EP2718036B1 - Messvorrichtung, walzgerüst und verfahren zum erfassen der höhe eines walzspalts - Google Patents

Messvorrichtung, walzgerüst und verfahren zum erfassen der höhe eines walzspalts Download PDF

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EP2718036B1
EP2718036B1 EP12720897.3A EP12720897A EP2718036B1 EP 2718036 B1 EP2718036 B1 EP 2718036B1 EP 12720897 A EP12720897 A EP 12720897A EP 2718036 B1 EP2718036 B1 EP 2718036B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
working rolls
roll gap
displacement
roll
transmitter
Prior art date
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Active
Application number
EP12720897.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2718036A1 (de
Inventor
Andreas Ritter
Markus Koch
Andreas Berendes
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Siemag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of EP2718036A1 publication Critical patent/EP2718036A1/de
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/02—Rolling stand frames or housings; Roll mountings ; Roll chocks
    • 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
    • B21B38/10—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-gap, e.g. pass indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis

Definitions

  • the invention relates to a measuring device with a roller nip for direct detection of the height or the size of a nip between two work rolls in a rolling stand.
  • the invention also relates to the associated rolling stand and a corresponding method.
  • a measuring device for detecting the gap of a pair of work rolls as an actual value for a controller for keeping constant the height of the nip between the work rolls.
  • the measuring device comprises a measuring head, which is aligned in the nip with the help of a pair of scissors levers, which is biased by means of tension springs.
  • the measuring head is held on the roll stand via a pivotable linkage.
  • the measuring head comprises two electromagnetic measuring systems, each of which detects the distance of its own reference plane from the associated, acting as a magnet shaft approach.
  • the pivotable linkage which is considerably longer in comparison to the height of the measuring head, ensures that uniform vertical movements of the work rolls, such as oscillations, remain practically without influence on the measurement result, because with the measuring device the distance of each reference plane of the electromagnetic measuring systems can be kept constant to the assigned shaft approach.
  • a disadvantage of this prior art is that the pivotable linkage is only designed to track the measuring device or the measuring head of a vertical movement of the work rolls, so as to keep the distance between the measuring head and shaft extension of the work roll constant. Problems with a horizontal movement of the work rolls in or against the rolling direction are not discussed.
  • the U.S. Patent 2,032,584 discloses a roll nip detector for detecting the height of the nip between two work rolls for manual operation. It is not coupled to the rolling stand and can therefore be used at any position of the pair of work rolls.
  • the British patent application discloses GB 886,238 a measuring device for measuring the size of the nip between two work rolls.
  • the measuring device comprises two measuring rollers, which are held by a common holder and are brought into contact with the surface of the work rolls for measuring the size of the roll gap.
  • the measuring rollers are biased by a linkage and a compression spring against the nip plane, which is spanned by the two longitudinal axes of the work rolls.
  • the bias voltage represents an operating point of the compression spring. Any change in the size of the nip, that is, any vertical movement of the work rolls relative to each other leads to a change in the spring force with respect to the operating point. This change in the spring force, which represents a change in the size of the roll gap, is displayed on a display device.
  • the measuring device is used for detecting vertical movements of the work rolls relative to one another, that is to say a change in the size of the roll gap with an unchanged horizontal position of the work rolls.
  • a shift of the work rolls in or against the rolling direction would result in a shift of the operating point of the spring and thus an increasing measurement inaccuracy.
  • the European patent application EP 1 206 981 A2 discloses a measuring device with a roll nip for detecting the height of a nip between two work rolls in a rolling mill at a suitable relative position of the nip encoder to the work rolls.
  • the preamble of claims 1 and 7 is based on this document.
  • the invention has the object, a known measuring device and a known mill stand with the Further develop measuring device to the effect that the measuring device still delivers good usable measurement results even with a shift of the work rolls in or against the rolling direction with respect to the framework level without sacrificing the accuracy of measurement.
  • the measuring device comprises a roller gap sensor for detecting the height of a roll gap between two work rolls in a roll stand at a suitable relative position of the roll gap sensor to the work rolls; an initialization device for detecting a shift of the work rolls in or against the rolling direction from a starting position to an end position and a roll nip displacement means for moving the nip according to the detected by the initialization shift of the work rolls in or against the rolling direction in the for the detection of the height the roll gap suitable relative position to the work rolls in the final position.
  • roll nip in the present invention means a roll nip for directly detecting the height of the nip; that is, the roll nip is designed to be introduced directly into the nip or between the roll neck or the Lynettensitzer the rolls.
  • displacement of the work rolls is to be understood in the present invention in the sense of a displacement vector, that is, it denotes an amount and a direction.
  • suitable relative position of the roll nip to the work rolls in particular denotes a suitable distance between a measuring head of the nip to the surface of the work rolls or their Lynettensitz for the most accurate detection of the position of a single work roll or for detecting the distance between two work rolls to each other. Only that Maintaining the correct / suitable relative position ensures a desired high measuring accuracy.
  • inventively provided initialization which is designed to detect a shift of the work rolls in or against the rolling direction, it becomes possible in case of a shift of the work rolls in or against the rolling direction from an initial position to an end position of the nip mill the work rolls in the Nachzufahren end position, so that even in the final position, a suitable relative position between the nip and the work rolls and thus a required high accuracy are guaranteed.
