtung über eine Leitung zur Wirkung kommt.
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Vorteilhafterweise wird ein Druckluftakkumulator vorgesehen, der den
Zylinder und den Druckmesser der Regelvorrichtung unabhängig von der Stellung des
Kolbens auf einen Grunddruck (angenommen 2o atü) auflädt, beim Reversieren in Richtung
vertikalhorizontal vor dem Anstellen der Horizontalwalzen jedoch durch das Ventil
abgesperrt ist. Das Ventil kann durch die Rollgangsrollen oder die Antriebsmotoren
gesteuert werden.
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Die Ausmaße, insbesondere die Längen, und die gegenseitige Lage des
Zylinders und des Kolbens sowie dessen Verstellweg über einen Hebel, der von der
Anstellspindel bewegt wird, sollen so abgestimmt sein, daß der Kolben von seiner
jeweiligen Nullage aus durch die Walzenanstellung eine Druckänderung, insbesondere
eine Druckerhöhung, in dem Zylinder gegenüber dem Grunddruck hervorruft, die der
prozentualen Abnahme des Walzgutes während des Walzstiches zwischen den Horizontalwalzen
entspricht. Die Druckänderungen können auf einen Druckmesser wirken, dessen Ausschlagbewegung
die Regelvorrichtung beeinflußt. Es ist aber auch möglich, die Druckänderungen in
anderer Weise zur Auswirkung kommen zu lassen.
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Sollten beispielsweise für den Walzenantrieb durchlaufende Kurzschlußläufermotoren
verwendet werden unter Zwischenschaltung ölhydraulischer Zwischentriebe, so könnten
diese Druckänderungen für die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses dieser Getriebe
oder eines derselben verwendet werden, beispielsweise dadurch, daß die Druckänderung
eine Schwenkbewegung des Pumpenteiles des Getriebes verursacht.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Patentzeichnung zu
ersehen, deren Abb. r in Draufsicht das Schema eines Universal-. walzwerkes wiedergibt,
während die Abb. 2 im Schnitt eine Vorrichtung zeigt, die das Verfahren nach der
Erfindung automatisch bewirkt.
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Mit r ist das Walzgut bezeichnet, mit 2 die vertikalen Walzen, die
das Walzgut seitlich stauchen und für glatte Kanten sorgen. 3 sind die Horizontalwalzen,
die die Dicke des Walzgutes reduzieren.
4. ist das Walzgerüst, 5
die Anstellvorrichtung, die elektrisch betätigt sein kann. Mit 6 ist ein Zylinder
bezeichnet, in dem ein Tauchkolben 8 beweglich ist, der über einen Hebel 7 mit der
Anstellspindel io in Verbindung steht.
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Der Zylinder 6 ist über ein Ventil i i a mit einem Akkumulator i i
verbunden, der den Zylinder 6 bei geöffnetem Ventil i i a mit Preßluft (angenommen
2o atü) auffüllt und selber durch eine kleine Pumpe 12 mit Druckregler 13 gespeist
wird. Der Zylinder 6 steht außerdem über eine Leitung 14 mit einem Druckmesser 15
in Verbindung, der den Druck mißt und einen entsprechend hohen elektrischen Widerstand
16 in den Stromkreis des Vertikalwalzenmotors einschaltet.
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Das Ventil i i a wird elektrisch so betätigt, da.ß für die Walzrichtung
horizontalvertikal, beispielsweise durch die Schaltbewegung des Rollganges oder
der Hauptmotoren das Ventil i i a geöffnet wird, so daß im Zylinder 6 und im Druckinesser
15 der von dem Akkumulator i i gelieferte Druck von angenommen 2o atü herrscht.
Bei dieser Druckmesserstellung ist der Antriebsmotor für die Vertikalwalzen durch.
den Verschiebewiderstand 16 so beeinflußt, daß die Vertikalwalzen für den Durchgang
des Walzgutes entgegen der eingezeichneten Walzrichtung eine etwas erhöhte Geschwindigkeit
(6 bis io'o/o) haben (normales Gleichlaufverhältnis für die Walzrichtung horizontal-vertikal).
