EP3356061B1 - System mit einem walzständer eines walzgerüstes und einer anstellvorrichtung - Google Patents

System mit einem walzständer eines walzgerüstes und einer anstellvorrichtung Download PDF

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EP3356061B1
EP3356061B1 EP16775605.5A EP16775605A EP3356061B1 EP 3356061 B1 EP3356061 B1 EP 3356061B1 EP 16775605 A EP16775605 A EP 16775605A EP 3356061 B1 EP3356061 B1 EP 3356061B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
coupling rod
guide element
roll
measurement device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16775605.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3356061A1 (de
Inventor
Stefan Buslehner
Gernot Dirisamer
Ansgar Radek
Franz Schallauer
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of EP3356061A1 publication Critical patent/EP3356061A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3356061B1 publication Critical patent/EP3356061B1/de
Active legal-status Critical Current
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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
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting
    • 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
    • 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
    • B21B2271/00—Mill stand parameters
    • B21B2271/02—Roll gap, screw-down position, draft position

Definitions

  • the invention relates to a system with a roll stand of a roll stand and an adjusting device for placing a roll in a roll stand of a roll stand, the adjusting device comprising a cylinder housing which can be fastened to a roll stand and a piston which is guided in a translationally displaceable manner, the position being determined by a displacement measuring device connected to a coupling rod of the piston can be determined, see e.g. US 5,029,400 A. .
  • Adjustment devices serve to apply force to an object and / or to bring it into a certain position.
  • an adjusting device in a roll stand is used to push a roll in the direction of its counter roll in order to be able to set the roll gap which defines the thickness of the strip emerging from the roll stand by the position of the rolls relative to one another.
  • the adjusting device generally comprises a hydraulic cylinder with a cylinder housing and a piston guided in the cylinder housing, the piston being held translationally displaceably along a longitudinal axis relative to the cylinder housing by pressure build-up in one of the pressure chambers arranged in the cylinder housing .
  • the adjusting device can also perform reset movements in addition to adjusting movements.
  • the hydraulic cylinder is connected to a hydraulic system for its function via pressure connections, which is connected via a control unit regulates the pressure build-up and pressure reduction in the pressure chambers.
  • a displacement measuring device is provided which is in active contact with the piston and by means of which the position of the piston relative to the cylinder housing can be determined.
  • a coupling rod is provided for this purpose, which is connected on the one hand to the displacement measuring device and on the other hand is connected to the piston by means of a spring element.
  • This spring element or the entire spring arrangement is arranged within the cylinder housing, so that it is only accessible for maintenance purposes when the hydraulic cylinder has been completely dismantled.
  • the piston and the cylinder housing are skewed, in other words, when the piston and the cylinder housing are tilted, they no longer form a common longitudinal axis, but are offset at an angle to one another.
  • the invention relates to a system with a roll stand of a roll stand and an adjusting device for placing a roll in a roll stand of a roll stand, the adjusting device comprising a cylinder housing which can be fastened to a roll stand and a piston which is displaceably guided therein, the position of the piston being determinable via a displacement measuring device connected to a coupling rod, the coupling rod being attached directly to the piston, wherein the piston has a guide element which extends from the piston head in the direction of the displacement measuring device and the coupling rod is fastened to the guide element.
  • Guide element is guided in a guide opening of the cylinder housing and that a sliding guide is provided for the coupling rod, which can be arranged at an end of a bore in the roll stand facing the displacement measuring device.
  • the guide element which can be designed, for example, as a piston rod with a circular cross section, serves as part of an additional piston guide, which prevents the hydraulic cylinder from tilting, and generally extends in a direction normal to the piston crown or along the longitudinal axis of the hydraulic cylinder. Since the coupling rod is fastened on the side of the guide element opposite the piston head, the coupling rod can be made correspondingly shorter. It is advantageous if the guide element is arranged in the center of the piston crown and is symmetrical to the longitudinal axis. In alternative design variants, however, it is also conceivable for the coupling rod to be fastened directly to the piston head, the guide element, if one being provided, being designed as a hollow cylinder and enclosing the coupling rod.
  • the invention provides that the guide element is guided in a guide opening in the cylinder housing. Since the guide element protrudes at least in sections through the guide opening from the cylinder housing, the coupling rod is fastened to the guide element outside the pressure chamber of the hydraulic cylinder, so that the coupling rod or the displacement measuring device can be assembled and disassembled without prior disassembly of the hydraulic cylinder.
  • a slide bush is arranged between the guide opening and the guide element, through which slide bush the guide element is guided.
  • the guidance of the guide element in the slide bush which is preferably made of plastic, further improves the piston guide, since friction effects are reduced and the slide bush can be manufactured or bought inexpensively with the necessary precision than if the guide is carried out solely through the guide opening.
  • the sliding bush also fulfills a sealing function to prevent hydraulic fluid from escaping from the cylinder housing.
  • the coupling rod is connected to the guide element via a play-free threaded connection.
  • the backlash-free threaded connection generally consists of a threaded bore and a threaded pin, and it has proven to be particularly advantageous if the threaded bore is formed in the cover surface of the guide element and the threaded pin is formed by the coupling rod.
  • the freedom from play of the threaded connection ensures that the coupling rod even immediately follows small changes in the position of the piston without there being a micro movement in the thread in the direction of the longitudinal axis, which would falsify the measurement result of the displacement measuring device.
  • an anti-rotation device such as an axial holder, which prevents the coupling rod from rotating about the common longitudinal axis. It is conceivable that the anti-rotation device is connected directly to the coupling rod or that the anti-rotation device is connected to the guide element.
  • a further preferred embodiment variant of the invention provides that the displacement measuring device can be fastened in the operating state by means of a bracket on the side of the roll stand opposite the cylinder housing. Because the distance measuring device is spaced from the cylinder housing and is fastened to the other side of the roll stand in the operating state, the distance measuring device is easy to install and replace, since it is not located in the cylinder housing itself.
  • the roll stand is understood to mean any support element to which the adjusting device according to the invention is attached.
  • the console also referred to as a lantern, serves to accommodate the sensitive displacement measuring device and can be fastened to the roll stand, for example using fastening means such as screws.
  • a further preferred embodiment variant provides that the position measuring device is protected from the environment by a cover.
  • the cover is either made of plastic, which has properties appropriate to the place of use, such as high heat resistance, acid resistance or alkali resistance, or of metal, such as steel or stainless steel.
  • the cover protects the sensitive displacement measuring device against contamination, in particular against the penetration of solid particles or liquids. Furthermore, the cover also protects the position measuring device against mechanical damage.
  • the console or the cover can be connected via a connection to a compressed air line in order to be able to set an increased pressure in relation to the environment in a cavity formed by the console and cover .
  • the position measuring device is designed for position determination via a magnetostrictive measuring method.