  • the initialization device is designed in the form of a mechanical coupling point, a probe or an optical, electronic or magnetic sensor for detecting a change in the position of at least one of those elements of the bearing of the work rolls, which in a displacement in or against the rolling direction be moved.
  • the provision of the initialization device and its operative connection with the shifted parts of the storage allows optimal detection of the displacement of the work rolls in or against the rolling direction.
  • the roll nip displacement device is preferably designed in the form of a mechanical linkage for direct synchronous transfer of the sliding movement of the shifted parts of the bearing of the work roll on the nip encoder.
  • the linkage can be articulated via coupling points.
  • the mechanical coupling point and the linkage may also be formed together as a rigid connection between one of the mitschobenen parts of the bearing of the work roll and the nip.
  • this transmission can also be done without contact, preferably when the initialization is in the form of an optical, electrical or magnetic sensor and an optical or electrical transmission channel is provided for transmitting the measuring signals of the initialization device, which represent the displacement of the work rolls in or against the rolling direction, to a control and drive means for displacing the nip encoder.
  • the rolling mill next to the HS-displacement device for moving the work rolls in or opposite to the Rolling also have an axial displacement device can for axial displacement of the work rolls.
  • a co-displacement of the roll nip in the axial direction together with the work rolls is not provided according to the invention, because at an axial displacement of the work rolls required for the detection of the nip relative position, that is, the distance between the nip and the surface of the work roll or the surface of the Lynettensitz does not change, especially if the Lynettensitz has a constant diameter.
  • the nip-displacement device has an operating mode for retracting the nip in a rest or retreat position outside the nip and preferably outside of the mill stand.
  • FIG. 6 shows a rolling mill of the prior art with two support rollers 240-1, 240-2 between which two work rolls 210-1, 210-2 are stored.
  • the distance between the two work rolls defines a nip through the rolling stock (not shown here) is moved in the rolling direction.
  • roller gap 110 At the Lynettensitzen 212 of the work rolls are roller gap 110 arranged to detect the height of the roll gap.
  • the Lynettensitze are typically offset from the diameter of the rolls, the distance between the Lynettensitzen detected by the nip encoder on the - to be expected down due to the larger diameter of the work rolls reduced height H of the roll gap.
  • FIGS. 7a) to 7e All of these nipplates have a mechanism 114 in the form of a linkage for suitably positioning measuring heads 112 with respect to the Lynettensitze of the work rolls 210.
  • the mechanism or the linkage with the help of biased a spring so that in this way a predetermined distance between the measuring head and Lynettensitz or surface of the work roll or a concern of the measuring head to the Lynettensitz or on the work roll is always guaranteed even with a vertical movement of the work rolls 210.
  • FIGS. 8a ), b) and c) each show different examples of a displacement V of the work rolls 210 relative to the framework level 200-10.
  • the scaffolding planes are respectively defined by the longitudinal axes of the upper and lower support rollers 240-1, 240-2.
  • the work rolls 210 and thus the nip can be displaced in the rolling direction as well as in the direction opposite to the rolling direction with respect to the framework plane 210.
  • the amount of displacement, that is, the offset is denoted by the reference V in the figures.
  • the direction of the offset with respect to the framework level 200-10 is indicated by a corresponding sign + or -.
  • the rolling direction is in FIG. 8 each indicated by a horizontal arrow.
  • the nip encoder 110 comprises according to FIG. 1 Measuring heads 112, which are arranged in a suitable relative position to the circumference of the work rolls 210-1, 210-2 or the circumference of the Lynettensitze the work rolls.
  • the measuring heads 112 are connected via a linkage 114 to a display device 116, which indicates the height of the working gap.
  • the initialization device 120 is connected at least with its one half to the chock 224 of the lower work roll 210-2.
  • the initializer 120 operates at the in FIG. 1 shown embodiment of a roll nip displacement device 130 directly to the nip encoder 110.
  • the nip shift device 130 includes in the in FIG.
  • a linkage which is slidably mounted in a sliding sleeve. Due to the direct coupling of the chock 224 via the initialization device 120 and the nip shift device 130 to the nip encoder 110 is advantageously a shift of the chock 224 and thus the work rolls 210 in or against the rolling direction directly synchronously transmitted to the nip encoder 110. In this way it is advantageously ensured that even with a shift of the work rolls in or against the rolling direction, the relative position of the measuring heads 112 to the surfaces of the work rolls 210 or Lynettensitzen (in FIG. 1 not shown) and thus maintain a desired measurement accuracy.
  • FIG. 2 shows a plan view of the FIG. 1 known arrangement. It is the arrangement of the nip 110 to the left and right Lynettensitz 212th the work roll 210-1 recognizable.
  • the nip 110 are connected via the nip shift 130 with the initialization 120, which in turn contact directly the chock 224 of the work roll 210.
  • the nip-displacement device 130 has a degree of freedom in or against the rolling direction, recognizable by the arrangement of the sliding sleeve 115 parallel to the rolling direction 400.
  • FIG. 3 shows the individual elements of a storage of the work roll 210 in detail.
  • the bearing serves to bridge the distance between the stand of the frame and the roll neck 215 of the work roll 210.
  • the distance between them is filled by a horizontal shifting HS-displacement device, for example in the form of a wedge adjustment.
  • the HS shifting device has a first wedge fixedly connected to the stand of the rolling stand 200 and a second wedge 221 sliding on the first wedge.
