JPH0333836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御たわみロールで構成され、そのた
わみが制御たわみロールの縦軸の長手方向に配分
して設けられ、共通のロール支持体又はビームに
もたれた力付与源により調整する事ができるロー
ルと一つ又は多数のカウンタ部材の間の接合地帯
での押圧力を制御する装置の新規な且つ改良され
た構造に関する。

このような型の圧延装置は例えば紙の製造、金
属圧延ミルその他に種々の分野で応用されてい
る。或るものは上記の力付与源と別に、力付与源
に関連して、制御たわみロールのロール外体に応
用しようとする分野により都合のよい屈曲線を与
えるカウンタ力付与源を又備えている。この型の
圧延装置の原理がドイツ特許公告第2325721号公
報に於て異なる構成例で示されている。この特許
公告公報には又力付与源は、グループに結合する
のが所望な場合、個々に制御される事ができる事
が記載されている。このグループは一つの圧力付
与源でも構成され、或いは十以上の圧力付与源で
も構成される事が出来る。

力付与源として、上記ドイツ特許公告第
2325721号に記載されたような流体静力学的支持
ベアリング又は支持部材のみでなく、例えば電磁
構造も使用する事ができる。

この電磁力付与源を含むロール構造がドイツ特
許公告第2658854号公報に記載されている。この
先行技術の構造は共通の調節部材を囲み、これに
より全力付与部材に一度限り磁化電流を決定する
事が可能である。この調節部材の後にいわゆるレ
ギユレータが構成され、それにより個々の力付与
源の磁化電流が個々に再調節され又はレギユレー
トされる事ができる。然しながら、力付与源につ
いては記載されていない。

本発明の範囲内で、この力付与源はその負荷が
不連続位置でその全長にわたつて、又はその一部
でロール外体セクターを解放し、そのロール外体
セクターが負荷又は力を受ける制御可能の力付与
源として、換言すれば力源或いは又ドイツ特許公
告第2322861号公報記載の装置として表わす事を
意図している。

個々の力付与源又は力付与源のグループ（ここ
では時々グループとして参照する）の制御が問題
である。更に特定すれば、次の条件を考慮しなけ
ればならない。

先ず第一に、力付与源は個有のロール外体の重
さを補整しなければならない。このマグニチユー
ド又はパラメータの影響はロール外体の両端から
グループの間隔の関連として、ロール外体がその
両端或いは又ロール中央近くに別に設けられる方
法に従つて変化しうる。

更に、力付与源はカウンタ部材、例えば制御た
わみロール上に構成されうる例えばロール又はバ
ンドの個有の重さを吸収しなくてはならない。し
ばしばそれらは実際更に圧搾ローラ構造の別のロ
ールの個有の重さを吸収しなければならず、又ロ
ール端からの間隔に依存して、異なる重力効果が
存在する事があり、更にカウンタ部材のアーチン
グ又はドーミング曲化がありうるのでそれを考慮
しなければならない。

然しながら、実際制御されうるのは押圧力であ
り、例えば応用分野で決定されている実際のマグ
ニチユード又はパラメータとしての平均押圧力で
ある。更に、例えば押圧作動の間均一のウエブ処
理が行なわれず、例えばウエブの幅にわたつて材
料の厚さの減少があつたり、換言すればロールの
長さにわたつて均一のウエブ処理のみでなく、上
流に位置した設備又は機械でのウエブ材料の処理
により生ずるウエブ材料に存在しうる不規側性に
均一性をしばしば与えるように同時に達成されな
ければならない。この事は機械の運転者が力付与
源又はグループを個々に制御する事ができなくて
はならぬ事を意味する。平均押圧力又は平均ライ
ン力という表現は押圧ギヤツプ又はニツプの長さ
全体で平均されたこの力の価と理解すべきであ
る。

ロール装置の機械的構造をひな型により類形化
し、そこで制御信号を引出して、それによりロー
ル装置自身の力付与源に作用する事ができるよう
にする事が知られている。この点に関し。ドイツ
特許公告第2825706号を注意すべきである。この
制御構造は比較的複雑であり、各応用分野のため
に別のひな型を必要とする。

従つて、前記の事を念頭に於て、本発明の主要
目的は制御たわみロールとカウンタ部材の間の押
圧力を、前記した先行技術の構造の欠点や限界の
悩みのないように制御する新規な且つ改良された
装置の構造を提供する事である。

