EP0779113A1 - Walzenkontur-Messeinrichtung - Google Patents

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EP0779113A1
EP0779113A1 EP96250279A EP96250279A EP0779113A1 EP 0779113 A1 EP0779113 A1 EP 0779113A1 EP 96250279 A EP96250279 A EP 96250279A EP 96250279 A EP96250279 A EP 96250279A EP 0779113 A1 EP0779113 A1 EP 0779113A1
Authority
EP
European Patent Office
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roll
measuring
measuring device
distance sensors
roller
Prior art date
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Granted
Application number
EP96250279A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0779113B1 (de
Inventor
Dieter Dipl.-Ing. Figge
Peter Dipl.-Ing. Jollet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
Mannesmann AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0779113A1 publication Critical patent/EP0779113A1/de
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Publication of EP0779113B1 publication Critical patent/EP0779113B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/12—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll camber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill

Definitions

  • the invention relates to a roll contour measuring device, in particular for measuring the contour of the roll surface of hot strip rolls installed in the roll stand, according to the preamble of patent claim 1.
  • a four-roll stand for rolling metal strips with two work rolls and two backup rolls rotatably mounted in chocks is known, for example, from DE-A-2 260 256. Due to the process, there is heavy wear on the roll surfaces, especially the work rolls. Especially in the area of the edges of the rolling stock, local depressions, so-called wear marks, appear in the surface of the roll, which occur more frequently if metal strips of the same width are continuously rolled. As the rollers wear out, the flatness of the rolled metal strips decreases drastically. To prevent or reduce this, it is necessary to regrind or change the rollers at cyclical intervals. These distances are generally rigid and depend on the operating experience gained. Since the wear of the rolls is irregular, the renewal cycles of the rolls or roll surfaces are not optimal, i.e. performed in the most cost-effective manner.
  • a mechanical distance sensor used on roll grinding machines is known, for example, from EP-B1-0239161.
  • this distance sensor it is not possible to measure the contour of the hot roller surface directly in the stand, especially due to the unfavorable ambient conditions, especially the high temperatures occurring in the area of the rolls, since the measurement error is too large due to thermal expansions.
  • the measurement with such a measuring device takes a relatively long time, which is disadvantageous inasmuch as the thermal bale of the roller begins to regress significantly after only one minute, but first and foremost one also records the thermal bale exactly, i.e. the actual contour of the hot roll surface during the rolling process.
  • the invention provides that the longitudinal member can be moved from a parking position into a measuring position parallel to the axis of the roller. In the measuring position, the position of the longitudinal member relative to the roller can be changed in its axial direction, which can be achieved by longitudinally displacing the roller and / or the longitudinal member.
  • the measurement time is significantly reduced with the large number of distance sensors.
  • the use of several distance sensors has the additional advantage that measurement errors, for example due to vibrations, can be subsequently corrected in a simple manner. This is because, for example, the position of the side member randomly during the measurement, this change in distance, which does not represent a change in the roll profile, is detected simultaneously by all distance sensors, which enables a subsequent correction of this measurement error.
  • the scanning of the roller with the measuring device according to the invention is expediently carried out in such a way that in the measuring position either the measuring carrier relative to the roller in its axial direction or by the roller being axially displaced relative to the distance sensors fixedly arranged on the longitudinal carrier. It is also conceivable to move the roller and side member in opposite directions.
  • the work roll is advantageously arranged to be longitudinally displaceable.
  • a further improvement of the measuring device can be achieved in that the longitudinal beam in the measuring position is supported on the ends of the roller during the measurement, specifically via a prism with two rollers. Such a support of the measuring device ensures a stable fixation of the distance sensors with respect to the Roll surface achieved, whereby the parallelism between the roller axis and the longitudinal beam axis is maintained.
  • the invention proposes to arrange the distance sensors at the same distance from one another on the side member.
  • the longitudinal member is expediently displaceable in the measuring position relative to the roller in its axial direction by a distance which is greater than or equal to the distance between two immediately adjacent distance sensors.
  • a high level of insensitivity to water, heat and mechanical accelerations can be achieved if, according to the invention, the distance sensors are encapsulated with mechano-electrical path detection, which enables measurement with high measuring accuracy.