  • an intermediate plate 220, a bending cassette 233 and / or a building material 224 typically adjoin the wedge 221.
  • All said parts of the storage that is, the mobile wedge 221, the intermediate plate 220, the bending cassette 223, and the building material 224, each individually, may serve as a reference point for the initializing means 120 for detecting a displacement of the work rolls, because in that case Individual parts of the storage to be moved in or against the rolling direction.
  • the nip sliders 110 need not be axially displaced with, provided that the axial displacement has no effect on the relative position of the nip 110 to the Lynettensitzen or the roll neck of the work rolls, so that for a desired measurement accuracy required relative position of the roller gap to the Lynettensitzen remains.
  • FIG. 5 an embodiment of the measuring device according to the invention, in which the nip-displacement device 130 also has a control and drive means 132 which is adapted to actively move the nip encoder 110 in or opposite to the rolling direction.
  • This control and drive device 132 is particularly necessary when a direct mechanical coupling between the chock 224 and the nip encoder 110 does not exist. This may be the case, for example, when the initialization device 120 consists of two mechanically separate coupling halves, one of which is connected, for example, to the chock 224 and the other to a linkage of the nip shift device 130.
  • control and drive means 132 may be required if the nip shift 130 does not provide any mechanism or linkage between the initializer and the nip encoder 110, but instead provides an optical or electrical transmission channel for transmitting the initialization device measurement signals the displacement of the work rolls represent the control and drive means.
  • the control and drive device 132 is used to actively track the nip 110 to the shifted (end) position of the work rolls.
  • the nip shift 130 with the control and drive means 132 may have an operating mode for retracting the nip encoder 110 to a rest or retreat position outside the nip, and preferably also the mill stand. The descending of the roll nip to the work rolls can be done at the same time, that is, synchronously or with a time delay to the displacement of the work rolls 210.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung mit einem Walzspaltgeber zum direkten Erfassen der Höhe bzw. der Größe eines Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen in einem Walzgerüst. Die Erfindung betrifft darüber hinaus das zugehörige Walzgerüst und ein entsprechendes Verfahren.
  • Aus der Deutschen Patentschrift DE 24 04 763 C2 ist eine Messvorrichtung bekannt zu Erfassung des Spaltes eines Arbeitswalzenpaares als Ist-Wert für einen Regler zur Konstanthaltung der Höhe des Walzspaltes zwischen den Arbeitswalzen. Die Messvorrichtung umfasst einen Messkopf, welcher mit Hilfe eines Scherenhebelpaares, welches mit Hilfe von Zugfedern vorgespannt ist, in dem Walzspalt ausgerichtet wird. Der Messkopf ist über ein schwenkbares Gestänge am Walzgerüst gehalten. Der Messkopf umfasst zwei elektromagnetische Messsysteme, welche jeweils den Abstand der eigenen Bezugsebene zum zugeordneten, als Magnet wirkenden Wellenansatz erfassen. Durch das schwenkbare Gestänge, welches im Vergleich zur Höhe des Messkopfes wesentlich länger bemessen ist, wird sichergestellt, dass gleichmäßige Vertikalbewegungen der Arbeitswalzen, wie zum Beispiel Schwingungen, praktisch ohne Einfluss auf das Messergebnis bleiben, weil mit der Messvorrichtung der Abstand jeder Bezugsebene der elektromagnetischen Messsysteme zum zugeordneten Wellenansatz konstant gehalten werden kann.
  • Nachteilig an diesen Stand der Technik ist, dass das schwenkbare Gestänge lediglich ausgebildet ist, die Messvorrichtung bzw. den Messkopf einer Vertikalbewegung der Arbeitswalzen nachzufahren, um so den Abstand zwischen Messkopf und Wellenansatz der Arbeitswalze konstant zu halten. Probleme bei einer Horizontalbewegung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung werden nicht diskutiert.
  • Das US Patent 2,032,584 offenbart einen Walzspaltgeber zum Erfassen der Höhe des Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen für einen manuellen Betrieb. Er ist nicht an das Walzgerüst gekoppelt und kann von daher bei jeder beliebigen Position des Arbeitswalzenpaares eingesetzt werden.
  • Schließlich offenbart die Britische Patentanmeldung GB 886,238 eine Messeinrichtung zum Messen der Größe des Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen. Die Messvorrichtung umfasst zwei Messrollen, welche von einem gemeinsamen Halter gehalten werden und zum Messen der Größe des Walzspaltes mit der Oberfläche der Arbeitswalzen zur Anlage gebracht werden. Die Messrollen sind über ein Gestänge und eine Druckfeder gegen die Walzspaltebene, welche durch die beiden Längsachsen der Arbeitswalzen aufgespannt wird, vorgespannt. Die Vorspannung repräsentiert einen Arbeitspunkt der Druckfeder. Jede Änderung der Größe des Walzspaltes, das heißt jede Vertikalbewegung der Arbeitswalzen relativ zueinander führt zu einer Änderung der Federkraft in Bezug auf den Arbeitspunkt. Diese Änderung der Federkraft, welche eine Änderung der Größe des Walzspaltes repräsentiert, wird auf einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht.
