EP3544750B1 - Stauchgerüst mit einer anstellzylinderschnellverstellung - Google Patents

Stauchgerüst mit einer anstellzylinderschnellverstellung Download PDF

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EP3544750B1
EP3544750B1 EP17821463.1A EP17821463A EP3544750B1 EP 3544750 B1 EP3544750 B1 EP 3544750B1 EP 17821463 A EP17821463 A EP 17821463A EP 3544750 B1 EP3544750 B1 EP 3544750B1
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EP
European Patent Office
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adjusting means
quick
cylinder
action
adjustment
Prior art date
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Active
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EP17821463.1A
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English (en)
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EP3544750A1 (de
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Stefan Wendt
Martin Schmidt
Michael Zielenbach
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/06—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged vertically, e.g. edgers
    • 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
    • B21B31/22—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis mechanically, e.g. by thrust blocks, inserts for removal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B2203/18—Rolls or rollers
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    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/203—Balancing rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/62—Roll-force control; Roll-gap control by control of a hydraulic adjusting device
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an upsetting stand with an adjustment cylinder quick adjustment for long, rapid lifting movements in upsetting stands, at least consisting of an upsetting stand, adjustment system, balancing system and upsetting roller sets, each comprising at least one piston, which acts on both sides of the upsetting roller chocks to act against the rolling stock and where the on the upsetting roller can be actuated hydraulically on each side by means of a fluid and the quick adjustment cylinder is fastened in the upsetting stand and applies the force required for the upsetting process.
  • the adjusting device in upsetting stands has the task of setting the required roll gap, maintaining it and regulating it if necessary.
  • the terms quick employment and regular employment are used here.
  • the quick adjustment is used to quickly open or close the roll gap.
  • the standard setting is the setting in which the rolling force is ultimately transferred to the rolling stock with the roll gap previously set by the quick setting.
  • the standard setting keeps the roll gap within a predefined range Range of values constant.
  • the system is only kept free of play via an upsetting roller balancing, ie there is no play between the upsetting roller chock, cylinder head and the cylinder piston.
  • adjusting devices are known as purely mechanical, as purely hydraulic or as a combination of mechanical and hydraulic adjustment. It is technically possible and sensible to arrange one or two positions on each side.
  • a purely hydraulic adjusting device in compression stands in the roughing stand upsetter of a hot strip mill is known. This is designed as a classic differential cylinder, consisting of a piston, cylinder cover and cylinder base.
  • This design has limits both in the required fluid requirement and thus the travel speed as well as in the sensitivity to lateral force when the piston rod is fully extended.
  • a device for edge rolling of metal plates comprises a roller, which is mounted on a block, comprises at least one edge processing hydraulic cylinder with a relatively large working surface, at least one further hydraulic cylinder being provided with a relatively small working surface, and each Cylinder has an associated piston, the pistons being mechanically coupled such that movement of one causes movement of the other.
  • the device requires a positive connection, which may be detachable for maintenance purposes, between the employment, the balancing cylinder and the balancing traverse. This can always lead to leaks at the connection points. Furthermore, impermissibly high transverse forces can act on the cylinder piston, which can damage the piston rod and other guide elements, which in turn leads to further leaks.
  • EP 2 265 395 B1 further discloses a type of telescopic cylinder which has two oil columns connected in series to the rolling stock. The entire adjustment path can only be covered by using both oil columns.
  • JP S59 220205 A discloses an apparatus with which press operation and caliber rolling can be carried out under optimal conditions by a composite cylinder equipped with a large piston at high speed and low speed and a small piston at high power and high speed.
  • pitch cylinders in compression stands in a so-called sequential circuit are known. These are very complex in terms of control technology and must be kept in sync with additional valves.
  • the adjusting cylinder quick adjustment consists of at least one double cylinder on each side of the upsetting stand, the double cylinder than consists of two coupled separately controllable cylinders and is designed for quick adjustment on the one hand and for regulating adjustment of the compression roller on the other.
  • the cylinder piston of the quick adjustment and the housing of the control adjustment are connected to the same fixed bank of the upsetting stand and, in addition, the housing of the quick adjustment can be formed in one piece with the piston rod of the control adjustment.
  • bank is understood to mean an abutment on which the forces implied by the adjusting cylinder quick adjustment and the control adjustment are supported and ultimately transferred to the rolling stock via the upsetting rollers.
  • the bank can comprise the edger stand with a crosshead and the stand bars arranged at the top and bottom.
  • the cylinder piston of the quick adjustment can be connected to the cylinder piston of the control adjustment, while the housing of the quick adjustment can be connected to the same fixed bank of the housing of the control adjustment.
  • the cylinder housing of the quick adjustment is connected to the piston rod of the control adjustment, while the cylinder piston of the quick adjustment is connected to the same fixed bank of the housing of the control adjustment.
  • the quick adjustment and the control adjustment can be designed to be controllable independently of one another and the movement of the housing of the quick adjustment or the cylinder piston triggered by the activation then causes the movement of the cylinder piston of the control adjustment. It is also provided that the cylinder pistons of the quick adjustment and the control adjustment can have the same stroke.
  • the quick adjustment compared to the control adjustment has a higher adjustment speed, which can be several times higher compared to the control adjustment due to the area relationships of the cylinder pistons between quick adjustment and control adjustment with the same volume flow of the fluid, and the required adjustment via the control adjustment Applies rolling force to the upsetting roller.