  • Magnetostrictive position measuring devices are known measuring elements, which are characterized by a particularly high measuring accuracy and are largely insensitive to environmental influences such as temperature, vibration, shock and vibrations.
  • the magnetostrictive displacement measuring device usually comprises a fixed base, a waveguide, a movable permanent magnet and a transducer that converts a mechanical vibration into an electrical signal. While magnetostrictive displacement measurement is particularly advantageous, both optical, electrical and magnetoresistive measurement methods for determining the position of the piston are conceivable.
  • the displacement measuring devices comprise two measuring elements which can be displaced relative to one another in order to determine the position of the piston relative to the cylinder housing via the relative movement of the measuring elements.
  • one of the measuring elements is connected to the coupling rod or attached to the coupling rod.
  • the object stated at the outset is achieved by the system according to the invention with a roll stand of a roll stand and an adjusting device, the cylinder housing being fastened to the roll stand, the displacement measuring device being arranged on the side of the roll stand opposite the cylinder housing, and the connection between the piston and the displacement measuring device Coupling rod is guided at least in sections through a bore in the roll stand, and a sliding guide for the coupling rod is arranged on the end of the bore facing the displacement measuring device.
  • the adjusting device is particularly suitable for use in the roll stand of a roll stand due to its robust construction.
  • the adjusting device is usually mounted on a cross member of the roll stand, the cylinder housing with the piston guided therein being fastened to the side of the roll stand facing the roll, and the displacement measuring device being arranged on the side of the roll stand facing away from the roll.
  • the bore is formed in the roll stand, the bore advantageously running coaxially with the longitudinal axis along which the piston and cylinder housing are aligned.
  • the overall height of the adjusting device can be reduced.
  • the position measuring device is not attached directly to the roll stand, but rather is attached to the roll stand via the console, in order to fasten the position measuring device in a simple manner can be carried out without complex structural measures on the roll stand.
  • the console also called lantern, also serves as a receptacle for the end of the coupling rod connected to the displacement measuring device.
  • a further embodiment variant therefore provides that the position measuring device is attached to the roll stand via the console, for example via a screw connection.
  • a sliding guide for the coupling rod In order to center the coupling rod in the bore and to prevent radial deflection of the coupling rod, provision is made for a sliding guide for the coupling rod to be arranged on the end of the bore facing the displacement measuring device.
  • the sliding guide is preferably made of plastic and enables the linear guidance of the coupling rod with low sliding friction between the surface of the coupling rod and the sliding guide, which is, for example, annular.
  • a further preferred embodiment variant of the invention provides that the bore is designed as a stepped bore, which in sections has a larger diameter at the end facing the cylinder housing than at the opposite end in order to be able to receive the guide element.
  • the guide element has the largest possible diameter, but this is limited due to the pressure to be built up in the pressure chamber.
  • the coupling rod since the guide element protrudes from the cylinder housing, it is necessary to create an appropriate installation space through a section of the bore with a correspondingly large diameter, so that the movement of the piston is not hindered by the guide element.
  • the coupling rod on the other hand, has a significantly smaller diameter, since the radial managers are already taken up by the guide element. In order to minimize the weakening of the roll stand through the hole, the diameter is of the bore over the remaining length of the bore and so large that the coupling rod can be carried out.
  • a system according to the invention in a roll stand is particularly advantageous. Since particularly precise and reliable position data are required for setting and controlling the roll gap of a roll stand, the use of a robust travel measuring device according to the invention, which measures the position data of the hydraulic cylinder, improves the production quality while at the same time reducing the control effort.
  • the direct connection of the coupling rod and piston results in particularly positive synergy effects.
  • a feed movement or return movement of the roller can thus be precisely controlled by the exact and unadulterated measurement of the position data of the adjusting device or the piston relative to the roll stand connected to the cylinder housing.
  • the invention therefore also relates to the use of an adjusting device according to the invention in a roll stand of a roll stand, the positioning of the roll in relation to the roll stand, in particular during an infeed movement or a return movement of the roll, being regulated via position data measured continuously by the displacement measuring device.
  • Fig. 1 shows a preferred embodiment of the system according to the invention.
  • the adjusting device comprises a cylinder housing 2 and a piston 1, which is translationally guided therein, which together form a hydraulic cylinder 1, 2.
  • the piston 1 shifts parallel to a longitudinal axis 16 of the hydraulic cylinder 1, 2 and thus carries out an adjusting movement or a resetting movement.
  • only one pressure chamber 18a, 18b can also be provided.
  • the piston 1 is operatively connected to an object, not shown, to be set, whereby on the one hand pressure can be exerted on the object to be set by the piston 1 and, on the other hand, an adjusting or return movement of the object to be set can be effected.
  • it is a setting device by means of which a roll is set up in a roll stand 13 of a roll stand.
  • the object to be adjusted is therefore the roller of the roll stand, not shown.
  • the cylinder housing 2 is fastened to a carrier element by means of appropriate fastening means, such as screw connections or welded connections, the carrier element in the present exemplary embodiment being formed by the roll stand 13, more precisely by a cross member of the roll stand 13. It goes without saying that in other applications, for example in hydraulic presses, the support element is formed by a part corresponding to the cross member of the roll stand 13. In Fig. 1 the cylinder housing 2 is arranged on the underside of the roll stand 13, which faces the roll in the operating state of the roll stand.
  • the adjusting device further comprises a displacement measuring device 9 by means of which the position of the piston 1 relative to the cylinder housing 2 or to the roll stand 13 can be determined.
  • the displacement measuring device 9 is arranged on the side of the roll stand 13 opposite the cylinder housing 2, that is to say here on the upper side.
  • the displacement measuring device 9 is connected directly to the piston 1 via a coupling rod 6, so that the coupling rod 6 immediately follows the movement of the piston 1 and forwards the position of the piston 1 to the displacement measuring device 9 or the displacement measuring device 9 measures the movement of the coupling rod 6.
  • the piston 1 has a piston head 4 on the roll stand 13 or on the side facing the displacement measuring device 9, that is to say the upper side, which can be pressurized, among other things, in order to achieve a positioning movement.
  • the piston 1 In the center of the piston crown 4, the piston 1 has a guide element 3, which extends parallel to the longitudinal axis 16 away from the piston crown 4, in the direction of the displacement measuring device, ie upwards.
  • the guide element 3 and the piston 1 can either be formed in one piece, for example as a cast part or a turned part, or else in two or more parts, so that the guide element 3 and the piston 1 are manufactured separately, the guide element 3 being attached to the piston 1 before the adjusting device is installed is welded or screwed.
  • the guide element 3 like the piston 1 and the bore of the cylinder housing 2, is cylindrical and has a circular cross-sectional area with respect to the longitudinal axis 16.
  • the diameter of the guide element 3 is about 35% of the diameter of the piston 1, values between 10% and 45%, in particular between 20% and 40%, being conceivable.