  • Die Messvorrichtung gemäß der Britischen Patentanmeldung dient, wie gesagt, zur Erfassung von Vertikalbewegungen der Arbeitswalzen relativ zueinander, dass heißt einer Änderung der Größe des Walzspaltes bei unveränderter Horizontalposition der Arbeitswalzen. Eine Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung hätte eine Verschiebung des Arbeitspunktes der Feder und damit eine zunehmende Messungenauigkeit zur Folge.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 1 206 981 A2 offenbart eine Messvorrichtung mit einem Walzspaltgeber zum Erfassen der Höhe eines Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen in einem Walzgerüst bei einer geeigneten Relativposition des Walzspaltgebers zu den Arbeitswalzen. Der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7 basiert auf diesem Dokument.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Messvorrichtung sowie ein bekanntes Walzgerüst mit der Messvorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Messvorrichtung auch bei einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung in Bezug auf die Gerüstebene noch gute verwertbare Messergebnisse liefert ohne Einbußen in der Messgenauigkeit.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Demnach umfasst die Messvorrichtung einen Walzspaltgeber zum Erfassen der Höhe eines Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen in einem Walzgerüst bei einer geeigneten Relativposition des Walzspaltgebers zu den Arbeitswalzen; eine Initialisierungseinrichtung zum Erfassen einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition und eine Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des Walzspaltgebers nach Maßgabe der von der Initialisierungseinrichtung erfassten Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung in die für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeignete Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Endposition.
  • Der Begriff "Walzspaltgeber" meint bei der vorliegenden Erfindung einen Walzspaltgeber zum direkten Erfassen der Höhe bzw. der Größe des Walzspaltes; dass heißt der Walzspaltgeber ist ausgebildet, in den Walzspalt bzw. zwischen die Walzenzapfen oder die Lynettensitzer der Walzen direkt eingeführt zu werden.
  • Der Begriff "Verschiebung der Arbeitswalzen" ist bei der vorliegenden Erfindung im Sinne eines Verschiebevektors zur verstehen, dass heißt sie bezeichnet einen Betrag und eine Richtung.
  • Der Begriff "geeignete Relativposition des Walzspaltgebers zu den Arbeitswalzen" bezeichnetet insbesondere einen geeigneten Abstand zwischen einem Messkopf des Walzspaltgebers zur Oberfläche der Arbeitswalzen oder zu deren Lynettensitz für eine möglichst genaue Erfassung der Position einer einzelnen Arbeitswalze oder zur Erfassung von dem Abstand zweier Arbeitswalzen zueinander. Nur das Einhalten der richtigen/geeigneten Relativposition gewährleistet eine gewünschte hohe Messgenauigkeit.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Initialisierungseinrichtung, welche ausgebildet ist, eine Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung zur erfassen, wird es möglich, in Falle einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung aus einer Anfangsposition in eine Endposition den Walzspaltgeber den Arbeitswalzen in die Endposition nachzufahren, so dass auch in der Endposition eine geeignete Relativposition zwischen dem Walzspaltgeber und dem Arbeitswalzen und damit eine erforderlich hohe Messgenauigkeit gewährleistet sind.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Initialisierungseinrichtung in Form einer mechanischen Koppelstelle, eines Tastkopfes oder eines optischen, elektronischen oder magnetischen Sensors ausgebildet zum Erfassen einer Veränderung der Position von zumindest einem derjenigen Elemente der Lagerung der Arbeitswalzen, welche bei einer Verschiebung in oder entgegen der Walzrichtung mit verschoben werden. Anders als bei einer starren Fixierung des Walzspaltgebers am Walzgerüst ermöglicht das Vorsehen der Initialisierungseinrichtung und deren Wirkverbindung zu den mit verschobenen Teilen der Lagerung eine optimale Erfassung der Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung.
  • Bei den in oder entgegen der Walzrichtung mit verschobenen Teilen der Lagerung der Arbeitswalzen handelt es sich um den walzenseitigen Teil einer Horizontal Shifting HS-Verschiebeeinrichtung, eine Zwischenplatte, eine Biegekassette oder das Einbaustück, dass heißt das Lagergehäuse der Arbeitswalze im Walzgerüst.
  • In den Fällen, in denen die Initialisierungseinrichtung in Form eines Tastkopfes oder einer der mechanischen Koppelstelle ausgebildet ist, also in direktem Kontakt zu den mitverschobenen Teilen der Lagerung steht, ist die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung vorzugsweise in Form eines mechanischen Gestänges ausgebildet zum direkten synchronen Übertragen der Verschiebebewegung der mit verschobenen Teile der Lagerung der Arbeitswalze auf den Walzspaltgeber. Bei diesem Ausführungsbeispiel bedarf es vorteilhafterweise zum Nachverfahren des Walzspaltgebers zu den Arbeitswalzen in der Regel keines zusätzlichen Antriebs, denn die Verschiebearbeit für den Walzspaltgeber kann in diesem Fall von der HS-Verschiebeeinrichtung für die Arbeitswalzen mit geleistet werden.
  • Das Gestänge kann über Koppelstellen gelenkig ausgebildet sein.
  • Alternativ können die mechanische Koppelstelle und das Gestänge jedoch auch gemeinsam als eine starre Verbindung zwischen einem der mitverschobenen Teile der Lagerung der Arbeitswalze und dem Walzspaltgeber ausgebildet sein.