  • the displaced hydraulic fluid volume in the non-active part of the double cylinder can be directed into the other cylinder chamber during the adjustment movement, any missing fluid volume being able to be fed into the hydraulic system and excess fluid volume being able to be drained off.
  • a reservoir or an expansion tank can be provided.
  • the cylinder piston of the control position of the double cylinder is designed as a piston and two oppositely directed piston rods.
  • the oppositely directed piston rods of the control position of the double cylinder can have the same diameter.
  • the cylinder piston of the quick adjustment of the double cylinder can be designed as a piston with two oppositely directed piston rods.
  • the oppositely directed piston rods of the quick adjustment of the double cylinder can also have the same diameter.
  • the cylinders of the double cylinder are structurally nested in one another. This enables a compact and space-saving design to be achieved. This is particularly advantageous if existing upset rolling mills are converted at the place of use and additional space can thereby be created.
  • the piston of the control adjustment forms the housing of the quick adjustment. This contributes to a very compact, self-contained construction of a piston / cylinder unit formed in this way, consisting of the quick adjustment and the associated adjustment adjustment. Furthermore, the control position is assigned a cylinder head which can reduce the lateral forces on the position resulting from the tapping joint.
  • the cylinder pistons can also be equipped with an anti-rotation device.
  • the controls of the individual positions on each side of the double cylinder and the other possible positions can be combined in a control unit and controlled by this.
  • the respective cylinders of the double cylinder can be controlled by valves that work independently of one another.
  • the operating states in the double cylinders can be individually coordinated.
  • the control valves used and installed in the hydraulic system can be designed as servo or proportional or directional valves.
  • the control of the positions can be connected or provided with sequential circuits. In this way, a particularly good synchronized pre-positioning of the positions on one side can be achieved.
  • the adjusting cylinder quick adjustment 9 is designed as an integral part of an edger 10.
  • the upsetter 10 serves to compress the edges of a rolling stock 11 entering the upsetter 10 in order to influence the width of the incoming rolling stock 11 in a targeted manner in the further rolling process.
  • the edger 10 comprises at least one edger stand 20 on one side, which is connected to a stand crosshead 21.
  • An adjoining compression roller unit 30 essentially consists of an upper and lower upsetting roller chocks 32 and 33 in which an upsetting roller 31 is rotatably supported.
  • the rolling force transmitted to the upsetting roller 31 is balanced with the aid of an upsetting roller balance 40.
  • the upsetting roller balance 40 comprises a balancing crossbar 41 and a balancing cylinder 42.
  • the balancing crossbar 41 is connected to the upsetting roller chocks 32, 33.
  • the balancing cylinder 42 acts on the double cylinder 50 via the balancing crossbar 41 and the upsetting roller chocks 32, 33 connected therewith and does not exert any work force on the rolling stock 11.
  • the double cylinders 50 are assigned to the upper and lower upsetting roller chocks 32 and 33 and in the linear direction of force.
  • the double cylinder 50 consists of the control setting 51 and the quick setting 52 connected to it.
  • the rod side 51a of the control setting 51 forms a housing 54a for the piston 54 of the quick setting 52.
  • the piston 54 is connected to the housing of the control position 51.
  • a piston 53 is also assigned to the control setting 51.
  • the piston 53 has a larger diameter than the piston rod 53a connected to it.
  • the piston rod 53a also forms the housing 54a for quick adjustment.
  • the rapid adjustment 52 is assigned a displacement sensor 56, via which the travel of the pistons 53 and 54 can be determined.
  • the quick adjustment 52 is assigned an anti-rotation device 57, which prevents the pistons 53 and 54 from rotating in the corresponding cylinders about their longitudinal axis.
  • the Fig. 2 shows a possible circuit 60 for the adjusting cylinder quick adjustment 9 with the double cylinder 50 provided for this purpose.
  • the circuit 60 for the quick adjustment 52 takes place via at least one first short-circuit valve 63, which is arranged between the inflow and outflow 63a for the hydraulic fluid and connects them quasi directly to one another.
  • at least one further second short-circuit valve 64 is provided that connects the piston side of the quick adjustment with a suitable pretensioned system for the purpose of volume compensation.
  • the circuit 60 of the control setting 51 likewise takes place via at least one short-circuit valve 65, which connects the inlet and outlet 65a to one another.
  • the hydraulic fluid can flow in a circuit and can be collected in a fluid supply and from there can be fed into the circuit 60 via a pump P.
  • Fig. 3 describes the fluid flows when moving out in the direction of the arrow with the quick adjustment.
  • the quick adjustment connects with the valve 61 the piston volume 54 of the quick adjustment 52 with the pressure supply and the rod volume 70a of the quick adjustment with the return.
  • the quick adjustment is actively controlled and moved.
  • the circuit 60 connects the two cylinder volumes of the control setting 51 to one another via the valve 65, so that the fluid can be displaced directly from one cylinder chamber to the other by the movement caused by the quick setting.
  • Fig. 4 shows a possible circuit diagram 80 of the double cylinder 50 with a connected control cylinder in a sequential circuit 81.
  • the circuit consists of at least one additional first short-circuit valve 83 and at least one additional second short-circuit valve 84.