  • the guide element 3 is guided in a guide opening 14 in the cylinder housing 2 and projects upwards through this guide opening 14 from the cylinder housing 2. Because the piston 1 is additionally guided and supported against radially acting forces by the interaction of the guide element 3 and the guide opening 14, a tilting of the piston 1 relative to the cylinder housing 2 is prevented. Tilting can occur, for example, when the object to be positioned, in this case the roller, is loaded unevenly, piston 1 and cylinder housing 2 no longer forming a common longitudinal axis 16 when tilted, but rather an angle between 0.5 ° and 10 ° with one another lock in.
  • a slide bush 5 is arranged in the guide opening 14, in which the guide element 3 is guided in a sliding manner.
  • the sliding bush 5 is advantageously made of plastic in order to reduce friction effects, and at the same time serves as a seal for the first pressure chamber 18a, with the attachment of additional sealing means, for example sealing rings, also being conceivable.
  • the guide element 3 also serves to fasten the coupling rod 6, which is fastened on the side of the guide element 3 facing away from the piston head 4, that is to say on the upper side.
  • fastening methods such as clamp connections, non-positive or positive connections.
  • the coupling rod 6 is connected to the guide element 3 via a backlash-free threaded connection, the coupling rod 6 having a threaded section designed as a threaded pin and the guide element 3 having a corresponding threaded hole, although other variants are also conceivable, for example a variant in which the threaded section of the guide element 3 and the threaded hole is formed by the coupling rod 6, or a variant in which the attachment is carried out via several play-free screws.
  • the threaded connection has no axial play, so it is a movement of the piston 1 to no relative movement in the axial direction between the coupling rod 6 and the piston 1, the path of the piston 1 can be detected by the displacement measuring device 9 without measurement errors.
  • the roller stand 13 has a bore 15 in which the coupling rod 6 is performed in sections.
  • the diameter of the bore 15 is larger than at the opposite, upper end, so that the part protruding from the cylinder housing 2 accommodates the guide element 3 in the portion of the bore 15 having the larger diameter can.
  • the axial extent of the section is at least so large that the guide element 3 is completely accommodated in the bore 15 in the upper end position of the piston 1.
  • the bore 15 has a smaller diameter, so that the coupling rod 6 can pass through.
  • the bore 15 is designed as a stepped bore.
  • the distance measuring device 9 is connected via a bracket 8 to the roll stand 13, the bracket 8 receiving the section of the coupling rod 6 protruding from the bore 15 and thus being arranged coaxially with the bore 15 and thus also with the piston 1, guide element 3 and cylinder housing 2.
  • the console 8 also forms a receptacle for the displacement measuring device 9, the displacement measuring device 9 likewise being arranged concentrically to the longitudinal axis 16 and being in active contact with the coupling rod 6 or being directly connected to the coupling rod 6.
  • only a housing of the displacement measuring device 9 is shown, which is not cut, so that measuring elements arranged in the interior of the housing and displaceable relative to one another cannot be seen are.
  • the housing of the displacement measuring device 9 is attached to the bracket 8, preferably screwed.
  • the coupling rod 6 projects into the housing of the displacement measuring device 9 and is connected to one of the measuring elements.
  • the position of the piston 1 is determined by detecting the relative movement of the two measuring elements. It is also conceivable that the coupling rod 6 does not protrude into the housing of the displacement measuring device 9, but that the measuring element connected to the coupling rod 6 interacts with the measuring element arranged in the housing of the displacement measuring device 9.
  • the displacement measuring device 9 can be designed to determine the position of the piston 1 or the coupling rod 6 by means of a magnetostrictive measuring method which works according to a physical principle known per se.
  • a permanent magnet of the displacement measuring device 9 is connected to the coupling rod, while at least one fixed base of the displacement measuring device 9 is arranged in the housing of the displacement measuring device 9.
  • the magnetostrictive measurement method is particularly suitable due to its insensitivity to environmental influences such as temperature or vibrations, as well as the high accuracy of the measured values.
  • other measurement methods such as magnetoresistive, optical or electronic, can also be used without departing from the scope of the invention.
  • the position of the piston 1 detected by the displacement measuring device 9 is forwarded via a connecting line 11 to a control unit (not shown) of the adjusting device or of the roll stand.
  • the adjusting movement of the piston 1 is regulated accordingly in this control unit, in particular in order to set the roll gap exactly.
  • the sliding guide 7 In order to fix and guide the coupling rod 6 in the radial direction, there is a sliding guide 7 at the upper end of the bore 15, which is preferably also made of plastic is manufactured, attached.
  • the sliding guide 7 has a collar which extends in the radial direction in order to be supported on the roll stand 13.
  • a cover 12 is attached to the bracket 8, which protects the displacement measuring device 9 from the environment and prevents the penetration of foreign bodies such as dirt particles or liquids.
  • Console 8 and cover 12 form a cavity in which the displacement measuring device 9 and the upper end of the coupling rod 6 are arranged.
  • the cavity formed which is sealed off from the environment, can be connected to a compressed air line via a connection 10 in order to form an overpressure in the cavity by supplying compressed air, so that even with slight leaks, no foreign bodies can penetrate into the cavity .
  • the overpressure compared to atmospheric pressure is usually between 0.5 bar and 1 bar.
  • a cable bushing 17 is provided in the console 8, which is sealed, for example, by a PG screw connection. It goes without saying that the connection 10 and the cable bushing 17 can be attached both to the console 8 and to the cover 12.

Landscapes

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein System mit einem Walzständer eines Walzgerüsts und einer Anstellvorrichtung zum Anstellen einer Walze in einem Walzständer eines Walzgerüsts, die Anstellvorrichtung umfassend ein an einem Walzständer befestigbares Zylindergehäuse und einen darin translatorisch verschiebbar geführten Kolben, wobei über eine mit einer Koppelstange verbundene Wegmesseinrichtung die Position des Kolbens bestimmbar ist, siehe z.B. US 5 029 400 A .
    • Stand der Technik
  • Anstellvorrichtungen dienen dazu ein Objekt mit Kraft zu beaufschlagen und/oder in eine bestimmte Position zu bringen. Beispielsweise wird eine Anstellvorrichtung in einem Walzgerüst dazu eingesetzt, eine Walze in Richtung ihrer Gegenwalze zu drücken, um durch die Position der Walzen zueinander den Walzspalt einstellen zu können, der die Stärke des aus dem Walzgerüst austretenden Bands definiert. Um die dazu notwendigen Drücke aufbringen zu können, umfasst die Anstellvorrichtung in der Regel einen hydraulischen Zylinder mit einem Zylindergehäuse und einem im Zylindergehäuse geführten Kolben, wobei der Kolben durch Druckaufbau in einer der im Zylindergehäuse angeordneten Druckkammern translatorisch entlang einer Längsachse gegenüber dem Zylindergehäuse verschiebbar gehalten ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Anstellvorrichtung neben Anstellbewegungen auch Rückstellbewegungen durchführen kann. Für den Fachmann versteht sich dabei von selbst, dass der hydraulische Zylinder für seine Funktion über Druckanschlüsse an einen hydraulisches System angeschlossen ist, welches über eine Steuereinheit den Druckaufbau und Druckabbau in den Druckkammern regelt.