  • Alternativ zu einer direkten Übertragung der Verschiebebewegungen einzelner der mit verschobenen Teile der Lagerung auf die Arbeitswalzen über ein mechanisches Gestänge, kann diese Übertragung auch berührungslos erfolgen, vorzugsweise dann, wenn die Initialisierungseinrichtung in Form eines optischen, elektrischen oder magnetischen Sensors ausgebildet ist und ein optischer oder elektrischer Übertragungskanal vorgesehen ist zum Übertragen der Messsignale der Initialisierungseinrichtung, welche die Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung repräsentieren, an eine Steuer- und Antriebseinrichtung zum Verschieben des Walzspaltgebers.
  • Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Walzgerüst mit der beanspruchten Messvorrichtung gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen im Wesentlichen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Messvorrichtung genannten Vorteilen.
  • Ergänzend sei erwähnt, dass das Walzgerüst neben der HS-Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Arbeitswalzen in oder entgegengesetzt der Walzrichtung auch eine Axial-Verschiebeeinrichtung aufweisen kann zum axialen Verschieben der Arbeitswalzen. Eine Mitverschiebung des Walzspaltgebers in axialer Richtung zusammen mit den Arbeitswalzen ist erfindungsgemäß nicht vorgesehen, weil sich bei einer Axialverschiebung der Arbeitswalzen die für die Erfassung des Walzspaltes erforderliche Relativposition, das heißt der Abstand zwischen dem Walzspaltgeber und der Oberfläche der Arbeitswalze bzw. der Oberfläche von deren Lynettensitz nicht ändert, insbesondere wenn der Lynettensitz einen konstanten Durchmesser aufweist.
  • Schließlich ist es vorteilhaft, dass die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung einen Betriebsmodus aufweist, zum Zurückziehen des Walzspaltgebers in eine Ruhe- oder Rückzugsposition außerhalb des Walzspaltes und vorzugsweise auch außerhalb des Walzgerüstes.
  • Die oben genannte Aufgabe wird schließlich auch durch ein Verfahren zum Messen der Höhe des Walzspaltes gelöst. Auch die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den oben mit Bezug auf die Messvorrichtung diskutierten Vorteilen.
  • Der Erfindung sind insgesamt 9 Figuren beigefügt, wobei
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Querschnitt;
    Figur 2
    die erfindungsgemäße Messvorrichtung in einer Draufsicht;
    Figur 3
    die Lagerung einer Arbeitswalze mit verschiedenen Einzelheiten;
    Figur 4
    die Anordnung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung in einem Walzgerüst bei axialer Verschiebung der Arbeitswalzen;
    Figur 5
    die erfindungsgemäße Messvorrichtung im Querschnitt mit einer Steuer- und Antriebseinrichtung zum Verschieben des Walzspaltgebers;
    Figur 6
    ein Walzgerüst gemäß dem Stand der Technik mit Anordnung der Walzspaltgeber an den Lynettensitzen der Arbeitswalzen;
    Figur 7a)-e)
    verschiedene Ausführungsformen für Walzspaltgeber und für deren Anordnung relativ zu den Arbeitswalzen gemäß dem Stand der Technik; und
    Figur 8a)-c)
    verschiedene Beispiele für eine HS-Verschiebung der Arbeitswalzen in Bezug auf die Gerüstebene gemäß dem Stand der Technik
    zeigen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren 1 bis 5 detailliert beschrieben. Zuvor wird jedoch unter Bezugnahme auf die Figuren 6 bis 8 der Stand der Technik beschrieben, auf dem die Erfindung aufbaut.
  • Figur 6 zeigt ein Walzgerüst aus dem Stand der Technik mit zwei Stützrollen 240-1, 240-2 zwischen denen zwei Arbeitswalzen 210-1, 210-2 gelagert sind. Der Abstand zwischen den beiden Arbeitswalzen definiert einen Walzspalt durch den Walzgut (hier nicht gezeigt) in Walzrichtung hindurch bewegt wird. An den Lynettensitzen 212 der Arbeitswalzen sind Walzspaltgeber 110 angeordnet zum Erfassen der Höhe des Walzspaltes. Selbstverständlich muss, weil die Lynettensitze gegenüber dem Durchmesser der Walzen typischerweise abgesetzt sind, der von dem Walzspaltgeber erfasste Abstand zwischen den Lynettensitzen auf die - bedingt durch den größeren Durchmesser der Arbeitswalzenverringerte Höhe H des Walzspaltes herunter gerechnet werden.
  • Die Figuren 7a) bis 7e) zeigen verschiedene Ausführungsformen für im Stand der Technik bekannte Walzspaltgeber 110. Alle diese Walzspaltgeber weisen eine Mechanik 114 in Form eines Gestänges auf zum geeigneten Positionieren von Messköpfen 112 in Bezug auf die Lynettensitze der Arbeitswalzen 210. Typischerweise ist die Mechanik bzw. das Gestänge mit Hilfe einer Feder vorgespannt, so das auf diese Weise jeweils ein vorbestimmter Abstand zwischen Messkopf und Lynettensitz oder Oberfläche der Arbeitswalze bzw. ein Anliegen des Messkopfes an den Lynettensitz oder an der Arbeitswalze auch bei einer Vertikalbewegung der Arbeitswalzen 210 immer gewährleistet ist.