  • the fluid can flow from one cylinder chamber of the control position 51 directly into the opposite one Cylinder chamber of the following control setting 51B can be displaced.
  • the displaced fluid of the control position 51 B can get directly into the oppositely arranged cylinder chamber of the control position 51.
  • the Fig. 5 is a schematic representation of the fluid flow 90 in a sequential circuit during an extending movement of a double cylinder 50 which is connected to a control setting 51 and a quick setting 52. Extending movement means the movement of the control setting 51 in the direction of the arrow and thus against the upsetting roller and in the direction of the rolling stock.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung für lange, schnelle Hubbewegungen in Stauchgerüsten, mindestens bestehend aus Staucherständer, Anstellsystem, Ausbalancierungssystem und Stauchwalzensätzen, umfassend zumindest jeweils einen Kolben, welcher über Stauchwalzeneinbaustücke zumindest einer Stauchwalze beidseitig zum Anstellen gegen das Walzgut einwirkt und wobei die Anstellung der Stauchwalze je Seite hydraulisch mittels eines Fluids betätigbar ist und die Anstellzylinderschnellverstellung im Staucherständer befestigt ist und die für den Stauchprozess erforderliche Kraft aufbringt.
  • Die Anstelleinrichtung in Stauchgerüsten hat die Aufgabe, den erforderlichen Walzspalt einzustellen, zu halten und bei Bedarf zu regeln. Hierbei werden die Begrifflichkeiten Schnellanstellung und Regelanstellung verwendet. Die Schnellanstellung dient dem schnellen Öffnen oder des Schließens des Walzspalts. Die Regelanstellung ist die Anstellung bei der letztendlich die Walzkraft mit dem vorher durch die Schnellanstellung eingestellten Walzspalt auf das Walzgut übertragen wird. Die Regelanstellung hält den Walzspalt im Rahmen eines vordefinierten Wertebereichs konstant. Das System wird lediglich über eine Stauchwalzenbalancierung spielfrei gehalten, d.h. es tritt kein Spiel zwischen dem Stauchwalzeneinbaustück, Zylinderkopf und dem Zylinderkolben auf.
  • In Stauchgerüsten sind Anstelleinrichtungen als rein mechanische, als rein hydraulische bzw. als eine Kombination aus mechanischer und hydraulischer Anstellung bekannt. Technisch möglich und sinnvoll ist die Anordnung von einer oder zwei Anstellungen je Seite.
  • Bekannt ist beispielsweise eine rein hydraulische Anstelleinrichtung in Stauchgerüsten beim Vorgerüst-Staucher einer Warmbandstraße. Diese ist als ein klassischer Differentialzylinder, bestehend aus Kolben, Zylinderdeckel und Zylinderboden ausgeführt.
  • Grenzen hat diese Ausführung sowohl in dem erforderlichen Fluidbedarf und damit der Verfahrgeschwindigkeit als auch in der Querkraftempfindlichkeit bei voll ausgefahrener Kolbenstange.
  • Aus der Druckschrift EP 1 687 104 B1 ist es bekannt, den Anstellzylinder mit einer zweiten Kolbenstange auszustatten, sodass jeder Anstellzylinder einen Kolben aufweist, der mit zwei Kolbenstangen in entgegen gerichtete Richtungen weisend ausgestattet ist, und der Kolben in jeweils einer Ausnehmung im Zylinderboden bzw. Zylinderdeckel eingesetzt ist, wobei diese koaxial angeordnete Bohrungen zur Durchführung der Kolbenstangen besitzen. Diese Lösung hat allerdings den Nachteil, dass für die geforderten Arbeitgeschwindigkeiten eine sehr hohe Pumpleistung benötigt wird.
  • Aus der Druckschrift EP 2 411 165 B1 ist eine Vorrichtung zum Kantenwalzen von Metallplatten bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine Walze, die an einem Block montiert ist, mindestens einen Kantenbearbeitungs-Hydraulikzylinder mit einer relativ großen Arbeitsfläche umfasst, wobei mindestens ein weiterer Hydraulikzylinder vorgesehen ist, der mit einer relativ kleinen Arbeitsfläche versehen ist und jeder Zylinder einen zugeordneten Kolben aufweist, wobei die Kolben mechanisch derart gekoppelt sind, dass eine Bewegung des einen eine Bewegung des anderen bewirkt. Die Vorrichtung erfordert eine formschlüssige, unter Umständen zu Wartungszwecken lösbare, Verbindung zwischen Anstellung, Balancierzylinder und Balanciertraverse. Hierbei kann es immer wieder zu Leckagen an den Verbindungsstellen kommen. Des Weiteren können unzulässig hohe Querkräfte auf den Zylinderkolben einwirken, die zur Beschädigung der Kolbenstange und weiterer Führungselemente führen kann, was wiederum zu weiteren Leckagen führt.
  • Die Druckschrift EP 2 265 395 B1 offenbart des Weiteren eine Art Teleskopzylinder, der zwei in Reihe geschaltete auf das Walzgut wirkende Ölsäulen besitzt. Der komplette Anstellweg ist nur durch die Verwendung beider Ölsäulen zu durchfahren.
  • Aus der Druckschrift JP S60 129407 ist eine gattungsgemässe Vorrichtung bekannt, mit der unterschiedliche Stauchkräfte bereit gestellt werden können.