本発明の他の更に特定した目的は唯一の調節
で、平均押圧力が変更でき、各グループに適合さ
れる制御信号を生じる事ができ、且つ上記した上
記が満足して果されるようなロール装置を制御す
る新規な且つ改良さた上記の性質の装置の構造を
提供する事である。

更に上記の目的と一致して本発明の重要な目的
は構造が簡単で、大きな費用をかけないで異なる
作動条件に容易に適合しうるような上記の性質の
装置を提供する事である。

本発明の更に他の目的は例えばドイツ特許公告
第2555677号公報に記載されたような個々のグル
ープの個々の調節が作動中与えられる場合、調節
された押圧力が又与えられた調節ループ用設定値
源として使用できるような制御たわみロールとカ
ウンタ部材の間の押圧力を制御する装置に向けら
れる。

次に本発明のこれらの目的及び説明につれて容
易に理解されるであろう他の目的を成就するため
に、本発明により着想されたカウンタ部材と制御
たわみロールの間の押圧力を制御する装置は調節
部材又はレギユレータが制御コンバータとして構
成され、それによつて関係式y_i＝a_i＋b_iで共通の
調節部材により生じた共通の制御信号ｘを力付与
グループ制御信号ｙ（Y₁，Y₂……Y_o）に転換さ
れる事ができる特徴を示している。各調節部材に
於て、価a_i，b_iは押圧力の全域にわたつて基本的
に一定で、平均押圧力の二つの所定の価の存在下
で、圧延製品はロール外体の長さ全体にわたつて
製品のプロフイル又は断面形の最低のたわみが達
成される。

共通の制御信号と個々のグループの制御信号の
間の単純な直線関係がロール全長にわたつて押圧
力を決定するのに十分である事が発見されたのは
驚きであつた。定数a₁とb₁は各グループにより異
なるが、他の応用分野に容易に適合しうる事が理
解されるべきである。

共通制御信号ｘの二つの所定の価に従つて、平
均押圧力の所定の価は概して関連ロール装置の作
業領域がこれらの値の間にあり、従つて与えられ
る中間押圧力の下方閾値と上方閾値を構成するよ
うに選択される。然しながら、これは絶対的に必
な事ではない。しさあたつて出会つた応用分野に
特に重要な他の価も選択できる。単純な直線関係
が圧延製品のプロフイルの偏差を非常にわずかに
するのに、これらの価の両方から偏差する平均押
圧力が存在して少くとも殆ど確立するのに十分で
ある事が分る。

平均ライン力零に相当するｘ＝０の場合y_i＝b_i
となる。これは力付与源のみ制御たわみロールの
ロール外体の個有の重さを吸収しなければならな
い場合である。この関係から定数b_iが決定でき
る。

定数a₁の決定ロール装置の構造に依存する、一
例として、筒状カウンタロールと制御たわみロー
ルを含むロール結合体の単純化した場合が述べら
れ、この外体の支承軸は案内片中に垂直方向に移
動自在で、カウンタロールは調節可能のロール上
に垂直に設けられている。力付与源がカウンタロ
ールの個有の重さに加えてロール外体の個有の重
さを吸収する（与えられうるカウンタ力付与源を
考慮する事なしに）、換言すればロールが殆どた
わみ又は屈曲を殆どしない平均押圧力でロール装
置の全体的軸にわたつて同じ状態を呈する。その
結果、全ての力付与源が同じグループ制御信号を
受け、そのいくらかは数学的又はは経験的に決定
される。従つて関数ｙ＝ax＋ｂの特徴はこのよ
うに定義した点に全て交わる。同様の考えを使用
して、他のロール装置の場合にも定数a_iを結定す
る事が可能である。

定数a₁はサイン符号であり、即わちそれらは負
の価をとる事が可能である。これについてはこの
後詳しく説明する。

当該技術に精通する者ならば、一次関数が抵抗
ネツトワークにより得られるので、電気構成部品
を備えた装置の構造が特に簡単に実現される事が
わかる。調節可能の抵抗を使用する事により多く
の異なるロール装置に適合する可能性を与える。
更に圧縮空気、機械又は液圧制御部材のような他
の制御部材の使用も考えられる。更に又、機械の
運転者は個々のコンバータに擬似の大きさを課
し、その結果制御特性に沿つて作動点を変える事
により圧延結果に従つて力付与源又はグループを
制御する事ができ、或いは大きさb₁のみを変化す
る事により関連力付与源又はグループに押圧力を
かける事ができ、それにより勿論ロール外体の変
形が与えられる。