  • Die Figuren 8a), b) und c) zeigen jeweils verschiedene Beispiele für eine Verschiebung V der Arbeitswalzen 210 gegenüber der Gerüstebene 200-10. Die Gerüstebenen werden jeweils durch die Längsachsen der oberen und unteren Stützwalzen 240-1, 240-2 aufgespannt. Wie die Figuren 8a), b) und c) zeigen, können die Arbeitswalzen 210 und damit der Walzspalt sowohl in Walzrichtung wie auch entgegen der Walzrichtung in Bezug auf die Gerüstebene 210 verschoben sein. Der Betrag der Verschiebung, das heißt der Versatz ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen V bezeichnet. Die Richtung des Versatzes in Bezug auf die Gerüstebene 200-10 ist durch ein entsprechendes Vorzeichen + oder - gekennzeichnet. Die Walzrichtung ist in Figur 8 jeweils durch einen horizontalen Pfeil gekennzeichnet.
  • Es folgt die Beschreibung der Erfindung:
    • Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Messvorrichtung 100 angeordnet im Walzspalt eines Walzgerüstes zwischen der oberen Arbeitswalze 210-1 und der unteren Arbeitswalze 210-2. Die Messvorrichtung 200 umfasst einen Walzspaltgeber 110 zum Erfassen der Höhe des Walzspaltes zwischen den zwei Arbeitswalzen. Die Messvorrichtung 100 umfasst weiterhin eine Initialisierungseinrichtung 120 zum Erfassen einer Verschiebung der Arbeitswalzen 210 in oder entgegen der Walzrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition. Die Walzrichtung ist in Figur 1 mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet.
  • Der Walzspaltgeber 110 umfasst gemäß Figur 1 Messköpfe 112, welche in geeigneter Relativposition zu dem Umfang der Arbeitswalzen 210-1, 210-2 oder zum Umfang der Lynettensitze der Arbeitswalzen angeordnet sind. Die Messköpfe 112 sind über ein Gestänge 114 an eine Anzeigeeinrichtung 116 angeschlossen, welche die Höhe des Arbeitsspaltes anzeigt. Die Initialisierungseinrichtung 120 ist zumindest mit ihrer einen Hälfte mit dem Einbaustück 224 der unteren Arbeitswalze 210-2 verbunden. Die Initialisierungseinrichtung 120 wirkt bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 unmittelbar auf den Walzspaltgeber 110. Die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 umfasst bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Gestänge, welches in einer Schiebehülse verschiebbar gelagert ist. Durch die direkte Ankopplung des Einbaustückes 224 über die Initialisierungseinrichtung 120 und die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 an den Walzspaltgeber 110 wird vorteilhafterweise eine Verschiebung des Einbaustückes 224 und damit der Arbeitswalzen 210 in oder entgegen der Walzrichtung direkt synchron auf den Walzspaltgeber 110 übertragen. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass auch bei einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung die Relativpostion der Messköpfe 112 zu den Oberflächen der Arbeitswalzen 210 oder den Lynettensitzen (in Figur 1 nicht gezeigt) und damit eine gewünschte Messgenauigkeit erhalten bleiben.
  • Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die aus Figur 1 bekannte Anordnung. Es ist die Anordnung der Walzspaltgeber 110 an den linken und rechten Lynettensitz 212 der Arbeitswalze 210-1 erkennbar. Die Walzspaltgeber 110 sind über die Walzspaltverschiebeeinrichtung 130 mit den Initialisierungseinrichtung 120 verbunden, die ihrerseits unmittelbar das Einbaustück 224 der Arbeitswalze 210 kontaktieren. Die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 besitzt einen Freiheitsgrad in oder entgegen der Walzrichtung, erkennbar an der Anordnung der Verschiebehülse 115 parallel zur Walzrichtung 400.
  • Figur 3 zeigt die einzelnen Elemente einer Lagerung der Arbeitswalze 210 im Detail. Die Lagerung dient zum Überbrücken des Abstandes zwischen dem Ständer des Gerüstes und dem Walzenzapfen 215 der Arbeitswalze 210. Der Abstand dazwischen ist aufgefüllt durch eine Horizontal Shifting HS-Verschiebeeinrichtung zum Beispiel in Form einer Keilanstellung. Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die HS-Verschiebeeinrichtung einen ersten mit dem Ständer des Walzgerüstes 200 fest verbundenen Keil und einen auf dem ersten Keil abgleitenden zweiten Keil 221 auf. In Richtung Walzenzapfen der Arbeitswalze schließt sich typischerweise an den Keil 221 eine Zwischenplatte 220, eine Biegekassette 233 und/oder ein Baustück 224 an.
  • Alle genannten Teile der Lagerung, dass heißt der mobile Keil 221, die Zwischenplatte 220, die Biegekassette 223 und das Baustück 224 können, jeder für sich, als Bezugspunkt für die Initialisierungseinrichtung 120 dienen zum Erfassen einer Verschiebung der Arbeitswalzen, weil in diesem Fall die besagten Einzelteile der Lagerung in oder entgegen der Walzrichtung mitbewegt werden.
  • In Figur 4 ist zu erkennen, dass auch bei einer Axialverschiebung 500 der Arbeitswalzen 210 die Walzspaltgeber 110 nicht axial mit verschoben werden müssen, sofern die axiale Verschiebung keine Auswirkungen auf die Relativposition der Walzspaltgeber 110 zu den Lynettensitzen oder den Walzenzapfen der Arbeitswalzen hat, so dass die für eine gewünschte Messgenauigkeit erforderliche Relativposition der Walzspaltgeber zu den Lynettensitzen erhalten bleibt.