  • Aus der Druckschrift JP S59 220205 A ist eine Vorrichtung offenbart, mit der ein Pressenbetrieb und Kaliberwalzen unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden kann, indem ein zusammengesetzter Zylinder, der mit einem großen Kolben mit hoher Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit und einem kleinen Kolben mit hoher Leistung und hoher Geschwindigkeit ausgestattet ist.
  • Ferner sind Anstellzylinder in Stauchgerüsten (AWC-Zylinder) in sogenannter Folgeschaltung bekannt. Diese sind regelungstechnisch sehr aufwändig und müssen durch zusätzliche Ventile synchron gehalten werden.
  • Insbesondere in Stauchgerüsten mit einer großen Öffnungsweite der Anstellsysteme, wie sie beispielsweise in Grobblechstraßen erforderlich ist, gibt es die Anforderung die Anstellsysteme mit einer sehr hohen Anstellgeschwindigkeit von ca. 150 mm/sec zu verfahren. Hierbei soll innerhalb einer kurzen Zeitspanne von ca. 15 sec der komplette Anstellweg durchfahren werden. Das ist beispielsweise prozesstechnisch erforderlich, da die Ingots in Grobblechstraßen zum Erzeugen der erforderlichen großen Breite auf einem vorgeschalteten Drehrollgang gedreht werden. Dadurch wird ein in Walzrichtung betrachtet schmales Ingot durch das Drehen auf dem Drehrollgang in Walzrichtung gesehen daraufhin sehr breit.
  • Bislang wird diese schnelle Anstellgeschwindigkeit der Anstellung durch eine mechanische Anstellung mit elektromechanischem Antrieb und luftbetätigter Bremse realisiert. Die mechanische Anstellung bewerkstelligt dabei die Grobanstellung des Anstellsystems. In der Regel ist zusätzlich zu der mechanischen Anstellung eine Feinanstellung erforderlich. Diese wird als hydraulische Kurzhub-Anstellung ausgeführt und ist für den Regelbetrieb mit automatischer Breitenregelung und KurzHub-Regelung zur Verkleinerung der Schopfverluste verantwortlich.
  • In diesem bekannten System aus mechanisch-/hydraulischer Anstellung ist ein Verzicht auf die mechanische Anstellung und die Ausführung des Anstellsystems als rein hydraulische Langhubanstellung bislang nicht wirtschaftlich gewesen, da es nicht möglich war, ohne Bereitstellung entsprechend hoher Pumpleistungen und gleichzeitig einer einfachen Ausführung der hydraulischen Langhubanstellung die erforderlichen hohen Anstellgeschwindigkeiten zu realisieren.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schnellverstellung innerhalb eines kompakten Systems aus Hydraulikzylindern zur Verfügung zu stellen, ohne dass dabei die Hydropumpstation unnötig groß ausgelegt werden muss. Auch Stauchgerüste mit kleineren Öffnungsweiten, wie sie beispielsweise in Warmbandstraßen üblich sind, kann die vorliegende Erfindung zu einer Entlastung der Pumpstation beitragen. Bislang wurde dies durch die sogenannte Folgeschaltung bewerkstelligt.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere dadurch, dass die Anstellzylinderschnellverstellung auf jeder Seite des Staucherständers aus mindestens einem Doppelzylinder besteht, wobei der Doppelzylinder als aus zwei miteinander gekoppelten separat steuerbaren Zylindern besteht und zum einen für die Schnellanstellung und zum anderen für die Regelanstellung der Stauchwalze ausgebildet ist.
    (Weiter wie in den ursprünglich eingereichten Unterlagen auf Seite 4, Absatz 5)
  • Auf diese Weise ist es möglich eine zuverlässige Schnellverstellung von Anstellzylindern insbesondere in einem Stauchgerüst mittels eines rein hydraulischen Anstellsystems, umfassend die erfindungsgemäße Anstellzylinderschnellverstellung, zu realisieren. Dies ist in den Fällen von Vorteil, in denen ein langer und gleichzeitig schneller Zylinderhub erforderlich wird, die ansonsten hohe Kapazitäten an die Pumpleistungen der Hydrauliksysteme erfordern. Ferner werden zusätzliche Stellglieder wie die mechanische Anstellung mit den dazugehörigen Elektrokomponenten (Weggeber, Endschalter, Anstellmotor und entsprechende Einspeisungen) eingespart. Des Weiteren wird durch den Einsatz von Doppelzylindern der Energieverbrauch gesenkt, was wiederum die Kosteneffizienz des gesamten Stauchgerüstes erhöht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung ist es vorgesehen, dass der Zylinderkolben der Schnellanstellung und das Gehäuse der Regelanstellung mit dem selben festen Ufer des Staucherständers verbunden sind und zusätzlich das Gehäuse der Schnellanstellung mit der Kolbenstange der Regelanstellung einstückig ausgebildet sein kann. In diesem Fall wird unter Ufer ein Widerlager verstanden, an dem die durch die Anstellzylinderschnellverstellung und die Regelanstellung implizierten Kräfte abgestützt und letztendlich über die Stauchwalzen auf das Walzgut übertragen werden. Im vorliegenden Fall kann das Ufer den Staucherständer mit Querhaupt und den oben und unten angeordneten Ständerholmen umfassen.