少なくとも液圧力付与源はロール外体上に押圧
力（正の力を意味する）を与えない事のみ可能
で、引張り力（負の力を意味する）を与えない事
が注目される。ロール装置の構造に従つて、或い
は例えばドーム状又はアーチ状のカウンタ部材の
場合のような幾つかの必要条件で、或いは圧延さ
れる材料の幅が力付与源により支持されたロール
外体の軸方向広さより明らかに小さい時、とにか
く幾つかの平均ライン力の発生力付与源の少なく
とも一つは支持力零の価近くで作動しなければな
らない。この作動又は作業点の近隣での制御は、
特に機械の運転者が補正をしようと願う場合は通
常非常に困難で、例えば流体静力学的弁制御力付
与源を従来のように使用する場合は特に困難であ
る。

この状況に於て、既に前述の事から分るよう
に、圧力付与源自身と同じように制御されるカウ
ンタ力源が備えられれば特に有利である事が分つ
ている。カウンタ力源を使用する他の理由が制御
たわみロールのロール外体が高回転力で駆動され
及び／又低圧力で作動し、位置的に安定した作動
と振動のない作動を確実にしようとすればおきて
くる。

次にロール外体上の支持合力が力付与源とカウ
ンタ力源又はカウンタ力付与源の効果を重ねる事
から生じ、その結果カウンタ力付与源が定数b_i2
と反対方向に整備されれば、力付与源は最低の大
きさb_i1以下に任意に下がる事が可能になる。

本発明は次の詳細な説明を考慮した時、よりよ
く理解され、上記以外の目的も明らかになる。こ
の説明は添化の図面を参照してなされる。

第１ａ及び第１ｂ及び第１ｃ図に於て、支承ブ
ロツク１４に両端をその支軸１２で設けた筒状カ
ウンタ押圧ロール１０が図式的に示されている。
更に、カウンタ押圧ロール１０と協働する制御た
わみロール５０が備えられ、この制御たわみロー
ル５０はカウンタロール又はカウンタ押圧ロール
１０の下に垂直に設けられ、その両端をこの技術
でよく知られているように固定したロール支持体
又はビーム１８上に支持されたロール外体１６を
含んでいる。更に第１ａ図に方向矢印により表わ
され、対応する符号２０と２２により各示された
力付与源２０とカウンタ力付与源２２が備えられ
る。一般の状態をより明らかにするために、負荷
条件が異なる間の構成部材の変形は図に於て明ら
かに誇張して示してある。然しながら図示の力付
与源の矢印の合成長さは関連グループの制御信号
に比例すべき関連力付与源により与えられる力の
大きさとは対応しない。ロール外体１６の弾性変
形に必要とする力は図示の装置では作用しないか
らである。

第１ａ図は平均ライン力零の場合を示してい
る。ここではカウンタロール１０の重さはその支
承軸によりのみ吸収される。力付与源２０とカウ
ンタ力付与源２２はロール外体１６の重さを支持
しようとすると共に、カウンタロール１０のたわ
み又は湾曲に適合するように弾性的に変形しよう
とする。従つてロール支持体１８が対応して上方
へ湾曲又はたわみをなす。

第１ｂ図は所定の平均ライン力が、丁度カウン
タロール１０とロール外体１６の個有の重さが力
付与源２０とカウンタ力付与源２２により補整さ
れた大きさであるように設定された場合を示して
いる。カウンタロール１０はその支承軸にいわば
浮上する。ロール外体１６は弾性的に変形されな
い。ロール支持体又はビーム１８は今度は第１ａ
図に示したのと逆の方向に若干湾曲又はたわみを
なす。

最後に、第１ｃ図は最大平均ライン力の場合を
示している。従つて、ロール支持体は著しく湾曲
している。力付与源の中間グループ中の力付与源
が最大制御信号を受けなくてはならない。