  • Im Unterschied zur Figur 1 zeigt Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Messvorrichtung, bei welchem die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 auch eine Steuer- und Antriebseinrichtung 132 aufweist, welche ausgebildet ist, den Walzspaltgeber 110 aktiv in oder entgegengesetzt zur Walzrichtung zu bewegen. Diese Steuer- und Antriebseinrichtung 132 ist insbesondere dann erforderlich, wenn eine direkte mechanische Kopplung zwischen dem Einbaustück 224 und dem Walzspaltgeber 110 nicht existiert. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn die Initialisierungseinrichtung 120 aus zwei mechanisch getrennten Kupplungshälften besteht, von denen die eine zum Beispiel an dem Einbaustück 224 und die andere an einem Gestänge der Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 angeschlossen ist. Alternativ kann die Steuer- und Antriebseinrichtung 132 dann erforderlich sein, wenn die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 keine Mechanik bzw. kein Gestänge zwischen der Initialisierungseinrichtung und dem Walzspaltgeber 110 vorsieht, sondern statt dessen einen optischen oder elektrischen Übertragungskanal vorsieht zum Übertragen der Messsignale der Initialisierungseinrichtung, welche die Verschiebung der Arbeitswalzen repräsentieren an die Steuer- und Antriebseinrichtung. In beiden Fällen dient die Steuer- und Antriebseinrichtung 132 zum aktiven Nachführen des Walzspaltgebers 110 an die verschobene (End-)Position der Arbeitswalzen. Darüber hinaus kann die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung 130 mit der Steuer- und Antriebseinrichtung 132 einen Betriebsmodus aufweisen zum Zurückziehen des Walzspaltgebers 110 in eine Ruhe- oder Rückzugsposition außerhalb des Walzspaltes und vorzugsweise auch des Walzgerüstes. Das Nachfahren des Walzspaltgebers an die Arbeitswalzen kann zeitgleich, das heißt synchron oder zeitversetzt zu der Verschiebung der Arbeitswalzen 210 erfolgen.
    • Bezugszeichen:
    • 100
    Messvorrichtung
    110
    Walzspaltgeber
    112
    Meßkopf
    114
    Mechanik
    120
    Initialisierungseinrichtung
    130
    Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung
    132
    Steuer- und Antriebseinrichtung
    200
    Walzgerüst
    210-1
    obere Arbeitswalze
    210-2
    untere Arbeitswalze
    212
    Lynettensitz
    215
    Walzenzapfen
    220
    Lagerung der Arbeitswalzen
    221
    walzenseitiger Teil einer HS-Verschiebeeinrichtung
    222
    Zwischenplatte
    223
    Biegekassette
    224
    Einbaustück (=Lagergehäuse) der Arbeitswalze
    240-1
    Stützwalze
    240-2
    Stützwalze
    300
    Walzgut
    400
    Walzrichtung = HS-Verschieberichtung
    500
    axiale Verschieberichtung
    H
    Walzspalthöhe
    +V
    positiver Versatz gegenüber Gerüstebene
    - V
    negativer Versatz gegenüber Gerüstebene

Claims (16)

  1. Messvorrichtung (100) mit
    einem Walzspaltgeber (110) zum Erfassen der Höhe (H) eines Walzspaltes zwischen zwei Arbeitswalzen (210-1, 210-2) in einem Walzgerüst (200) bei einer geeigneten Relativposition des Walzspaltgebers (110) zu den Arbeitswalzen; gekennzeichnet durch
    eine Initialisierungseinrichtung (120) zum Erfassen einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition; und
    ein Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung (130) zum Verschieben des Walzspaltgebers (110) nach Maßgabe der von der Initialisierungseinrichtung (120) erfassten Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung in die für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeignete Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Endposition.
  2. Messvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungseinrichtung (120) in Form einer mechanischen Koppelstelle, eines Tastkopfes oder eines optischen, elektronischen oder magnetischen Sensors ausgebildet ist zum Erfassen einer Veränderung der Position von zumindest einem derjenigen Elemente der Lagerung (220) der Arbeitswalzen, welche bei einer Verschiebung der Arbeitswalzen (210-1, 210-2) in oder entgegen der Walzrichtung mit verschoben werden und deren Verschiebung deshalb die Verschiebung der Arbeitswalzen repräsentieren.
  3. Messvorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Elementen der Lagerung (220), die bei einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung mit verschoben werden, um den walzenseitigen Teil (221) einer HS-Verschiebeeinrichtung, eine Zwischenplatte (222), eine Biegekassette (223) oder das Einbaustück (224) der Arbeitswalzen im Walzgerüst handelt.
  4. Messvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    - in den Fällen, in denen die Initialisierungseinrichtung in Form des Tastkopfes oder der mechanischen Koppelstelle ausgebildet ist - die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung (130) in Form eines mechanischen Gestänges ausgebildet ist zum direkten synchronen Übertragen der Verschiebebewegung der mitverschobenen Teile der Lagerung (220) der Arbeitswalzen (210-1, 210-2) auf den Walzspaltgeber (110).
  5. Messvorrichtung (110) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Koppelstelle und das Gestänge gemeinsam als eine starre Verbindung zwischen den mitverschobenen Teilen der Lagerung der Arbeitswalze und dem Walzspaltgeber ausgebildet sind.
