EP0012738A1

EP0012738A1 - Anordnung zum Steuern einer Streckbiegerichtanlage

Info

Publication number: EP0012738A1
Application number: EP79890033A
Authority: EP
Inventors: Hans-Jörg Weinzinger
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1978-12-12
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1980-06-25
Also published as: AT358900B; ATA882378A

Abstract

Bei einer Streckbiegerichtanlage sind zwei Spannrollensätze (1, 2) für das zu richtende Band (5) und zwischen diesen Spannrollensätzen (1, 2) Biegerollen (3) vorgesehen, denen eine über einen Stelltrieb (15) ansteilbare Richtrolle (4) nachgeordnet ist. Um ein Streckbiegerichten mit jeweils an die zu richtenden Unplanheiten angepaßtem Streckgrad sicherzustellen, wird vor dem einlaufseitigen Spannrollensatz (1) ein Istwertgeber (6) für die Amplituden der Bandwellen angeordnet. Aus der ermittelten Wellenamplitude wird in einem an den Istwertgeber (6) angeschlossenen Rechner (9) die für diese Amplitude erforderliche Mindeststreckgradgröße errechnet und als Sollwert einer Regelungseinrichtung (10) für den über den Bandzug zwischen den beiden Spannrollensätzen (1, 2) steuerbaren Streckgrad zugeführt. Zusätzlich ist nach dem auslaufseitigen Spannrollensatz (2) ein an einen Regler (16) für den Richtrollenstellbetrieb (15) angeschlossener Istwertgeber (17) für die Amplituden allfälliger Bandquerkrümmungen angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Steuern einer Streckbiegerichtanlage mit zwei Spannrollensätzen für das zu richtende Band und zwischen den Spannrollensätzen vorgesehenen Biegerollen, denen eine über einen Stelltrieb anstellbare Richtrolle nachgeordnet ist, sowie mit einer Regelungseinrichtung für den über den Bandzug zwischen den beiden Spannrollensätzen steuerbaren Streckgrad des Bandes.
Das unter Zug stehende Metallband wird beim Streckbiegerichten durch fortlaufendes wechselseitiges Biegen plastisch gelängt und gerichtet. Bei dieser Längung müssen die neben den Bandwellen verlaufenden Fasern auf die Länge der Fasern des Wellenbauches gestreckt werden, um ein planes Band zu erhalten. Die Längendifferenz zwischen den Fasern im Wellenbereich und im nicht gewellten Bereich des Bandes bestimmt somit den für die Planheit eines Bandes erforderlichen, geringsten Streckgrad. Der für das Streckbiegerichten eines Bandes erforderliche Streckgrad wird nach der größten vorkommenden Welligkeit des Bandes gewählt und über den Bandzug eingestellt, der bei gegebener Biegerollenanordnung dem Streckgrad proportional ist. Da durch das Biegestrecken des Bandes im Band Restspannungen vorhanden sind, deren Nullinie im allgemeinen nicht mit der Bandmitte zusammenfällt, ergibt sich beim freien Rückfedern des Bandes eine Längs- und eine Querkrümmung. Das Band muß demnach noch einmal gebogen werden, um durch eine Spannungsüberlagerung die Nullinie der Eigenspannungen des Bandes in die Bandmitte, also in die ursprünglich neutrale Zone zu verlegen, so daß das Band gerade und eben ist. Den Biegerollen ist daher eine Richtrolle nachgeordnet, die so eingestellt wird, daß das Band nach dem Überlaufen eben ist.
Obwohl es aus verschiedenen Gründen günstig ist, beispielsweise wegen einer möglichst geringen Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften, mit dem jeweils kleinstmöglichen Streckgrad zu richten, wird der Streckgrad auf die größe Unplanheit des Bandes abgestellt, weil mit dem Streckgrad auch die Anstellung der Richtrolle verändert werden müßte. Aus diesem Grunde ist auch bei bekannten Streckbiegerichtanlagen eine Regelung auf konstanten Streckgrad vorgesehen.
So ist es beispielsweise bekannt (AT-PS 345 063), die Anpreßkraft der Spannrollen der Spannrollensätze an das Band in Abhängigkeit von der gemessenen Zugspannung auf das Band zu regeln, so daß sich ändernde Reibungsverhältnisse berücksichtigt werden können. Da die Reibungskräfte einerseits vom Reibungskoeffizienten und anderseits von der Anpreßkraft abhängen, kann über die Anpreßkraft die Auswirkung der sich ändernden Reibungskoeffizienten ausgeglichen werden.