  • In einer mehrstückigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung kann der Zylinderkolben der Schnellanstellung mit dem Zylinderkolben der Regelanstellung verbunden sein, während das Gehäuse der Schnellanstellung mit demselben festen Ufer des Gehäuses der Regelanstellung verbunden sein kann.
  • Gemäß einer anderen mehrstückigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung ist es vorgesehen, dass das Zylindergehäuse der Schnellanstellung mit der Kolbenstange der Regelanstellung verbunden ist, während der Zylinderkolben der Schnellanstellung mit demselben festen Ufer des Gehäuses der Regelanstellung verbunden ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Schnellanstellung und die Regelanstellung unabhängig voneinander ansteuerbar ausgebildet sein und die durch die Ansteuerung ausgelöste Bewegung des Gehäuses der Schnellanstellung oder des Zylinderkolbens die Bewegung des Zylinderkolbens der Regelanstellung sodann bedingt. Es ist ferner vorgesehen, dass die Zylinderkolben der Schnellanstellung und der Regelanstellung denselben Hubweg aufweisen können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weist die Schnellanstellung gegenüber der Regelanstellung eine höhere Verstellgeschwindigkeit auf, die aufgrund der Flächenverhältnisse der Zylinderkolben zwischen Schnell- und Regelanstellung bei gleichem Volumenstrom des Fluids gegenüber der Regelanstellung um ein mehrfaches höher liegen kann und über die Regelanstellung die erforderliche Walzkraft auf die Stauchwalze aufbringt.
  • Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das verdrängte hydraulische Fluidvolumen im nichtaktiven Teil des Doppelzylinders während der Verstellbewegung in die jeweils andere Zylinderkammer geleitet werden kann, wobei eventuell fehlendes Fluidvolumen in das Hydrauliksystem nachgefördert werden kann und überschüssiges Fluidvolumen ableitbar ist. Hierzu kann ein Vorrats- bzw. ein Ausgleichsbehälter vorgesehen sein.
  • Auch kann es vorgesehen sein, dass der Zylinderkolben der Regelanstellung des Doppelzylinders als ein Kolben und zwei entgegengesetzt gerichtete Kolbenstangen ausgebildet ist. Dabei können die entgegengesetzt gerichteten Kolbenstangen der Regelanstellung des Doppelzylinders den gleichen Durchmesser aufweisen. Der Zylinderkolben der Schnellanstellung des Doppelzylinders kann als ein Kolben mit zwei entgegensetzt gerichteten Kolbenstangen ausgebildet sein. Die entgegengesetzt gerichteten Kolbenstangen der Schnellanstellung des Doppelzylinders können ebenfalls den gleichen Durchmesser aufweisen.
  • Es ist vorgesehen, dass bei zwei oder mehr Anstellungen je Seite nur eine Anstellung je Seite als Doppelzylinder ausgebildet ist, wobei die weiteren nicht als Doppelzylinder ausgebildeten Anstellungen als Regelstellungen ausgebildet werden und über das, beim Verfahren des Zylinders, jeweils verdrängte Fluidvolumen angetrieben werden können.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sind die Zylinder des Doppelzylinders baulich ineinander verschachtelt ausgebildet. Hierdurch kann eine kompakte und platzsparende Bauweise erreicht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn am Einsatzort bestehende Stauchwalzwerke umgerüstet werden und hierdurch zusätzlich Platz geschaffen werden kann.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der Kolben der Regelanstellung das Gehäuse der Schnellanstellung ausbildet. Dies trägt zu einer sehr kompakten, in sich geschlossenen Bauweise einer so gebildeten Kolben-/Zylindereinheit bestehend aus der Schnellanstellung und der hiermit verbunden Regelanstellung bei. Ferner ist der Regelanstellung ein Zylinderkopf zugeordnet, der die Querkräfte auf die Anstellung aus dem Anstichstoß vermindern kann. Auch können die Zylinderkolben mit einer Verdrehsicherung ausgestattet werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn jeder Anstellung ein Wegmesssystem zugeordnet wird. Hierdurch lassen sich exakt Verfahrzustände bestimmen.
  • Um die Anstellung der Stauchwalzen zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn die Verfahrwege der Regelanstellungen einer Seite regelungstechnisch synchronisiert werden, sodass der Hub für die einzelnen Regelanstellungen einer Seite im Stauchgerüst je Seite jeweils gleich groß ausgebildet ist. Das heißt der Hub der Regelanstellungen einer Seite soll gleich groß sein. Andererseits kann das auch bedeuten, dass beide Seiten untereinander nicht zwangsläufig denselben Hub aufweisen müssen.