上に説明した如く、図示した力付与源の矢印の
長さは与えられるべき力と比例していない。従つ
て、使用されるべき制御信号にも比例しない。こ
の事は第１ａ及び第１ｃ図に示した状態の場合に
事実であり、第１ｂ図に示した場合からたわんだ
全ての場合にほぼ事実である。即わちロール外体
１６の単位長さあたりの個有の重さは明らかにカ
ウンタロール１０のそれよりも小さく、又抵抗の
モーメントとは又異なつている。従つて、第１ａ
図に示した場合で、ロール外体１６の中央は下方
に弾性的に変形しなければならないが、第１ｃ図
に示した場合には同じ事がロール外体１６の両端
で適用される。従つて、ロール端に近いグループ
中の力付与源２０には増大する平均押圧力が相関
された制御信号を減少し、この事は制御特性が負
の値の領域に延長しうる下降路を有する事を意味
している。他方、力付与源の中間グループには、
上昇制御特性が行きわたる。

更に、基本的にカウンタ力付与源はロール外体
１６の中央又は両端のいずれかにのみ備えればよ
い事が認められる。然しながら、これはここに示
した単純なロール装置の例にのみ真実であり、力
付与部材とカウンタ力付与部材の数と構成は瞬間
的に出会つた構成に適合しなければならない。

他の圧延装置又は形態では完全に異なる相互関
係が行きわたる事ができる点が認められる。本発
明は制御たわみロールが筒状カウンタロールと協
働する場合のみ有用ではなく、カウンタロールは
アーチ状或いはドーム状でよく、或いはカウンタ
ロールを用いる代りに、バンド、ワイヤ或いはシ
ブバンド或いは例えば床又は固めて作る道路舗装
のような圧延すべき表面を備える事ができる。

第２図は第１ａ、第１ｂ及び第１ｃ図に示した
圧延装置の制御装置のブロツク回路図を図式的に
示している。例えば、本明細書のはじめの記載か
ら分るように、力付与源は圧縮流体媒体の圧力に
比例する支持力を生ずる流体静力学的部材又は支
承軸である。

調節部材３０は例えば所望の力に比例する電圧
又は電流として入力する事ができ、それは第２図
に符号（ｘ）で示され、ライン３２に表われる。
この入力したマグニチユード（ｘ）は共通制御信
号（ｘ）をｙ＝ax＋ｂの関係式に従つて、グル
ープ制御信号（ya、yb……yn）に転換又は移行
するコンバータ３４ａ，３４ｂ……３４ｎに与え
られる事ができる。この目的のためコンバータ３
４ａ，３４ｂ……３４ｎは適当に構成された抵抗
ネツトワークを含む。ここでは分離して示したコ
ンバータが勿論一つのマトリツクス回路に一緒に
グループ化できる事は注意すべきである。

機械の運転者にとつて、力付与源又はカウンタ
力付与源の別々の制御可能のグループがある時、
同じ数の調整部材を有する別の調節装置３６が有
用である。この調節装置３６の出力信号は個々の
コンバータ３４に別々に入力され、共通の所定の
平均押圧力からの偏差に従つて、押圧力を地域的
に変えるようにする。

コンバータ３４ａ，３４ｂ……３４ｎのこのよ
うに形成された出力信号（ｙ）はライン３８ａ，
３８ｂ……３８ｎに表われ、調節部材４０ａ，４
０ｂ……４０ｎ用のグループ制御信号として作用
する。図示の実施例では力付与源として、流体静
力学的支持部材又は支承軸が備えられ、そこでは
発生した支持力はそこに当接する液圧流体媒体の
圧力に比例する。従つて、調節部材４０ａ，４０
ｂ……４０ｎは圧力制御弁で、その入力４２ａ，
４２ｂ……４２ｎで、供給ライン４４の最大圧力
が表われ、出力ライン４６ａ，４６ｂ……４６ｎ
に、そこに入力された電気信号に従つて対応して
縮少された圧力で当接する。次にこれら出力ライ
ンは個々の互いに組合わさつたグループの力付与
源に連通する。図示の実施例に於て、二つの隣接
する力付与源が出力ライン４６ａに連結し、両方
の関連カウンタ力付与源が出力ライン４６ｂに連
結し、以下同様である。図を簡略にするため力付
与部材は図示されていないが、その構成は例えば
米国特許第3802044号明細書から知られ、同様に
圧力制御弁の構造も知られる。