Bei einer anderen bekannten Streckbiegerichtanlage (US-PS 3 962 894), bei der der Streckgrad konstant gehalten werden soll, werden die Spannrollen der beiden Spannrollensätze mit einem abgestuften Drehmoment angetrieben, wobei das vorbestimmte Antriebsdrehmoment jeweils über ein Ausgleichsgetriebe sichergestellt wird, dessen freies Getriebeglied über einen Hilfsmotor zusätzlich angetrieben werden kann. Diese Hilfsmotoren werden bezüglich ihres abgegebenen Drehmomentes über einen Soll-Istwertvergleich geregelt, um wiederum eine konstante Zugspannung für den Richtvorgang zu gewährleisten, was wegen des für die vorkommende Welligkeit häufig zu großen Streckgrades eine entsprechende Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften mit sich bringt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Streckbiegerichtanlage der eingangs geschilderten Art mit einer einfach aufgebauten Steueranordnung zu versehen, die ein Streckbiegerichten des Bandes mit jeweils an die zu richtenden Unplanheiten angepaßtem Streckgrad erlaubt.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß vor dem einlaufseitigen Spannrollensatz ein an einem Rechner angeschlossener Istwertgeber für die Amplituden der Bandwellen angeordnet ist, daß von dem Rechner die für den Streckgrad jeweils mit dem programmbedingt aus der gemessenen Wellenamplitude errechnete Mindeststreckgradgröße als Sollwert der Regelungseinrichtung zugeführt ist und daß nach dem auslaufseitigen Spannrollensatz ein an einen Regler für den Richtrollenstelltrieb angeschlossener Istwertgeber für die Amplituden allfälliger Bandquerkrümmungen angeordnet ist.
Da sich der Mindeststreckgrad für eine Bandwelle aus dem Verhältnis von der Bogenlänge zur Bogensehne dieser Welle ergibt und sich die Bogenlänge bei gegebener geometrischer Form aus der der Wellenamplitude entsprechenden Bogenhöhe ableiten läßt, die meßtechnisch einfach über den Durchhang des Bandes zwischen zwei Auflagen bestimmt werden kann, kann über die Istwerterfassung der Wellenamplituden der jeweils erforderliche Streckgrad in einem entsprechend programmierten Rechner ermittelt und als Sollwert der Regelungseinrichtung vorgegeben werden.Die mit dem jeweils günstigsten Streckgrad als Führungsgröße beaufschlagte Regelungseinrichtung steuert den Bandzug, beispielsweise über die Antriebe der Spannrollensätze nach dem vorgegebenen Sollwert des Streckgrades aus, so daß das Band tatsächlich unter den günstigsten Bedingungen einem Streckbiegerichtvorgang unterworfen wird. Der an die jeweilige Welligkeit des Bandes angepaßte, unterschiedliche Streckgrad bewirkt aber, daß die Anstellung der Richtrolle nachgeführt werden muß, wenn ein gerades und ebenes Band erhalten werden soll. Über die bei nicht richtiger Anstellung der Richtrolle auftretende Querkrümmung des Bandes wird folglich die notwendige Änderung der Eintauchtiefe der Richtrolle bestimmt und zur Verstellung der Richtrolle ausgenützt. Zu diesem Zweck ist ein Istwertgeber für die Amplituden allfälliger Bandquerkrümmungen vorgesehen, der an einen den Stelltrieb für die Richtrolle ansteuernden Regler angeschlossen ist. Trotz der sich mit der Welligkeit des Bandes verändernden Verhältnisse an der Streckbiegerichtanlage kann somit ein gerades und ebenes Band in vorteilhafter Weise erhalten werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Anordnung zum Steuern einer Streckbiegerichtanlage im vereinfachten Blockschaltbild gezeigt.