  • Die Steuerungen der einzelnen Anstellungen je Seite der Doppelzylinder und die weiteren möglichen Anstellungen können in einer Steuereinheit zusammengefasst und von dieser angesteuert werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die jeweiligen Zylinder des Doppelzylinders (Schnellanstellung und Regelanstellung) von untereinander unabhängig arbeitenden Ventilen angesteuert werden können. Hierdurch können die Betriebszustände in den Doppelzylindern individuell aufeinander abgestimmt werden. Die hierbei eingesetzten und verbauten Steuerventile im Hydrauliksystem können als Servo- oder Proportional-, oder Wegeventile ausgebildet sein.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung kann die Steuerung der Anstellungen mit Folgeschaltungen verbunden werden, bzw. versehen sein. Hierdurch kann eine besonders gute synchronisierte Vorpositionierung der Anstellungen einer Seite erzielt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Die schematische Darstellung eines Stauchers in einer Teilansicht im Schnitt mit der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung mit zwei Doppelzylindern für die Schnellanstellung und die Regelanstellung;
    Fig. 2
    die Darstellung eines möglichen Schaltschemas für eines Doppelzylinders der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung im Schnitt;
    Fig. 3
    die schematische Darstellung des hydraulischen Fluidstroms bei einer ausfahrenden Bewegung des Doppelzylinders nach Fig. 2 im Schnitt;
    Fig. 4
    die schematische Darstellung eines möglichen Schaltschemas des Doppelzylinders, der erfindungsgemäßen Anstellzylinderschnellverstellung, der mit einem Regelzylinder verbunden ist;
    Fig. 5
    die schematische Darstellung des hydraulischen Fluidstroms bei einer ausfahrenden Bewegung des Doppelzylinders nach Fig. 4 im Schnitt.
  • Wie die Fig. 1 zeigt, ist die erfindungsgemäße Anstellzylinderschnellverstellung 9 als ein integraler Bestandteil eines Stauchers 10 ausgebildet. Der Staucher 10 dient dazu, die Kanten eines in den Staucher 10 einlaufenden Walzguts 11 zu stauchen, um somit die Breite des einlaufenden Walzguts 11 im weiteren Walzprozess gezielt zu beeinflussen. Hierzu umfasst der Staucher 10 einer Seite mindesten einen Staucherständer 20 der mit einem Ständerquerhaupt 21 verbunden ist.
  • Des Weiteren sind obere und untere Ständerholme 22 und 23 vorgesehen. Eine sich daran anschließende Stauchwalzeneinheit 30 besteht im Wesentlichen aus einem oberen und unteren Stauchwalzeneinbaustück 32 und 33 in der eine Stauchwalze 31 drehgelagert wird.
  • Die Ausbalancierung der auf die Stauchwalze 31 übertragenen Walzkraft geschieht mit Hilfe einer Stauchwalzenbalancierung 40. Die Stauchwalzenbalancierung 40 umfasst eine Balanciertraverse 41 und einen Balancierzylinder 42. Die Balanciertraverse 41 ist mit den Stauchwalzeneinbaustücken 32, 33 verbunden. Der Balancierzylinder 42 wirkt über die Balanciertraverse 41 und über die damit verbundenen Stauchwalzeneinbaustücke 32, 33 auf die Doppelzylinder 50 und übt keine Arbeitskraft auf das Walzgut 11 aus. In dieser Ausführungsform sind die Doppelzylinder 50 jeweils dem oberen und unteren Stauchwalzeneinbaustück 32 und 33 und in linearer Kraftrichtung zugeordnet.
  • Der Doppelzylinder 50 besteht aus der Regelanstellung 51 und der hiermit verbundenen Schnellanstellung 52. Die Stangenseite 51a der Regelanstellung 51 bildet dabei ein Gehäuse 54a für den Kolben 54 der Schnellanstellung 52 aus. Der Kolben 54 ist dabei mit dem Gehäuse der Regelanstellung 51 verbunden. Der Regelanstellung 51 ist ebenfalls ein Kolben 53 zugeordnet. Der Kolben 53 weist einen größeren Durchmesser auf als die mit ihm verbundene Kolbenstange 53a. Die Kolbenstange 53a bildet zugleich das Gehäuse 54a der Schnellanstellung aus. Seinen Abschluss, in Richtung der Stauchwalze 31, findet die Anordnung in einem Zylinderkopf 55. Der Schnellanstellung 52 ist ein Weggeber 56 zugeordnet über den der Verfahrweg der Kolben 53 und 54 bestimmt werden kann. Ferner ist der Schnellanstellung 52 eine Verdrehsicherung 57 zugeordnet, die verhindert, dass sich die Kolben 53 und 54 in den entsprechenden Zylindern um ihre Längsachse verdrehen.
  • Die Fig. 2 zeigt eine mögliche Schaltung 60 für die Anstellzylinderschnellverstellung 9 mit dem hierzu vorgesehenen Doppelzylinder 50. Hierfür ist mindestens ein erstes Steuerventil 61 für die Schnellanstellung 52 und mindestens ein zweites Steuerventil 62 für die Regelanstellung 51 vorgesehen. Die Schaltung 60 für die Schnellanstellung 52 erfolgt über mindestens ein erstes Kurzschlussventil 63, das zwischen dem Zu-, bzw. Ablauf 63a für das hydraulische Fluid angeordnet ist und diese quasi direkt miteinander verbindet. Ferner ist mindestens ein weiteres zweites Kurzschlussventil 64 vorgesehen ist, dass die Kolbenseite der Schnellverstellung mit einem geeigneten vorgespannten System zum Zweck des Volumenausgleichs miteinander verbindet. Die Schaltung 60 der Regelanstellung 51 erfolgt ebenfalls über mindestens ein Kurzschlussventil 65, das den Zu- bzw. Ablauf 65a miteinander verbindet. Das hydraulische Fluid kann dabei in einem Kreislauf fließen und kann in einem Fluidvorrat gesammelt und von da über eine Pumpe P in die Schaltung 60 eingespeist werden.