  • Systematic measurement errors can also be kept low by the fact that the measuring heads of the distance sensors are aligned radially on the roller surface. Furthermore, the distance sensors are advantageously connected to an electronic evaluation unit in which the partial measured value curves of the individual distance sensors can be combined to form a continuous measuring curve of the roller contour.
  • the invention can be used both in two-roll stands and on multiple or four-roll stands and can be used both in rolling mills for flat products and profiles.
  • Fig. 1 shows a section of a roll stand 2 in longitudinal section, 1 denotes one of the two work rolls.
  • the two ends of the work roll 1 are each rotatably mounted in chocks 3 in the roll stand 4.
  • a roll contour measuring device 5 is arranged above the work roll 1 in the roll stand 2, which has a large number of distance sensors 6, which are attached to the longitudinal beam 7 at the same distance from one another and attached directly to it, whereby the longitudinal member 7 extends over the entire length of the work roll 1.
  • the measuring heads of the distance sensors 6 are aligned radially on the roll surface of the work roll 1.
  • the distance sensors 6 themselves are designed as mechano-electrical distance sensors, which enables a contactless, accurate determination of the distance.
  • a total of sixteen distance sensors 6 are provided.
  • the longitudinal beam 7 is connected to a cooling water circuit via corresponding supply and discharge lines 8 and can be flowed through by cooling water to remove the absorbed radiant heat.
  • the longitudinal beam 7 is tubular, for example with an inner and an outer tube, leaving an annular gap;
  • cooling coils can be provided for targeted cooling. To this Strong heating and the resulting thermal deformation of the longitudinal beam 7 during the measurement are effectively prevented.
  • the longitudinal beam 7 is preferably made from a low-expansion material, for example from an INVAR nickel alloy with 36% Ni and 64% Fe, in order to prevent their thermal expansion and deformation, in particular with one-sided heat radiation, since INVAR has practically no expansion when the temperature changes.
  • a low-expansion material for example from an INVAR nickel alloy with 36% Ni and 64% Fe, in order to prevent their thermal expansion and deformation, in particular with one-sided heat radiation, since INVAR has practically no expansion when the temperature changes.
  • An detection of the roller contour is made possible by an axial roller displacement, as a result of which the distance sensors 6 are virtually guided over the roller surface.
  • the longitudinal beam 7 can also be axially displaced during the measurement.
  • the required movement stroke is in any case greater than or equal to the distance between two immediately adjacent distance sensors 6.
  • the short displacement path caused by the large number of distance sensors 6 makes it possible to achieve a measurement time of less than 30 s for the entire roll contour measurement.
  • Support elements in the form of prisms 12 are arranged at the free ends of the longitudinal beam 7.
  • the ends of the longitudinal beam 7 are each connected to telescopic guide tubes 10, which can be extended in the direction of the work roll 1 by means of two displacement cylinders 11, via a cardan joint 9.
  • the cardanic joints 9 enable the automatic adjustment of the longitudinal beam to a possibly existing skewed position of the roller, so that the two longitudinal axes run parallel in any case even under these conditions.
  • the prisms 12 rest on the work roll 1 or on the bezel surfaces thereof.
  • the prisms 12 are used to prevent tilting moments each provided with two spherical rollers 13 which, in the measuring position in which the longitudinal member 7 is parallel to the axis of the work roll 1, serve to support the roll contour measuring device 5 on the roll 1. This results in a very stable fixation of the longitudinal beam 7 and thus the distance sensors 6 with respect to the roll surface, so that it is ensured that the position of the distance sensors 6 with respect to the roll surface of the work roll 1 does not change during the measurement.
  • FIGS. 3 and 4 show a schematic cross section through the roll stand in the region of the prisms 12; the roller contour measuring device is once in the park position (FIG. 3) and once in the measuring position (FIG. 4).
  • a strain gauge 32 which is fastened on both sides in the housing 30 and is connected on one side to an electronic evaluation unit (not shown), is used to convert the mechanical displacement of a cylinder 31 arranged in a longitudinally displaceable manner in a housing 30.
  • the lower end face of the cylinder 31 lies on a rigid intermediate element 33 on a sensing element designed as a ball 34.
  • the inside of the housing is protected against moisture and steam by a metal bellows 35; the entire distance sensor 6 is encapsulated.
  • a displacement of the probe ball 34 in the longitudinal direction of the cylinder 31, e.g. due to changes in the distance of the bearing surface, causes the upper end of the cylinder 31 to press on the strain gauge 32 and bend it. This deflection can be converted by the evaluation unit into an electrical signal proportional to the deflection of the strain gauge 32.