Gemäß der Zeichnung besteht die Streckbiegerichtanlage aus zwei Spannrollensätzen 1 und 2, zwischen denen zwei Biegerollen 3 und eine nachgeschaltete Richtrolle 4 vorgesehen sind. Zur Erfassung der Planheit des zu richtenden Bandes 5 ist dem einlaufseitigen Spannrollensatz 1 ein Istwertgeber 6 für die Amplituden der Bandwellen vorgeordnet. Dieser Istwertgeber weist zwei Auflagerollen 7 für das Band 5 auf, zwischen denen mehrere über die Bandbreite verteilte Elektromagnete 8 angeordnet sind. Über diese Elektromagnete 8 werden etwa senkrecht auf die Bandoberfläche stehende Kräfte auf das Band ausgeübt, wobei der dadurch bedingte Durchhang zwischen den beiden Auflagerollen 7 den Luftspalt zwischen dem Band und den Magneten bestimmt, so daß über die Spannung der Erregerwicklung der Magnete die unterschiedliche Ablenkweite des Bandes und damit die Amplitude der Bandwellen ermittelt werden kann. Der gemessene Istwert der Amplitude einer festgestellten Bandwelle wird einem Rechner 9 zugeführt, der aus diesem Istwert und den vorgegebenen Daten hinsichtlich des Abstandes der Auflagerollen 7 und der geometrischen Form des Banddurchhanges den für die festgestellte Welle erforderlichen Mindeststreckgrad errechnet und diesen errechneten Streckgrad einer Regelungseinrichtung 10 als Sollwert vorgibt. Diese Regelungseinrichtung 10 ist an einen Istwertgeber 11 für den Streckgrad angeschlossen, der beispielsweise über die durch Meßrollen 12 bestimmbare Ein- und Auslaufgeschwindigkeit des Bandes erfaßt wird. Auf Grund einer Soll-Istwert-Differenz werden über die Regelungseinrichtung 10 die Antriebe 13 und 14 der Spannrollensätze 1 und 2 angesteuert, und zwar im Sinne einer entsprechenden Änderung des Bandzuges. Eine einfache Steuerung des Bandzuges kann bei einer hydraulischen Verspannung der beiden Spannrollensätze erreicht werden. Bei einer solchen Verspannung sind alle Motoren so an eine Hochdruckleitung angeschlossen, daß bei der Beaufechlagung der Verbindungsleitung durch eine druckregelbare Pumpe der einlaufseitige Spannrollensatz einen rückwärts gerichteten Zug und der auslaufseitige Spannrollensatz einen vorwärts gerichteten Zug erzeugt. Über den Bandzug zwischen den beiden Spannrollensätzen 1 und 2 kann somit der jeweils gewünschte Streckgrad erreicht werden. Dieser Streckgrad gewährleistet zwar durch das Biegestrecken an den Biegerollen 3 bedingte, gleichförmige Restspannungen in der Blechebene, doch bewirkt das Biegestrecken auch eine Verschiebung der spannungsfreien Faser aus der Bandmitte, so daß sich beim freien Rückfedern des Bandes Krümmungen in Quer- und Längsrichtung einstellen. Diese Krümmungen können nur beseitigt werden, wenn durch ein richtendes Biegen den Restspannungen eine Rückverschiebung der spannungsfreien Faser in die Bandmitte bewirkende Spannungen überlagert werden können. Dies wird durch die Richtrolle 4 erreicht, die über einen Stelltrieb 15 verschieden angestellt werden kann. Der Stelltrieb 15, im Ausführungsbeispiel ein hydraulischer Zylinder, wird nun über einen Regler 16 angesteuert, der über einen Istwertgeber 17 für die Amplituden allfälliger Bandquerkrümmungen beaufschlagt wird. Dieser Istwertgeber ist in der gleichen Weise wie der Istwertgeber 6 aufgebaut. Wird über den Istwertgeber 17 eine Querkrümmung des Bandes 5 festgestellt, so wird der Stelltrieb 15 über den Regler 16 so lange verstellt, bis die Querkrümmung verschwunden ist. Das aus der Streckbiegerichtanlage auslaufende Band ist daher gerade und eben.

Claims

Anordnung zum Steuern einer Streckbiegerichtanlage mit zwei Spannrollensätzen für das zu richtende Band und zwischen den Spannrollensätzen vorgesehenen Biegerollen, denen eine über einen Stelltrieb anstellbare Richtrolle nachgeordnet ist, sowie mit einer Regelungseinrichtung für den über den Bandzug zwischen den beiden Spannrollensätzen steuerbaren Streckgrad des Bandes, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem einlaufseitigen Spannrollensatz (1) ein an einem Rechner (9) angeschlossener Istwertgeber (6) für die Amplituden der Bandwellen angeordnet ist, daß von dem Rechner (9) die für den Streckgrad jeweils mit dem programmbedingt aus der gemessenen Wellenamplitude errechnete Mindeststreckgradgröße als Sollwert der Regelungseinrichtung (10) zugeführt ist und daß nach dem auslaufseitigen Spannrollensatz (2) ein an einen Regler (16) für den Richtrollenstelltrieb (15) angeschlossener Istwertgeber (17) für die Amplituden allfälliger Bandquerkrümmungen angeordnet ist.