  • Fig. 3 beschreibt die Fluidströme bei einer ausfahrenden Bewegung in Pfeilrichtung mit der Schnellanstellung. Die in Fig. 2 beschriebene Schaltung 60 - der Schnellanstellung - verbindet mit dem Ventil 61 das Kolbenvolumen 54 der Schnellanstellung 52 mit der Druckversorgung und das Stangenvolumen 70a der Schnellanstellung mit dem Rücklauf. Hierdurch wird die Schnellanstellung aktiv angesteuert und verfahren. Gleichzeitig verbindet die Schaltung 60 die beiden Zylindervolumen der Regelanstellung 51 über das Ventil 65 miteinander, sodass das Fluid durch die von der Schnellanstellung verursachte Bewegung direkt von einer Zylinderkammer in die andere verdrängt werden kann.
  • Fig. 4 zeigt ein mögliches Schaltschema 80 des Doppelzylinders 50 mit einem verbundenen Regelzylinder in einer Folgeschaltung 81. Die Schaltung besteht aus mindestens einem zusätzlichen ersten Kurzschlussventil 83 und mindestens einem zusätzlichen zweiten Kurzschlussventil 84. Somit kann das Fluid aus einer Zylinderkammer der Regelanstellung 51 direkt in die entgegengesetzt angeordnete Zylinderkammer der nachfolgenden Regelanstellung 51B verdrängt werden. In gleicher Weise kann das verdrängte Fluid der Regelanstellung 51 B direkt in die entgegengesetzt angeordnete Zylinderkammer der Regelanstellung 51 gelangen.
  • Durch Volumenunterschiede in den Zylinderkammern bzw. Druckleitungen, die fertigungsbedingt sein können, kann fehlendes bzw. überschüssiges Fluidvolumen über das Ventil 82 in den Vorratsbehälter zugeführt bzw. abgeleitet werden.
  • Die Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Fluidflusses 90 in einer Folgeschaltung bei einer ausfahrenden Bewegung eines Doppelzylinders 50 der mit einer Regelanstellung 51 und einer Schnellanstellung 52 verbunden ist. Unter ausfahrender Bewegung ist die Bewegung der Regelanstellung 51 in Richtung des Pfeils und damit gegen die Stauchwalze und in Richtung des Walzguts gemeint.
    • Bezugszeichenliste
    • 9
    Anstellzylinderschnellverstellung
    10
    Staucher Teilansicht im Schnitt
    11
    Walzgut
    20
    Staucherständer
    21
    Ständerquerhaupt
    22
    Ständerholm oben
    23
    Ständerholm unten
    30
    Stauchwalzeneinheit
    31
    Stauchwalze
    32
    Stauchwalzeneinbaustück oben
    33
    Stauchwalzeneinbaustück unten
    40
    Stauchwalzenbalancierung
    41
    Balanciertraverse
    42
    Balancierzylinder
    50
    Doppelzylinder
    51
    Regelanstellung
    51a
    Stangenseite
    51B
    Regelanstellung
    52
    Schnellanstellung
    53
    Zylinderkolben der Regelanstellung
    53a
    Kolbenstange
    54
    Zylinderkolben der Schnellanstellung
    54a
    Gehäuse
    55
    Zylinderkopf
    56
    Weggeber
    57
    Verdrehsicherung
    60
    mögliches Schaltschema eines Doppelzylinders
    61
    Steuerventil Schnellanstellung
    62
    Steuerventil Regelanstellung
    63
    erstes Kurzschlussventil
    63a
    Zu- bzw. Ablauf (Druckleitungen)
    64
    zweites Kurzschlussventil
    65
    Kurzschlussventil Regelanstellung
    66, 66a
    Fluidvorrat
    70
    Fluidfluss bei ausfahrender Bewegung für (60) im Betriebsmodus Schnellverstellung
    80
    Schaltschema des Doppelzylinders mit einem verbundenen Regelzylinder
    81
    Folgeschaltung
    82
    Steuerventil Regelanstellung
    83
    erstes Kurzschlussventil in der Folgeschaltung
    84
    zweites Kurzschlussventil in der Folgeschaltung
    90
    Fluidfluss bei ausfahrender Bewegung für (80) eines Doppelzylinders im Betriebsmodus Schnellverstellung
    P
    Pumpe

Claims (24)

  1. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) für lange, schnelle Hubbewegungen, das Stauchgerüst mindestens bestehend aus Staucherständer (20), Anstellsystem, Ausbalancierungssystem und Stauchwalzensätzen (31), die Anstellzylinderschnellverstellung (9) umfassend zumindest jeweils einen Kolben, welcher über Stauchwalzeneinbaustücke (32, 33) zumindest einer Stauchwalze (31) beidseitig zum Anstellen gegen das Walzgut (11) einwirkt und wobei die Anstellung der Stauchwalze (31) je Seite hydraulisch mittels eines Fluids betätigbar ist und die Anstellzylinderschnellverstellung (9) im Staucherständer (20) befestigt ist und die für den Stauchprozess erforderliche Kraft aufbringt, wobei die Anstellzylinderschnellverstellung (9) auf jeder Seite des Staucherständers (20) aus mindestens einem Doppelzylinder (50) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelzylinder (50) als aus zwei miteinander gekoppelten separat steuerbaren Zylindern besteht und zum einen für die Schnellanstellung (52) und zum anderen für die Regelanstellung (51B) der Stauchwalze (31) ausgebildet ist.