  6. Messvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    - in den Fällen, in denen die Initialisierungseinrichtung in Form des optischen, elektrischen oder magnetischen Sensors ausgebildet ist - die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung (130) aufweist: eine Steuer- und Antriebseinrichtung (132) zum Verschieben des Walzspaltgebers (110) in oder entgegen der Walzrichtung; und einen optischen oder elektrischen Übertragungskanal zum Übertragen der Messsignale der Initialisierungseinrichtung, welche die Verschiebung der Arbeitswalzen repräsentieren, an die Steuer- und Antriebseinrichtung (132), welche ausgebildet ist, den Walzspaltgeber im Ansprechen auf die Messsignale in die für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeignete Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Endposition zu verschieben.
  7. Walzgerüst (200), aufweisend
    zwei Arbeitswalzen (210-1, 210-2), welche einen Walzspalt aufspannen zum Walzen eines Metallbandes; und
    eine HS-Verschiebeeinrichtung (230) zum Verschieben der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition;
    gekennzeichnet durch
    einen Walzspaltgeber (110) zum Erfassen der Höhe (H) eines Walzspaltes zwischen den zwei Arbeitswalzen (210-1, 210-2) bei einer geeigneten Relativposition des Walzspaltgebers zu den Arbeitswalzen;
    eine Initialisierungseinrichtung (120) zum Erfassen der Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung aus der Ausgangsposition in die Endposition; und
    eine Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung (130) zum Verschieben des Walzspaltgebers (110) nach Maßgabe der von der Initialisierungseinrichtung erfassten Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung in die für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeignete Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Endposition.
  8. Walzgerüst (200) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Initialisierungseinrichtung (120) in Form einer mechanischen Koppelstelle, eines Tastkopfes oder eines optischen, elektronischen oder magnetischen Sensors ausgebildet ist zum Erfassen einer Veränderung der Position von zumindest einem derjenigen Elemente der Lagerung (220) der Arbeitswalzen, welche bei einer Verschiebung der Arbeitswalzen (210-1, 210-2) in oder entgegen der Walzrichtung mit verschoben werden und deshalb die Verschiebung der Arbeitswalzen repräsentieren.
  9. Walzgerüst (200) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    es sich bei den Elementen der Lagerung (220), die bei einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung mit verschoben werden, um den walzenseitigen Teil (221) der HS-Verschiebeeinrichtung, eine Zwischenplatte (222), eine Biegekassette (223) oder das Einbaustück (224) der Arbeitswalze im Walzgerüst handelt.
  10. Walzgerüst (200) nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - in den Fällen, in denen die Initialisierungseinrichtung in Form des Tastkopfes oder in Form der mechanischen Koppelstelle ausgebildet ist-die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung (130) in Form eines mechanischen Gestänges ausgebildet ist zum direkten synchronen Übertragen der Verschiebebewegung der mitverschobenen Teile der Lagerung (220) der Arbeitswalzen auf den Walzspaltgeber.
  11. Walzgerüst (200) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Koppelstelle und das Gestänge gemeinsam als eine starre Verbindung zwischen den mitverschobenen Teilen der Lagerung der Arbeitswalze und dem Walzspaltgeber ausgebildet sind.
  12. Walzgerüst (200) nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - in den Fällen, in denen die Initialisierungseinrichtung in Form des optischen, elektrischen oder magnetischen Sensors ausgebildet ist - die Walzspalt-Verfahreinrichtung (130) aufweist: eine Steuer- und Antriebseinrichtung (132) zum Verschieben des Walzspaltgebers (110) in oder entgegen der Walzrichtung; und einen optischen oder elektrischen Übertragungskanal zum Übertragen der Messsignale der Initialisierungseinrichtung, welche die Verschiebung der Arbeitswalzen repräsentieren, an die Steuer- und Antriebseinrichtung (132), welche ausgebildet ist, den Walzspaltgeber im Ansprechen auf die Messsignale in die für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeignete Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Endposition zu verschieben.
  13. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Walzspaltgeber-Verschiebeeinrichtung einen Betriebsmodus aufweist zum Zurückziehen des Walzspaltgebers in eine Rückzugsposition außerhalb des Walzspaltes und/oder des Walzgerüstes.
  14. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Walzgerüst eine Axial-Verschiebeeinrichtung aufweist zum axialen Verschieben der Arbeitswalzen.
  15. Verfahren zum Messen der Höhe eines Walzspaltes (H) zwischen zwei Arbeitswalzen in einem Walzgerüst (200), mit folgenden Schritten:
    Positionieren der Arbeitswalzen (210-1, 210-2) in einer Ausgangsposition; Positionieren eines Walzspaltgebers (110) in einer für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeigneten Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Ausgangsposition;
    Erfassen einer Verschiebung der Arbeitswalzen in oder entgegen der Walzrichtung aus der Anfangsposition in eine Endposition; und
    Verfahren des Walzspaltgebers in oder entgegen der Walzrichtung nach Maßgabe der erfassten Verschiebung der Arbeitswalzen in die für die Erfassung der Höhe des Walzspaltes geeignete Relativposition zu den Arbeitswalzen in der Endposition.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Walzspaltgebers zeitgleich / synchron oder zeitversetzt zu der Verschiebung der Arbeitswalzen erfolgt.
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