  • the measured value curves of the individual distance sensors can be combined in the electronic evaluation unit to form a continuous measured curve of the roller contour.
  • the rolling process is briefly interrupted and the roller contour measuring device 5 is turned off by actuating the displacement cylinder 11 the parking position in the measuring position parallel to the axis of the work roll 1.
  • the work roll 1 is then shifted parallel to the axis of the longitudinal beam 7, the shift being greater than the distance between two immediately adjacent distance sensors 6.
  • the distances from the distance sensors 6 continuously detected to the roller surface are fed to the electronic evaluation unit.
  • the work roll is rotated to determine the entire circumferential contour.
  • the roller contour measuring device 5 is moved back into the park position.
  • the measured value curves of the individual distance sensors are combined in the evaluation unit to form a continuous measurement curve of the roll contour and compared with a predetermined target profile.
  • the longitudinal beams 7 with the distance sensors 6 are designed to be displaceable in their axial direction.
  • the work rolls 1 and the longitudinal beam 7, that is to say both of them, can also be displaced axially in opposite directions during the measurement.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzenkontur-Meßeinrichtung, insbesondere zur Messung der Kontur der Walzenoberfläche von im Walzgerüst eingebauten Warmbandwalzen, mit einer Vielzahl von Abstandssensoren, deren Meßköpfe auf die Walzenoberfläche ausgerichtet sind und die an einem sich über die Walzenlänge erstreckenden Längsträger quer zur Walzenlängsachse mit Abstand zueinander gleich ausgerichtet angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Längsträger (7) aus einer Parkposition in eine Meßposition parallel zur Achse der Walze (1) verfahrbar ist und dessen Lage in der Meßposition relativ zur Walze (1) in deren axialer Richtung veränderbar ist, daß die Arbeitswalze (1) um einen axialen Verschiebehub längsverschiebbar ist, der größer gleich dem Abstand zweier unmittelbar benachbarter Abstandssensoren (6) ist und daß die Abstandssensoren (6) mit einer Auswerteinheit verbunden sind, in der die Meßwertteilkurven der einzelnen Abstandssensoren (6) zu einer stetigen Meßkurve der Walzenkontur zusammensetzbar sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betriffl eine Walzenkontur-Meßeinrichtung, insbesondere zur Messung der Kontur der Walzenoberfläche von im Walzgerüst eingebauten Warmbandwalzen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein Vierwalzengerüst zum Walzen von Metallbändern mit in Einbaustücken drehbar gelagerten zwei Arbeits- sowie zwei Stützwalzen ist beispielsweise aus der DE-A-2 260 256 bekannt. Prozeßbedingt kommt es beim Walzen zu einem starken Verschleiß der Walzenoberflächen, vor allem der Arbeitswalzen. Besonders im Bereich der Kanten des Walzgutes entstehen in der Walzenoberfläche lokale Vertiefungen, sogenannte Verschleißmarken, die verstärkt auftreten, wenn fortlaufend Metallbänder gleicher Breite gewalzt werden. Mit fortschreitendem Verschleiß der Walzen nimmt deshalb die Planheit der gewalzten Metallbänder drastisch ab. Um dies zu verhindern bzw. zu vermindern, ist es erforderlich, die Walzen in zyklischen Abständen nachzuschleifen oder zu wechseln. Diese Abstände sind im allgemeinen starr festgelegt und richten sich nach den gewonnenen Betriebserfahrungen. Da der Verschleiß der Walzen unregelmäßig ist, werden die Erneuerungszyklen der Walzen bzw. Walzenoberflächen in nicht optimaler, d.h. kostengünstigster Weise durchgeführt.
  • Will man den exakten Zeitpunkt für ein Nachschleifen oder Auswechseln der Walze erkennen, so ist es erforderlich, den Verschleiß der Walzen kontinuierlich zu erfassen. Das kann z.B. durch die Messung der Kontur der Walzenoberfläche in entsprechenden zeitlichen Abständen mit entsprechender Meßgenauigkeit (ca. 0,01 - 0,03 mm) geschehen. Aus der Differenz zwischen ursprünglicher und aktueller Walzenkontur läßt sich dann der Verschleiß der Walze exakt bestimmen. Üblicherweise wird zum Messen ein Abstandssensor längs über die Walzenoberfläche geführt.