  • Um die Anstellbewegung bzw. die Rückstellbewegung des hydraulischen Zylinders präzise steuern zu können, insbesondere um den Walzspalt einstellen zu können, ist eine mit dem Kolben in Wirkkontakt stehende Wegmesseinrichtung vorgesehen, über welche die Position des Kolbens relativ zum Zylindergehäuse bestimmbar ist.
  • Gemäß dem Stand der Technik ist dazu eine Koppelstange vorgesehen, welche einerseits mit der Wegmesseinrichtung verbunden ist und andererseits mittels eines Federelements an den Kolben angebunden ist. Diese Federelement bzw. die gesamte Federanordnung ist innerhalb des Zylindergehäuses angeordnet, sodass diese zu Wartungszwecken nur bei einer vollständigen Demontage des hydraulischen Zylinders zugänglich ist. Weitere Nachteile des Stands der Technik äußern sich darin, dass die Messgenauigkeit bei zunehmender Ermüdung des Federelements nachlässt; ebenfalls neigen Anstellvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zur Empfindlichkeit gegenüber Verkippungen, welche Messfehler und falsche Positionsdaten nach sich ziehen. Bei einer sogenannten Verkippung kommt es zu einer Schiefstellung von Kolben und Zylindergehäuse, in anderen Worten bilden bei einer Verkippung Kolben und Zylindergehäuse keine gemeinsame Längsachse mehr aus, sondern sind winkelig zu einander versetzt.
  • Andere Lösungen aus dem Stand der Technik zeigen direkt am Kolben angebundene Koppelstangen, zum Beispiel die Walzenanstellanzeige der EP 0 163 247 A2 mit einer KolbenZylindereinheit und einer entsprechenden Messstange, oder die US 5 029 400 A , oder die GB 1 275 424 A , bei welcher der Kolben ein Führungselement aufweist, welches sich vom Kolbenboden in Richtung der Wegmesseinrichtung erstreckt und die Koppelstange am Führungselement befestigt ist.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein System mit einem Walzständer eines Walzgerüsts und einer Anstellvorrichtung vorzuschlagen, welches eine alternative und gegenüber Ermüdungserscheinungen unempfindliche Anbindung der Wegmesseinrichtung zur Bestimmung der Position des Kolbens ermöglicht. Des Weiteren soll die Empfindlichkeit der Anstellvorrichtung gegenüber einer Verkippung reduziert werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch ein System mit einem Walzständer eines Walzgerüsts und einer Anstellvorrichtung zum Anstellen einer Walze in einem Walzständer eines Walzgerüsts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die Erfindung betrifft ein System mit einem Walzständer eines Walzgerüsts und einer Anstellvorrichtung zum Anstellen einer Walze in einem Walzständer eines Walzgerüsts, die Anstellvorrichtung umfassend ein an einem Walzständer befestigbares Zylindergehäuse und einen darin translatorisch verschiebbar geführten Kolben,
    wobei über eine mit einer Koppelstange verbundene Wegmesseinrichtung die Position des Kolbens bestimmbar ist, wobei die Koppelstange direkt am Kolben befestigt ist,
    wobei der Kolben ein Führungselement aufweist, welches sich vom Kolbenboden in Richtung der Wegmesseinrichtung erstreckt und die Koppelstange am Führungselement befestigt ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das
    Führungselement in einer Führungsöffnung des Zylindergehäuses geführt ist und dass eine Gleitführung für die Koppelstange vorgesehen ist, welche an einem der Wegmesseinrichtung zugewandten Ende einer Bohrung im Walzständer anordenbar.
  • Durch die unmittelbare Verbindung von Koppelstange und Kolben ist keine Vorspannung der Koppelstange mittels Federelement mehr notwendig, da die Koppelstange unmittelbar der Bewegung des Kolbens folgt. Damit wird die Messeinrichtung direkt über die Koppelstange mit dem Kolben verbunden, sodass keine die Messergebnisse potentiell verfälschenden Elemente zwischen Kolben und Wegmesseinrichtung mehr vorhanden sind.
  • Das Führungselement, dass beispielsweise als Kolbenstange mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet sein kann, dient dabei als Teil einer zusätzlichen Kolbenführung, die eine Verkippung des hydraulischen Zylinders verhindert und erstreckt sich in der Regel in einer Richtung normal zum Kolbenboden bzw. entlang der Längsachse des hydraulischen Zylinders. Da die Koppelstange auf der dem Kolbenboden gegenüberliegenden Seite des Führungselements befestigt ist, kann die Koppelstange entsprechend kürzer ausgeführt werden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Führungselement im Zentrum des Kolbenbodens angeordnet ist und symmetrisch zur Längsachse ausgebildet ist. In alternativen Ausführungsvarianten ist es jedoch genauso denkbar, dass die Koppelstange direkt am Kolbenboden befestigt ist, wobei das Führungselement, so eines vorgesehen ist, als Hohlzylinder ausgeführt ist und die Koppelstange umschließt.
  • Um das Führungselement in einfacher Art und Weise zu führen und damit die Kolbenführung zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass das Führungselement in einer Führungsöffnung des Zylindergehäuses geführt ist. Da das Führungselement zumindest abschnittsweise durch die Führungsöffnung aus dem Zylindergehäuse hinausragt, ist die Koppelstange außerhalb der Druckkammer des hydraulischen Zylinders am Führungselement befestigt, sodass eine Montage bzw. Demontage der Koppelstange bzw. der Wegmesseinrichtung ohne vorhergehende Demontage des hydraulischen Zylinders erfolgen kann.
  • Um die Koppelstange in der Bohrung zu zentrieren und ein radiales Ausweichen der Koppelstange zu verhindern, ist eine Gleitführung für die Koppelstange vorgesehen, welche an einem der Wegmesseinrichtung zugewandten Ende einer Bohrung im Walzständer anordenbar ist.