  2. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkolben (54) der Schnellanstellung (52) und das Gehäuse der Regelanstellung (51) mit demselben festen Ufer des Staucherständers (20) verbunden sind.
  3. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Schnellanstellung (52) mit der Kolbenstange (53a) der Regelanstellung (51) einstückig ausgebildet ist.
  4. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkolben (54) der Schnellanstellung (52) mit der Kolbenstange (53a) der Regelanstellung (51) verbunden ist, während das Gehäuse der Schnellanstellung (52) mit demselben festen Ufer des Gehäuse der Regelanstellung (51) verbunden ist.
  5. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse der Schnellanstellung (52) mit der Kolbenstange (53a) der Regelanstellung (51) verbunden ist, während der Zylinderkolben (54) der Schnellanstellung (52) mit demselben festen Ufer des Gehäuses der Regelanstellung (51) verbunden ist.
  6. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellanstellung (52) und die Regelanstellung (51) unabhängig voneinander ansteuerbar ausgebildet sind und die durch die Ansteuerung ausgelöste Bewegung des Gehäuses (54a) oder des Zylinderkolbens (54) der Schnellanstellung (52) die Bewegung des Zylinderkolbens (53) der Regelanstellung (51) bedingt.
  7. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkolben (54, 53) der Schnellanstellung (52) und der Regelanstellung (51) denselben Hubweg aufweisen.
  8. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellanstellung (52) gegenüber der Regelanstellung (51) eine höhere Verstellgeschwindigkeit aufweist, die aufgrund der Flächenverhältnisse der Zylinderkolben (54, 53) zwischen Schnell- und Regelanstellung (52, 51) bei gleichem Volumenstrom des Fluids gegenüber der Regelanstellung (51) um ein Mehrfaches höher liegt und über die Regelanstellung (51) die erforderliche Walzkraft auf die Stauchwalze (31) aufbringbar ist.
  9. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das verdrängte hydraulische Fluidvolumen im nichtaktiven Teil des Doppelzylinders (50) während der Verstellbewegung in die jeweils andere Zylinderkammer leitbar ist, wobei fehlendes Fluidvolumen nachförderbar ist, bzw. überschüssiges Fluidvolumen ableitbar ist.
  10. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkolben (53) der Regelanstellung (51) des Doppelzylinders (50) als ein Kolben mit zwei entgegengesetzt gerichteten Kolbenstangen (51a, 53a) ausgebildet ist.
  11. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die entgegengesetzt gerichteten Kolbenstangen (51a, 53a) der Regelanstellung (51) des Doppelzylinders (50) den gleichen Durchmesser aufweisen.
  12. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkolben (54) der Schnellanstellung (52) des Doppelzylinders (50) als ein Kolben (54) und zwei entgegensetzt gerichtete Kolbenstangen ausgebildet ist.
  13. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die entgegengesetzt gerichteten Kolbenstangen der Schnellanstellung (52) des Doppelzylinders (50) den gleichen Durchmesser aufweisen.
  14. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei oder mehr Anstellungen je Seite nur eine Anstellung je Seite als Doppelzylinder (50) ausgebildet ist, wobei die weiteren nicht als Doppelzylinder ausgebildeten Anstellungen als Regelanstellungen (51) ausgebildet sind und über das beim Verfahren des Zylinderkolbens (53) jeweils verdrängte Fluidvolumen antreibbar sind.
  15. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder des Doppelzylinders (50) baulich ineinander verschachtelt ausgebildet sind, um hierdurch eine kompakte Bauweise zu erreichen.
  16. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkolben (53) der Regelanstellung (51) das Gehäuse (Zylinder) der Schnellanstellung (52) ausbildet.
  17. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelanstellung (51) ein Zylinderkopf (55) zugeordnet ist, der die Querkräfte auf die Anstellung aus dem Anstichstoß vermindert.
  18. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkolben (53, 54) mit einer Verdrehsicherung (57) ausgebildet sind.
  19. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anstellung ein Wegmesssystem (56) zugeordnet ist.
  20. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrwege der Regelanstellungen regelungstechnisch synchronisierbar sind, sodass der Hub für die einzelnen Regelanstellungen (51) im Stauchgerüst je Seite jeweils gleich groß ausgebildet ist.
  21. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungen der Anstellungen je Seite der Doppelzylinder (50) und weiterer Anstellungen in einer Steuereinheit zusammengefasst und von dieser steuerbar sind.
  22. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Zylinder des Doppelzylinders (50) von untereinander unabhängig arbeitenden Ventilen (61, 62, 63, 64, 65, 82, 83, 84) steuerbar sind.
  23. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (61, 62, 63, 64, 65, 82, 83, 84) als Servo- oder Proportional-, oder Wegeventile ausgebildet sind.
  24. Stauchgerüst mit einer Anstellzylinderschnellverstellung (9) nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkammern mehrerer Regelanstellungen (51, 51B) mit Kurzschlussventilen (83, 84) verbunden sind, sodass hierdurch eine synchronisierte Vorpositionierung der Anstellungen einer Seite im Stauchgerüst erzielbar ist.
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