  • Ein an Walzenschleifmaschinen eingesetzter mechanischer Abstandssensor ist beispielsweise aus der EP-B1-0239161 bekannt. Mit diesem Abstandssensor ist es aber nicht möglich, insbesondere aufgrund der ungünstigen Umfeldbedingungen, speziell der hohen im Bereich der Walzen auftretenden Temperaturen, die Kontur der heißen Walzenoberfläche direkt im Gerüst zu messen, da aufgrund von thermischen Dehnungen der Meßfehler zu groß ist. Außerdem dauert die Messung mit einer solchen Meßeinrichtung relativ lange, was insofern von Nachteil ist, da der thermische Ballen der Walze sich bereits nach einer Minute deutlich zurückzubilden beginnt, man aber in erster Linie an einer exakten Erfassung auch des thermischen Ballens, d.h. der wirklichen Kontur der heißen Walzenoberfläche während des Walzprozesses, interessiert ist.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Walzenkontur-Meßeinrichtung zur Messung der Walzenkontur, insbesondere von im Walzgerüst eingebauten Warmbandwalzen, zu schaffen, die es ermöglicht, mit hoher Meßgenauigkeit in jedem Verschleißzustand die Kontur der heißen Walze (den thermischen Ballen) über die gesamte Walzenlänge zu ermitteln.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 7 ist diese Meßeinrichtung in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltbar.
  • Die Erfindung sieht vor, daß der Längsträger aus einer Parkposition in eine Meßposition parallel zur Achse der Walze verfahrbar ist. In der Meßposition ist die Lage des Längsträgers relativ zur Walze in deren axialer Richtung veränderbar, was durch Längsverschiebung der Walze und/oder des Längsträgers realisierbar ist.
  • Durch das Verfahren des Längsträgers zusammen mit den Abstandssensoren in eine geschützte Parkposition wird erreicht, daß diese nur kurzfristig während der Meßdauer den ungünstigen Umfeldbedingungen im Walzgerüst ausgesetzt sind, so daß insbesondere der Meßfehler aufgrund von thermischen Verformungen der Meßeinrichtung vernachlässigbar gering gehalten werden kann. Außerdem erhöht sich dadurch die Lebensdauer der Abstandssensoren. Eine Vielzahl von Abstandssensoren mit Abstand zueinander am Längsträger anzuordnen, hat weiterhin den Vorteil, daß die Abstandssensoren zur Messung der Walzenkontur nicht über die gesamten Walzenlänge geführt werden müssen, sondern nur noch über eine viel geringere Teillänge. So ermöglichen es zehn über die gesamte Walzenlänge gleichmäßig verteilt angeordnete Abstandssensoren, den erforderlichen Längsmeßweg jedes einzelnen Abstandssensors während der Messung der Walzenkontur auf 10 % der Walzenlänge zu reduzieren. Folglich wird mit der Vielzahl von Abstandssensoren eine deutliche Verkürzung der Meßzeit erreicht. Die Verwendung mehrerer Abstandssensoren hat zusätzlich den Vorteil, daß Meßfehler, beispielsweise aufgrund von Erschütterungen, nachträglich auf einfache Art und Weise korrigiert werden können. Ändert sich nämlich z.B. die Lage des Längsträgers zufällig während der Messung, so wird diese Abstandsänderung, die keine Änderung im Walzenprofil darstellt, von allen Abstandssensoren gleichzeitig erfaßt, was eine nachträgliche Korrektur dieses Meßfehlers ermöglicht. Die Abtastung der Walze mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung erfolgt zweckmäßigerweise derart, daß in der Meßposition entweder der Meßträger gegenüber der Walze in deren axialer Richtung oder aber indem die Walze axial gegenüber den am Längsträger fest angeordneten Abstandssensoren verschoben wird. Auch ist es denkbar, Walze und Längsträger gegenläufig zu verschieben.
  • Vorteilhafterweise ist die Arbeitswalze längsverschiebbar angeordnet. Eine weitere Verbesserung der Meßeinrichtung läßt sich dadurch erreichen, daß der Längsträger in der Meßposition während der Messung auf den Enden der Walze abgestützt ist, und zwar über ein Prisma mit zwei Rollen. Durch eine derartige Abstützung der Meßeinrichtung wird eine stabile Fixierung der Abstandssensoren gegenüber der Walzenoberfläche erzielt, wobei die Parallelität zwischen Walzenachse und Längsträgerachse erhalten bleibt.
  • Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, die Abstandssensoren mit gleichem Abstand zueinander am Längsträger anzuordnen. Zweckmäßigerweise ist der Längsträger in der Meßposition relativ zur Walze in deren axialer Richtung um eine Strecke verschiebbar, die größer gleich dem Abstand zweier unmittelbar benachbarter Abstandssensoren ist.
  • Um thermische Dehnungen der Walzenkontur-Meßeinrichtung, insbesondere während der Messung, so gering wie möglich zu halten, wird vorgeschlagen, den Längsträger wassergekühlt auszuführen.
  • Eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Wasser, Hitze und mechanische Beschleunigungen ist zu erreichen, wenn erfindungsgemäß die Abstandssensoren gekapselt mit mechano-elektrischer Wegerfassung ausgebildet sind, wodurch eine Messung mit hoher Meßgenauigkeit ermöglicht wird.
  • Systematische Meßfehler können außerdem dadurch gering gehalten werden, daß die Meßköpfe der Abstandssensoren radial auf die Walzenoberfläche ausgerichtet sind. Weiterhin sind die Abstandssensoren vorteilhafter Weise mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden, in der die Meßwertteilkurven der einzelnen Abstandssensoren zu einer stetigen Meßkurve der Walzenkontur zusammensetzbar sind.
  • Die Erfindung läßt sich sowohl in Zweiwalzengerüsten wie auch an Mehr- oder Vierwalzengerüsten anwenden und sowohl in Walzwerken für Flachprodukte wie auch Profile einsetzen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt eines Walzgerüstes im Längsschnitt mit einer Walzenkontur-Meßeinrichtung in Parkposition,
    Fig. 2
    das Walzgerüst nach Fig. 1 mit der Walzenkontur-Meßeinrichtung in Meßposition,
    Fig. 3
    einen schematischen Querschnitt durch das Walzgerüst nach Fig. 1 im Bereich der Walzenenden,
    Fig. 4
    einen schematischen Querschnitt durch das Walzgerüst nach Fig. 2 im Bereich der Walzenenden und
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch einen Abstandssensor.
  • Die Figuren sollen grob schematisch das Prinzip der Erfindung verdeutlichen. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Walzgerüsts 2 im Längsschnitt, wobei mit 1 eine der beiden Arbeitswalzen bezeichnet ist. Die beiden Enden der Arbeitswalze 1 sind jeweils in Einbaustücken 3 im Walzenständer 4 drehbar gelagert. Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist eine Walzenkontur-Meßeinrichtung 5 oberhalb der Arbeitswalze 1 im Walzgerüst 2 angeordnet, welche eine Vielzahl von Abstandssensoren 6 aufweist, die mit gleichem Abstand zueinander über die gesamte Länge eines Längsträgers 7 verteilt unmittelbar an diesem befestigt sind, wobei sich der Längsträger 7 über die gesamte Länge der Arbeitswalze 1 erstreckt. Die Meßköpfe der Abstandssensoren 6 sind radial auf die Walzenoberfläche der Arbeitswalze 1 ausgerichtet. Die Abstandssensoren 6 selbst sind als mechano-elektrische Abstandssensoren ausgebildet, was eine berührungslose genaue Abstandsbestimmung ermöglicht. Im Ausführungsbeispiel sind insgesamt sechzehn Abstandssensoren 6 (Abstand voneinander 100 mm) vorgesehen. Der Längsträger 7 ist über entsprechende Zu- und Ableitungen 8 mit einem Kühlwasserkreislauf verbunden und zur Abführung der absorbierten Strahlungswärme von Kühlwasser durchströmbar. Dazu ist der Längsträger 7 rohrförmig z.B. mit einem Innen- und einem Außenrohr unter Belassung eines Ringspaltes ausgebildet; zusätzlich können Kühlwendel zur gezielten Kühlung vorgesehen sein. Auf diese Weise werden eine starke Erwärmung und dadurch bedingte thermische Verformungen des Längsträgers 7 während der Messung wirksam verhindert. Außerdem ist der Längsträger 7 vorzugsweise aus einem dehnungsarmen Werkstoff hergestellt, z.B. aus einer INVAR-Nickellegierung mit 36% Ni und 64% Fe, um deren thermische Ausdehnung und Verformung zu verhindern, insbesondere bei einseitiger Wärmebestrahlung, da INVAR praktisch keine Ausdehnung bei Temperaturänderungen aufweist.