  • In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass zwischen Führungsöffnung und Führungselement eine Gleitbuchse angeordnet ist, durch welche Gleitbuchse das Führungselement geführt ist. Die Führung des Führungselements in der Gleitbuchse, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, verbessert die Kolbenführung weiter, da Reibungseffekte vermindert werden und die Gleitbuchse mit der nötigen Präzision kostengünstig herstellbar bzw. zukaufbar ist als wenn die Führung allein durch die Führungsöffnung erfolgt. Weiters erfüllt die Gleitbuchse auch eine Dichtfunktion um das Austreten von Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylindergehäuse zu verhindern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Koppelstange mit dem Führungselement über eine spielfreie Gewindeverbindung verbunden ist. Die spielfreie Gewindeverbindung besteht dabei in der Regel aus einer Gewindebohrung und einem Gewindezapfen, wobei es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, wenn die Gewindebohrung in der Deckfläche des Führungselements ausgebildet ist und der Gewindezapfen von der Koppelstange ausgebildet ist. Durch die Spielfreiheit der Gewindeverbindung ist sichergestellt, dass die Koppelstange selbst kleinen Änderungen der Position des Kolbens unmittelbar folgt, ohne dass es zu einer Mikrobewegung im Gewinde in Richtung der Längsachse kommt, die das Messergebnis der Wegmesseinrichtung verfälschen würde. Um ein Lösen der Gewindeverbindung zu verhindern kann eine Verdrehsicherung, wie ein Axialhalter, vorgesehen sein, welche eine Rotationsbewegung der Koppelstange um die gemeinsame Längsachse unterbindet. Es ist dabei denkbar, dass die Verdrehsicherung direkt mit der Koppelstange verbunden ist oder dass die Verdrehsicherung mit dem Führungselement verbunden ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Wegmesseinrichtung im Betriebszustand mittels einer Konsole auf der dem Zylindergehäuse gegenüberliegenden Seite des Walzständers befestigbar ist. Dadurch, dass die Wegmesseinrichtung vom Zylindergehäuse beabstandet ist und im Betriebszustand auf der anderen Seite des Walzständers befestigt ist, ist eine einfache Montage und Austauschbarkeit der Wegmesseinrichtung gegeben, da sich diese nicht im Zylindergehäuse selbst befindet. Es versteht sich dabei von selbst, dass im Falle eines anderen Einsatzgebiets unter dem Walzständer jedes beliebige Trägerelement verstanden wird, an dem die erfindungsgemäße Anstellvorrichtung angebracht ist. Die Konsole, auch als Laterne bezeichnet, dient dabei zur Aufnahme der empfindlichen Wegmesseinrichtung und ist, beispielsweise über Befestigungsmittel wie Schrauben, am Walzständer befestigbar.
  • Da Anstellvorrichtungen oft unter widrigen Umweltbedingungen eingesetzt werden, etwa in Walzstraßen oder in kombinierten Walz-Beiz-Straßen, in der die Luft mit Schmutzpartikeln belastet ist, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Wegmesseinrichtung durch eine Abdeckhaube gegenüber der Umgebung geschützt ist. Zu diesem Zweck ist die Abdeckhaube entweder aus Kunststoff, der dem Einsatzort entsprechende Eigenschaften aufweist, etwa hohe Hitzebeständigkeit, Säureresistenz oder Laugenresistenz, oder aus Metall, etwa Stahl oder Edelstahl, ausgebildet. Die Abdeckhaube schützt die empfindliche Wegmesseinrichtung also vor Verschmutzung, insbesondere vor dem Eindringen von Feststoffteilchen oder Flüssigkeiten. Des Weiteren schützt die Abdeckhaube die Wegmesseinrichtung auch vor mechanischen Beschädigungen.
  • Um das Eindringen von kleinsten Schmutzpartikeln und insbesondere von Flüssigkeiten in den die Wegmesseinrichtung aufnehmenden Hohlraum besonders effektiv zu unterbinden, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Konsole oder die Abdeckhaube über einen Anschluss mit einer Druckluftleitung verbindbar ist, um in einem durch Konsole und Abdeckhaube ausgebildeten Hohlraum einen gegenüber der Umgebung erhöhten Druck einstellen zu können. Durch die Ausbildung eines Überdrucks im Hohlraum von zwischen 0,1 bar und 3 bar, bevorzugt zwischen 0,25 bar und 1 bar, insbesondere von 0,5 bar, werden kleinste Fremdkörper am Eindringen in den Hohlraum gehindert. Es versteht sich von selbst, dass etwaige Öffnungen in der Konsole bzw. in der Abdeckhaube entsprechend verschlossen bzw. abgedichtet sein müssen, um die Ausbildung des Überdrucks zu ermöglichen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Wegmesseinrichtung zur Positionsbestimmung über ein magnetostriktives Messverfahren ausgebildet ist. Magnetostriktive Wegmesseinrichtungen sind an sich bekannte Messelemente, die sich durch eine besonders hohe Messgenauigkeit auszeichnen und gegenüber Umwelteinflüssen wie Temperatur, Erschütterung, Schock und Vibrationen weitestgehend unempfindlich sind. Dabei umfasst die magnetostriktive Wegmesseinrichtung üblicher Weise eine fixe Basis, einen Wellenleiter, einen beweglichen Permanentmagneten sowie einem Wandler, der eine mechanische Schwingung in ein elektrisches Signal umsetzt. Während die magnetostriktive Wegmessung besonders vorteilhaft ist, sind sowohl optische, elektrische als auch magnetoresistive Messverfahren zur Bestimmung der Position des Kolbens denkbar. Prinzipiell umfassen die Wegmesseinrichtungen gemäß den zuvor erwähnten Messverfahren zwei Messelemente die relativ zueinander verschiebbar sind, um über die Relativbewegung der Messelemente zueinander die Position des Kolbens relativ zum Zylindergehäuse zu bestimmen. In der Regel ist dabei eines der Messelemente mit der Koppelstange verbunden bzw. an der Koppelstange angebracht.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe System mit einem Walzständer eines Walzgerüsts und einer Anstellvorrichtung gelöst, wobei das Zylindergehäuse am Walzständer befestigt ist, wobei die Wegmesseinrichtung auf der dem Zylindergehäuse gegenüberliegenden Seite des Walzständers angeordnet ist, und wobei die den Kolben und die Wegmesseinrichtung verbindende Koppelstange zumindest abschnittsweise durch eine Bohrung im Walzständer geführt ist, und wobei an dem der Wegmesseinrichtung zugewandten Ende der Bohrung eine Gleitführung für die Koppelstange angeordnet ist. Wie bereits eingangs erwähnt, eignet sich die Anstellvorrichtung aufgrund ihrer robusten Bauweise besonders gut zum Einsatz im Walzständer eines Walzgerüsts. Dabei ist die Anstellvorrichtung in der Regel auf einem Querträger des Walzständers angebracht, wobei das Zylindergehäuse mit dem darin geführten Kolben an der der Walze zugewandten Seite des Walzständers befestigt ist und die Wegmesseinrichtung auf der der Walze abgewandten Seite des Walzständers angeordnet ist. Um die Koppelstange, welche Kolben und Wegmesseinrichtung verbindet, aufnehmen zu können, ist die Bohrung im Walzständer ausgebildet, wobei die Bohrung vorteilhafter Weise koaxial zur Längsachse, entlang derer Kolben und Zylindergehäuse ausgerichtet sind, verläuft. Durch die Bohrung ist auch ein einfacher Einbau der Anstellvorrichtung möglich, da die Koppelstange auch nach erfolgter Montage des Zylindergehäuses in die Bohrung eingeführt werden kann bzw. die Wegmesseinrichtung unabhängig vom Zylindergehäuse montiert werden kann. Auch kann durch die Aufnahme eines Abschnitts der Koppelstange in der Bohrung die Bauhöhe der Anstellvorrichtung, vor allem auf der der Walze gegenüberliegenden Seite des Walzständers, reduziert werden. Insbesondere ist es dabei von Vorteil, wenn die Wegmesseinrichtung nicht direkt am Walzständer befestigt ist, sondern über die Konsole am Walzständer befestigt ist, um die Wegmesseinrichtung in einfacher Art und Weise befestigen zu können, ohne dass aufwändige bauliche Maßnahmen am Walzständer vorgenommen werden müssen. Die Konsole, auch Laterne genannt, dient dabei auch als Aufnahme des mit der Wegmesseinrichtung verbundenen Endes der Koppelstange. Daher sieht eine weitere Ausführungsvariante vor, dass die Wegmesseinrichtung über die Konsole am Walzständer befestigt ist, beispielsweise über eine Schraubverbindung.