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Reversiert nun das Walzgut in die eingezeichnete Walzrichtung (vertikal-horizontal),
so wird durch die vorgenannte Schaltweise, Schaltung des Rollganges oder der Hauptmotoren,
das Ventil i i a wieder geschlossen. Der in dem Zylinder herrschende Druck von angenommen
2o atü wird nun bei der Anstellbewegung der Horizontalwalzen 3 und die dadurch bedingte
entsprechende Bewegung des Tauchkolbens 8 im Zylinder 6 weiter erhöht. Diese Druckerhöhung
bewirkt über den Druckmesser 15 eine Änderung des Widerstandes 16, so daß der Antriebsmotor
veranlaßt wird, die Vertikalwalzen 2 gegenüber den Horizontalwalzen i entsprechend
langsamer laufen zu lassen. Natürlich kann dabei die Einrichtung auch so getroffen
sein, daß die Geschwindigkeit der Horizontalwalzen 3 entsprechend erhöht wird.
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Von Bedeutung ist es dabei, dali die Druckerhöhung im Zylinder prozentual
dem Abnahmeverhältnis des Walzgutes entspricht und demzufolge auch die Einregelung
der Walzenantriebe erfolgt. Dieses ist dadurch der Fall, daß die jeweilige Nulllage
des Kolbens 8 im Zylinder 6 nach oben wandert, während die obere der Walzen 3 beim
Herunterwalzen nach unten geht. Mit dem Schalten der Bewegung des Rollganges bzw.
der Walzenmotoren für Walzung in Richtung vertikalhorizontal (siehe Abb. i)- wird
- wie schon geschildert - in jeder neuen Nullage das Ventil i i a. geschlossen,
so daß wieder der angenommene Druck von 2o atü in dem System herrscht. Da nun, noch
bevor das Walzgut in die Walzen eintritt, die Anstellung der oberen Walze 3 erfolgt,
wird auch der. Druck in dem System sofort erhöht und sofort die Geschwindigkeit
neu eingeregelt, so d@aß Gleichlauf zwischen dem Walzgut und den Walzen herrscht.
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Die jeweilige Verlegung des Nullpunktes im Zylinder 6 verändert die
Höhe des Raumes über dem Kolben 8 und dadurch den durch die Anstellung bewirkten
Druckanstieg in dem System. Durch entsprechende Wahl der Abmessungen der Einzelteile
6, 7, 8 bzw. deren gegenseitige Anordnung ist ohne weiteres eineAnpassung möglich,
die der prozentualen Nacheilung des Walzgutes entspricht.
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Statt der beschriebenen und dargestellten Anwendung eines Druckzylinders
mit Kolben kann das gleiche auch durch andere Mittel erreicht werden, etwa durch
elektrische Einrichtungen, wobei wiederum von der jeweiligen Nullage ausgegangen
werden :muß. Für die Anpassung an die prozentual sich entsprechend der Nullage ändern
sollende Wirkung der Einriähtung können.beweglichq#Hebelsysteme, Kurven od. dgl.
an sich bekannte Mittel verwendet werden.
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Ein Überdruckventil 17 (auf angenommen 5o atii eingestellt) verhindert
einen zu stark anwachsenden Zylinderdruck, z. B. bei Leerhubbewegungen der Walze
oder Fehlschaltungen.
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Bei richtiger Auswahl der Vorschultwiderstände oder der sonstigen
Mittel für den zu regelnden Walzenantrieb ist es bei der dargestellten und beschriebenen
automatischen Vorrichtung ohne weiteres möglich, die Geschwindigkeiten der Walzen
immer annähernd und frühzeitig genug der wirklichen Walzgutgeschwindigkeit zwischen
den Vertikalwalzen anzupassen. Es ist dabei gleich, ob das Walzgut gleichzeitig
beschleunigt aus den Horizontalwalzen austritt oder beim Eintritt in diese verzögert
wird.