  • Eine Erfassung der Walzenkontur wird durch eine axiale Walzenverschiebung ermöglicht, wodurch die Abstandssensoren 6 quasi über die Walzenoberfläche geführt werden. Selbstverständlich kann auch der Längsträger 7 während der Messung axial verschoben werden. Dabei ist der erforderliche Bewegungshub in jedem Fall größer gleich dem Abstand zweier unmittelbar benachbarter Abstandssensoren 6. Der durch die Vielzahl der Abstandssensoren 6 bedingte kurze Verschiebeweg ermöglicht es, eine Meßzeit von unter 30 s für die gesamte Walzenkonturmessung zu erzielen. Für einen vollen Bewegungshub (Abstand zweier unmittelbar benachbarter Abstandssensoren 6) werden ca. 5 s benötigt, in dieser Zeit ändert sich der Abstand des Längsträgers 7 von der Arbeitswalze 1 um weniger als 0,01 mm, d.h. bei einem Abstand von 50 mm von der Arbeitswalze 1 ist die Meßgenauigkeit der Walzenkontur-Meßeinrichtung 5 besser als 0,02 mm.
  • An den freien Enden des Längsträgers 7 sind Stützelemente in Form von Prismen 12 angeordnet. Über jeweils ein kardanisches Gelenk 9 sind die Enden des Längsträgers 7 mit teleskopartig ineinander verschiebbaren Führungsrohren 10 verbunden, die über zwei Verschiebezylinder 11 in Richtung Arbeitswalze 1 ausfahrbar sind. Die kardanischen Gelenke 9 ermöglichen die automatische Anpassung des Längsträgers an eine eventuell vorhandene Schieflage der Walze, so daß die beiden Längsachsen auch unter diesen Bedingungen in jedem Fall parallel verlaufen.
  • Im ausgefahrenen Zustand der Verschiebezylinder 11 liegen, wie Fig. 2 zeigt, die Prismen 12 auf der Arbeitswalze 1 oder auf deren Lünettenflächen auf. Die Prismen 12, sind, wie aus Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, zur Verhinderung von Kippmomenten jeweils mit zwei balligen Rollen 13 versehen, die in der Meßposition, in der sich der Längsträger 7 parallel zur Achse der Arbeitswalze 1 befindet, zur Abstützung der Walzenkontur-Meßeinrichtung 5 auf der Walze 1 dienen. Dadurch wird eine sehr stabile Fixierung des Längsträgers 7 und damit der Abstandssensoren 6 gegenüber der Walzenoberfläche erzielt, so daß sichergestellt ist, daß sich die Lage der Abstandssensoren 6 gegenüber der Walzenoberfläche der Arbeitswalze 1 während der Messung nicht verändert.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen einen schematischen Querschnitt durch das Walzgerüst im Bereich der Prismen 12; dabei befindet sich die Walzenkontur-Meßeinrichtung einmal in der Parkposition (Fig. 3) und einmal in der Meßposition (Fig. 4).
  • Fig. 5 läßt den Aufbau eines mechano-elektrischen Abstandssensors 6 erkennen. Zur Umwandlung der mechanischen Wegverschiebung eines in einem Gehäuse 30 längsverschieblich angeordneten Zylinders 31 dient ein Dehnmeßstreifen 32, der beidseitig im Gehäuse 30 befestigt und auf einer Seite mit einer elektronischen Auswerteinheit (nicht gezeigt) verbunden ist. Die untere Stirnfläche des, Zylinders 31 liegt dabei über ein starres Zwischenelement 33 auf einem als Kugel 34 ausgebildeten Tastelement auf. Das Gehäuseinnere ist im unteren Bereich durch einen Metallfaltenbalg 35 gegen Feuchtigkeit und Dampf geschützt; der gesamte Abstandssensor 6 ist gekapselt ausgeführt. Eine Verschiebung der Tastkugel 34 in Längsrichtung des Zylinders 31, z.B. aufgrund von Abstandsänderungen der Auflagefläche, bewirkt, daß das obere Ende des Zylinders 31 auf den Dehnmeßstreifen 32 drückt und diesen verbiegt. Diese Verbiegung ist von der Auswerteinheit in ein der Durchbiegung des Dehnmeßstreifens 32 proportionales elektrisches Signal umwandelbar. Außerdem sind in der elektronischen Auswerteinheit die Meßwertteilkurven der einzelnen Abstandssensoren zu einer stetigen Meßkurve der Walzenkontur zusammensetzbar.