  • Um die Koppelstange in der Bohrung zu zentrieren und ein radiales Ausweichen der Koppelstange zu verhindern, ist vorgesehen, dass an dem der Wegmesseinrichtung zugewandten Ende der Bohrung eine Gleitführung für die Koppelstange angeordnet ist. Die Gleitführung besteht dabei vorzugsweise aus Kunststoff und ermöglicht die lineare Führung der Koppelstange bei geringer Gleitreibung zwischen der Oberfläche der Koppelstange und der Gleitführung, die beispielsweise kreisringförmig ausgebildet ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Bohrung als abgesetzte Bohrung ausgebildet ist, welche an dem dem Zylindergehäuse zugewandten Ende abschnittsweise einen größeren Durchmesser aufweist als am entgegengesetzten Ende, um das Führungselement aufnehmen zu können. Um eine gute Führung durch das Führungselement zu erreichen, weist das Führungselement einen möglichst großen Durchmesser auf, der jedoch aufgrund des aufzubauenden Drucks in der Druckkammer begrenzt ist. Da jedoch das Führungselement aus dem Zylindergehäuse hinausragt, ist es notwendig einen entsprechenden Bauraum durch einen Abschnitt der Bohrung mit entsprechend großem Durchmesser zu schaffen, sodass die Bewegung des Kolbens nicht durch das Führungselement behindert wird. Die Koppelstange hingegen weist einen deutlich geringeren Durchmesser auf, da die radialen Führungskräfte bereits durch das Führungselement aufgenommen werden. Um also die Schwächung des Walzständers durch die Bohrung so gering wie möglich zu halten, ist der Durchmesser der Bohrung über die restliche Länge der Bohrung geringer und zwar so groß, dass die Koppelstange durchgeführt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems in einem Walzgerüst. Da zur Einstellung und Regelung des Walzspaltes eines Walzgerüsts besonders genaue und zuverlässige Positionsdaten erforderlich sind, bewirkt die Verwendung einer erfindungsgemäßen und robusten Wegmesseinrichtung, welche die Positionsdaten des hydraulischen Zylinders misst, eine Verbesserung der Produktionsqualität bei gleichzeitiger Reduktion des Regelungsaufwands. Insbesondere durch die direkte Verbindung von Koppelstange und Kolben ergeben sich besonders positive Synergieeffekte. So kann durch die exakte und unverfälschte Messung der Positionsdaten der Anstellvorrichtung bzw. des Kolbens relativ zum, mit dem Zylindergehäuse verbundenen, Walzständer eine Zustellbewegung oder Rückstellbewegung der Walze genau geregelt werden. Daher betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung in einem Walzständer eines Walzgerüsts, wobei die Positionierung der Walze in Bezug zum Walzständer, insbesondere während einer Zustellbewegung oder einer Rückstellbewegung der Walze, über von der Wegmesseinrichtung laufend gemessene Positionsdaten geregelt wird.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figur Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Die Figur ist als beispielhaft zu verstehen und soll den Erfindungscharakter zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Systems im Betriebszustand.
    Ausführung der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Die Anstellvorrichtung umfasst dabei ein Zylindergehäuse 2 und einen darin translatorisch geführten Kolben 1 die gemeinsam einen hydraulischen Zylinder 1,2 ausbilden. Durch eine Druckänderung in einer der beiden Druckkammern 18a,18b des hydraulischen Zylinders 1,2 verschiebt sich der Kolben 1 parallel zu einer Längsachse 16 des hydraulischen Zylinders 1,2 und führt so eine Anstellbewegung bzw. eine Rückstellbewegung aus. In alternativen Varianten kann auch nur eine Druckkammer 18a,18b vorgesehen sein. Der Kolben 1 steht in Wirkverbindung mit einem nicht dargestellten anzustellenden Objekt, wobei einerseits durch den Kolben 1 Druck auf das anzustellende Objekt ausgeübt werden kann und andererseits eben eine Anstell- oder Rückstellbewegung des anzustellenden Objekts bewirkt werden kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Anstellvorrichtung mittels derer eine Walze in einem Walzständer 13 eines Walzgerüsts angestellt wird. Es handelt sich also bei dem anzustellenden Objekt um die, nicht dargestellte, Walze des Walzgerüsts.
  • Das Zylindergehäuse 2 ist an einem Trägerelement über entsprechende Befestigungsmittel, wie Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen, befestigt, wobei das Trägerelement im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den Walzständer 13, genauer durch einen Querträger des Walzständers 13, ausgebildet ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass in anderen Anwendungsfällen, beispielsweise bei hydraulischen Pressen, das Trägerelement von einem dem Querträger des Walzständers 13 entsprechenden Teil ausgebildet ist. In Fig. 1 ist das Zylindergehäuse 2 dabei auf der Unterseite des Walzständers 13 angeordnet, die im Betriebszustand des Walzgerüsts der Walze zugewandt ist.
  • Die Anstellvorrichtung umfasst des Weiteren eine Wegmesseinrichtung 9 mittels derer die Position des Kolbens 1 relativ zum Zylindergehäuse 2 bzw. zum Walzständer 13 bestimmbar ist. Die Wegmesseinrichtung 9 ist dabei auf der dem Zylindergehäuse 2 gegenüberliegenden Seite des Walzständers 13, also hier auf der Oberseite, angeordnet. Um die Bewegung des Kolbens 1 messbar zu machen, ist die Wegmesseinrichtung 9 über eine Koppelstange 6 mit dem Kolben 1 direkt verbunden, so dass die Koppelstange 6 unmittelbar der Bewegung des Kolbens 1 folgt und die Position des Kolbens 1 an die Wegmesseinrichtung 9 weitergibt bzw. die Wegmesseinrichtung 9 die Bewegung der Koppelstange 6 misst.
  • Der Kolben 1 weist auf der dem Walzständer 13 bzw. auf der der Wegmesseinrichtung 9 zugewandten Seite, also der oberen Seite, einen Kolbenboden 4 auf, der unter anderem mit Druck beaufschlagt werden kann, um eine Anstellbewegung zu erreichen. Im Zentrum des Kolbenbodens 4 weist der Kolben 1 ein Führungselement 3 auf, welches sich parallel zur Längsachse 16 vom Kolbenboden 4 weg, in Richtung der Wegmesseinrichtung, also nach oben, erstreckt. Das Führungselement 3 und der Kolben 1 können dabei entweder einteilig ausgebildet sein, beispielsweise als Gussteil oder Drehteil, oder aber zwei- oder mehrteilig, sodass Führungselement 3 und Kolben 1 separat gefertigt werden, wobei das Führungselement 3 vor der Montage der Anstellvorrichtung am Kolben 1 befestigt wird, etwa verschweißt oder verschraubt wird. In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Führungselement 3, ebenso wie der Kolben 1 und die Bohrung des Zylindergehäuses 2, zylindrisch ausgebildet und weist eine kreisförmige Querschnittsfläche bezogen auf die Längsachse 16 auf. Der Durchmesser des Führungselements 3 beträgt dabei etwa 35% des Durchmessers des Kolbens 1, wobei Werte zwischen 10% und 45%, insbesondere zwischen 20% und 40%, denkbar sind.
  • Das Führungselement 3 ist in einer Führungsöffnung 14 im Zylindergehäuse 2 geführt und ragt nach oben durch diese Führungsöffnung 14 aus dem Zylindergehäuse 2 hinaus. Dadurch, dass durch das Zusammenwirken von Führungselement 3 und Führungsöffnung 14 der Kolben 1 zusätzlich geführt und gegenüber radial wirkenden Kräften abgestützt ist, wird eine Verkippung des Kolbens 1 relativ zum Zylindergehäuse 2 verhindert. Zu einer Verkippung kann es beispielsweise bei ungleichmäßiger Belastung durch das anzustellende Objekt, hier die Walze, kommen, wobei Kolben 1 und Zylindergehäuse 2 bei einer Verkippung keine gemeinsame Längsachse 16 mehr ausbilden, sondern einen Winkel, zwischen 0,5° und 10°, miteinander einschließen. Um die Führung weiter zu verbessern, ist in der Führungsöffnung 14 eine Gleitbuchse 5 angeordnet, in welcher das Führungselement 3 gleitend geführt ist. Die Gleitbuchse 5 ist dabei vorteilhafter Weise aus Kunststoff gefertigt, um Reibungseffekte zu verringern, und dient gleichzeitig als Abdichtung der ersten Druckkammer 18a, wobei auch die Anbringung von zusätzlichen Dichtmitteln, etwa Dichtringen, denkbar ist.
  • Das Führungselement 3 dient zusätzlich auch zur Befestigung der Koppelstange 6, welche an der dem Kolbenboden 4 abgewandten Seite, also an der oberen Seite, des Führungselements 3 befestigt ist. Dabei sind eine Reihe an unterschiedlichen Befestigungsmethoden denkbar, etwa Klemmverbindungen, kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindungen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Koppelstange 6 über eine spielfreie Gewindeverbindung mit dem Führungselement 3 verbunden, wobei die Koppelstange 6 einen als Gewindezapfen ausgebildeten Gewindeabschnitt aufweist und das Führungselement 3 eine korrespondierende Gewindebohrung, wobei auch andere Varianten denkbar sind, beispielsweise eine Variante, bei der der Gewindeabschnitt vom Führungselement 3 und die Gewindebohrung von der Koppelstange 6 ausgebildet ist, oder eine Variante, bei der die Befestigung über mehrere spielfreie Schrauben erfolgt. Dadurch, dass die Gewindeverbindung kein axiales Spiel aufweist, es also bei einer Bewegung des Kolbens 1 zu keiner Relativbewegung in axialer Richtung zwischen Koppelstange 6 und Kolben 1 kommt, ist durch die Wegmesseinrichtung 9 der Weg des Kolbens 1 ohne Messfehler detektierbar.
  • Um die auf der oberen Seite des Walzständers 13 angeordnete Wegmesseinrichtung 9 und den auf der gegenüberliegenden Seite des Walzständers 13 liegenden Kolben 1 bzw. Führungselement 3 miteinander über die Koppelstange 6 verbinden zu können, weist der Walzständer 13 eine Bohrung 15 auf, in der die Koppelstange 6 abschnittsweise geführt ist. An dem dem Zylindergehäuse 2 zugewandten, also dem unteren, Ende ist der Durchmesser der Bohrung 15 größer als am gegenüberliegenden, oberen, Ende, sodass der aus dem Zylindergehäuse 2 ragende Teil das Führungselement 3 in dem den größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt der Bohrung 15 aufgenommen werden kann. Die axiale Erstreckung des Abschnitts ist dabei zumindest so groß, dass das Führungselement 3 in der oberen Endposition des Kolbens 1 vollständig in der Bohrung 15 aufgenommen ist. Im oberen Abschnitt weist die Bohrung 15 einen kleineren Durchmesser auf, sodass die Koppelstange 6 durchtreten kann. Mit anderen Worten ist die Bohrung 15 also als abgesetzte Bohrung ausgeführt.
  • Die Wegmesseinrichtung 9 ist über eine Konsole 8 am Walzständer 13 angebunden, wobei die Konsole 8 den aus der Bohrung 15 hinausragenden Abschnitt der Koppelstange 6 aufnimmt und somit koaxial zur Bohrung 15 und damit auch zu Kolben 1, Führungselement 3 und Zylindergehäuse 2 angeordnet ist. Die Konsole 8 bildet auch eine Aufnahme für die Wegmesseinrichtung 9 aus, wobei die Wegmesseinrichtung 9 ebenfalls konzentrisch zur Längsachse 16 angeordnet ist und in Wirkkontakt mit der Koppelstange 6 steht bzw. direkt mit der Koppelstange 6 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Gehäuse der Wegmesseinrichtung 9 dargestellt, welches nicht geschnitten ist, sodass im Inneren des Gehäuses angeordnete Messelemente, die relativ zueinander verschiebbar sind, nicht zu sehen sind. Das Gehäuse der Wegmesseinrichtung 9 ist dabei an der Konsole 8 befestigt, vorzugsweise verschraubt. Die Koppelstange 6 ragt dabei in das Gehäuse der Wegmesseinrichtung 9 hinein und ist mit einem der Messelemente verbunden. Die Positionsbestimmung des Kolbens 1 erfolgt dabei über die Detektion der Relativbewegung der beiden Messelemente. Es ist dabei genauso denkbar, dass die Koppelstange 6 nicht in das Gehäuse der Wegmesseinrichtung 9 ragt, jedoch das an der Koppelstange 6 angebundene Messelement mit dem im Gehäuse der Wegmesseinrichtung 9 angeordneten Messelement zusammenwirkt.