    • Funktionsweise:
  • Zur Messung der Walzenkontur wird der Walzprozeß kurzzeitig unterbrochen und die Walzenkontur-Meßeinrichtung 5 wird durch Betätigung der Verschiebezylinder 11 aus der Parkposition in die Meßposition parallel zur Achse der Arbeitswalze 1 gefahren. In der Meßposition wird anschließend die Arbeitswalze 1 parallel zur Achse des Längsträgers 7 verschoben, wobei die Verschiebung größer als der Abstand zweier unmittelbar benachbarter Abstandssensoren 6 ist. Während der Verschiebung des Längsträgers 7 werden die von den Abstandssensoren 6 fortlaufend erfaßten Abstände zur Walzenoberfläche der elektronischen Auswerteinheit zugeführt. Zur Ermittlung der gesamten Umfangskontur wird die Arbeitswalze gedreht. Nach Beendigung der Messung wird die Walzenkontur-Meßeinrichtung 5 wieder in die Parkposition zurückgefahren. Zur Bestimmung des Walzenverschleißes werden die Meßwertteilkurven der einzelnen Abstandssensoren in der Auswerteinheit zu einer stetigen Meßkurve der Walzenkontur zusammengesetzt und mit einem vorgegebenen Sollprofil verglichen.
  • Selbstverständlich ist es genauso möglich, daß die Längsträger 7 mit den Abstandssensoren 6 in ihrer axialen Richtung verschiebbar ausgebildet sind. Es können natürlich auch die Arbeitswalzen 1 und der Längsträger 7, also beide während der Messung axial gegensinnig zueinander verschoben werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE:
    • 1
    Arbeitswalze
    2
    Walzgerüst
    3
    Einbaustücke
    4
    Walzständer
    5
    Walzenkontur-Meßeinrichtung
    6
    Abstandssensor
    7
    Längsträger
    Zu- und Ableitung
    9
    kardanisches Gelenk
    10
    Führungsrohre
    11
    Verschiebezylinder
    12
    Prisma
    13
    Rollen
    30
    Gehäuse
    31
    Zylinder
    32
    Dehnmeßstreifen
    33
    Zwischenelement
    34
    Tastkugel
    35
    Metallfaltenbalg

Claims (7)

  1. Walzenkontur-Meßeinrichtung, insbesondere zur Messung der Kontur der Walzenoberfläche von im Walzgerüst eingebauten Warmbandwalzen, mit einer Vielzahl von Abstandssensoren, deren Meßköpfe auf die Walzenoberfläche ausgerichtet sind und die an einem sich über die Walzenlänge erstreckenden Längsträger quer zur Walzenlängsachse mit Abstand zueinander gleich ausgerichtet angeordnet sind
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Längsträger (7) aus einer Parkposition in eine Meßposition parallel zur Achse der Walze (1) verfahrbar ist und dessen Lage in der Meßposition relativ zur Walze (1) in deren axialer Richtung veränderbar ist, daß die Arbeitswalze (1) um einen axialen Verschiebehub längsverschiebbar ist, der größer gleich dem Abstand zweier unmittelbar benachbarter Abstandssensoren (6) ist und daß die Abstandssensoren (6) mit einer Auswerteinheit verbunden sind, in der die Meßwertteilkurven der einzelnen Abstandssensoren (6) zu einer stetigen Meßkurve der Walzenkontur zusammensetzbar sind.
  2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Längsträger (7) in der Meßposition auf den Enden des Walzballens oder den Lünettenflächen (1) mittels kardanischer Gelenke (9) abgestützt ist.
  3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Längsträger (7) über ein Prisma (12) mit zwei Rollen (13) abgestützt ist.
  4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Abstandssensoren (6) mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.
  5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Längsträger (7) wassergekühlt ist.
  6. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abstandssensoren (6) als gekapselte mechano-elektrische Wegmesser ausgebildet sind.
  7. Meßeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Meßköpfe der Abstandssensoren (6) radial auf die Walzenoberfläche ausgerichtet sind.
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