  • Die Wegmesseinrichtung 9 kann dabei ausgebildet sein, um eine Positionsbestimmung des Kolbens 1 bzw. der Koppelstange 6 mittels eines magnetostriktiven Messverfahrens durchzuführen, welches nach einem an sich bekannten physikalischen Prinzip arbeitet. Dabei ist in der Regel ein Permanentmagnet der Wegmesseinrichtung 9 mit der Koppelstange verbunden, während zumindest eine fixe Basis der Wegmesseinrichtung 9 im Gehäuse der Wegmesseinrichtung 9 angeordnet ist. Das magnetostriktive Messverfahren eignet sich insbesondere aufgrund seiner Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen, wie Temperatur oder Erschütterungen, sowie der hohen Genauigkeit der Messwerte. In alternativen Ausführungsvarianten der Erfindung können jedoch auch andere Messverfahren, etwa magnetoresistive, optische oder elektronische, zum Einsatz kommen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die von der Wegmesseinrichtung 9 detektierte Position des Kolbens 1 wird über eine Verbindungsleitung 11 an eine, nicht dargestellte, Steuereinheit der Anstellvorrichtung bzw. des Walzgerüsts weitergeleitet. In dieser Steuereinheit wird die Anstellbewegung des Kolbens 1 entsprechend geregelt, insbesondere um den Walzspalt exakt einzustellen.
  • Um die Koppelstange 6 in radialer Richtung zu fixieren und zu führen, ist am oberen Ende der Bohrung 15 eine Gleitführung 7, die vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff gefertigt ist, angebracht. Die Gleitführung 7 weist dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen sich in radialer Richtung erstreckenden Kragen auf, um sich am Walzständer 13 abzustützen.
  • Zum Schutz der empfindlichen Elektronik der Wegmesseinrichtung 9 ist eine Abdeckhaube 12 an der Konsole 8 befestigt, die die Wegmesseinrichtung 9 gegenüber der Umgebung schützt und ein Eindringen von Fremdkörpern, wie Schmutzpartikeln oder Flüssigkeiten, verhindern. Konsole 8 und Abdeckhaube 12 bilden dabei einen Hohlraum aus, in welchem die Wegmesseinrichtung 9 und das obere Ende der Koppelstange 6 angeordnet sind. Für einen darüber hinaus gehenden Schutz ist der gebildete Hohlraum, der gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, über einen Anschluss 10 mit einer Druckluftleitung verbindbar, um durch Zufuhr von Druckluft einen Überdruck im Hohlraum auszubilden, sodass selbst bei geringen Undichtigkeiten keine Fremdkörper in den Hohlraum eindringen können. Der Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck beträgt dabei in der Regel zwischen 0,5 bar und 1 bar. Um die Verbindungsleitung 11 aus dem Hohlraum führen zu können, ist in der Konsole 8 eine Kabeldurchführung 17 vorgesehen, die beispielsweise über eine PG-Verschraubung abgedichtet ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass der Anschluss 10 und die Kabeldurchführung 17 sowohl an der Konsole 8 als auch an der Abdeckhaube 12 angebracht sein können.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Kolben
    2
    Zylindergehäuse
    3
    Führungselement
    4
    Kolbenboden
    5
    Gleitbuchse
    6
    Koppelstange
    7
    Gleitführung
    8
    Konsole
    9
    Wegmesseinrichtung
    10
    Anschluss
    11
    Verbindungsleitung
    12
    Abdeckhaube
    13
    Walzständer
    14
    Führungsöffnung
    15
    Bohrung
    16
    Längsachse
    17
    Kabeldurchführung
    18a
    erste Druckkammer
    18b
    zweite Druckkammer

Claims (10)

  1. System mit einem Walzständer (13) eines Walzgerüsts und einer Anstellvorrichtung zum Anstellen einer Walze in dem Walzständer (13),
    die Anstellvorrichtung umfassend ein an dem Walzständer (13) befestigtes Zylindergehäuse (2) und einen darin translatorisch verschiebbar geführten Kolben (1), wobei über eine mit einer Koppelstange (6) verbundene Wegmesseinrichtung (9) die Position des Kolbens (1) bestimmbar ist,
    wobei die Koppelstange (6) direkt am Kolben (1) befestigt ist,
    wobei der Kolben (1) ein Führungselement (3) aufweist, welches sich vom Kolbenboden (4) in Richtung der Wegmesseinrichtung (9) erstreckt und die Koppelstange (6) am Führungselement (3) befestigt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wegmesseinrichtung (9) auf der dem Zylindergehäuse (2) gegenüberliegenden Seite des Walzständers (13) angeordnet ist und das Führungselement (3) in einer
    Führungsöffnung (14) des Zylindergehäuses (2) geführt ist und dass eine Gleitführung (7) für die Koppelstange (6) vorgesehen ist, welche an einem der Wegmesseinrichtung (9) zugewandten Ende einer Bohrung (15) im Walzständer angeordnet ist, wobei die den Kolben (1) und die Wegmesseinrichtung (9) verbindende Koppelstange (6) zumindest abschnittsweise durch die Bohrung (15) im Walzständer (13) geführt ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Führungsöffnung (14) und Führungselement (3) eine Gleitbuchse (5) angeordnet ist, durch welche Gleitbuchse (5) das Führungselement (3) geführt ist.
  3. System nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (6) mit dem Führungselement (3) über eine spielfreie Gewindeverbindung verbunden ist.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung (9) im Betriebszustand mittels einer Konsole (8) auf der dem Zylindergehäuse (2) gegenüberliegenden Seite des Walzständers (13) befestigbar ist.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung (9) durch eine Abdeckhaube (12) gegenüber der Umgebung geschützt ist.
  6. System nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (8) oder die Abdeckhaube (12) über einen Anschluss (10) mit einer Druckluftleitung verbindbar ist, um in einem durch Konsole (8) und Abdeckhaube (12) ausgebildeten Hohlraum einen gegenüber der Umgebung erhöhten Druck einstellen zu können.
  7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung (9) zur Positionsbestimmung über ein magnetostriktives Messverfahren ausgebildet ist.
  8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung (9) über die Konsole (8) am Walzständer (13) befestigt ist.
  9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (15) als abgesetzte Bohrung ausgebildet ist, welche an dem dem Zylindergehäuse (2) zugewandten Ende abschnittsweise einen größeren Durchmesser aufweist als am entgegengesetzten Ende, um das Führungselement (3) aufnehmen zu können.
  10. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zu einer Regelung einer Positionierung der Walze in Bezug zum Walzständer (13), wobei die Positionierung der Walze in Bezug zum Walzständer (13), insbesondere während einer Zustellbewegung oder einer Rückstellbewegung der Walze, über von der Wegmesseinrichtung (9) laufend gemessene Positionsdaten geregelt wird.
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