第３図はロール外体中央付近の力付与源とカウ
ンタ力付与源とを各々制御する二つのコンバータ
３４ａと３４ｂの制御特性の過程を示している。
例えば、コンバータ３４ａから出力されたグルー
プ制御信号（ya）は力付与源を制御しコンバー
タ３４ｂから出力されたグループ制御信号（yb）
はカウンタ力付与源を制御する。グループ制御信
号（yb）は平均ライン力を減少するので（ここ
では一つはカウンタ力付与源グループ用の制御信
号に関している）、それらは負量に描かれる。合
力特性（yr）は従つてこの力付与源グループの領
域に於てロールニツプに作用する押圧力の過程に
一致する。ロール外体中央付近の押圧力は共通制
御信号（Ｘ）の増加と共に増加している。マグニ
チユード（yr）が領域（x_k）内に二つの横座標に
平行な線（yo−yo）の間に延長しているが、
（x₁）から（x₂）の作業領域内の力付与源とカウ
ンタ力付与源の制御信号の両特性yaとybはこの
領域の外側に留る事が認められる。Ｘ座標軸ライ
ン（yo）の間の領域は力付与源圧力制御弁の制
御困難な領域を示し、Ｘ座標軸とライン（−yo）
の間の領域はカウンタ力付与源圧力制御弁の制御
困難な領域を示す。この事は既に上に説明した理
由のため、ライン（yo）、（−yo）の間の領域が
圧力制御弁の制御困難な領域に相当するので、同
時に機械の運転者による訂正用の若干の自由を得
なければならないので所望である。

第４図はロール外体両端付近の力付与源とカウ
ンタ力付与源とを各々制御する二つの制御コンバ
ータの別のグラフ図を示し、その出力信号が力付
与源又はそれに関係するカウンタ力付与源に伝達
される。グループ制御信号（ya）は力付与源を
制御しグループ制御信号（yb）はカウンタ力付
与源を制御する。力付与源（特性ya）もカウン
タ力付与源（yb）も低い絶対値の領域に制御さ
れる必要がないとしても、ここでは合力特性
（yr）が押圧力約零から負の値の領領を延長する
事ができる。

本発明の好ましい実施例を示し且つ説明した
が、本発明はそれに限る事なく、特許請求の範囲
に記載された範囲内で種々に実施しうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は制御たわみロールとカウンタロール
からなり、第１所定平均ライン力を伴なつた圧延
装置を図式的に示す図、第１ｂ図は第２負荷状態
中の第１図に示したのと同じ圧延装置を示す図、
第１ｃ図は第３負荷状態中の第１図と同じ圧延装
置を示す図、第２図は第１ａ図、第１ｂ図及び第
１ｃ図の圧延装置のための本発明による制御装置
を図式的に示す図、第３図は力付与源又は力付与
源グループ及びカウンタ力付与源又はカウンタ力
付与源グループからなる力付与源システムの制御
特性の第１グラフ図、第４図は異なるシステムの
第２グラフ図である。 １０：カウンタ圧力ロール、１６：ロール外
体、１８：ロール支持体、２０：力付与源、２
２：カウンタ力付与源、３０：共通調節部材、３
４ａ，３４ｂ……３４ｎ：個々の調節部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロールと、制御たわみロールとのロール力を
   制御する圧延装置内の装置にして、該制御たわみ
   ロールのロール外体が、軸方向に分割されて配置
   された支持体により支持された加圧源によつて、
   ロールの全長において、または、ロールの一部分
   または多くの部分において、前記ロールに押し付
   けられており、前記加圧源の群が、個々に独立し
   て制御可能な調節部材により分離して制御され、
   そして、前記調節部材に連結された共通のロール
   力調節装置が設けられている圧延装置内の装置に
   おいて、 前記調節部材が、前記共通の調節装置により発
   生された共通のロール力制御信号ｘを、y_i＝a_iｘ
   ＋b_iの関係に従つて、力に比例した各ロールグル
   ープのグループ位置信号ｙに変換する機能を持つ
   作用部材を有しており、各々の関係においてのa_i
   とb_iの両方はほぼ一定であり且つ独立して決めら
   れている、装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置に於て、該
   制御コンバータが値ａとｂの個々の調節用に構成
   されている装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置に於て、該
   制御コンバータは電気制御信号を用いる時、抵抗
   ネツトワークとして構成されている装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の装置に於て、カ
   ウンタロールのドームが、等式Y_i＝ax＋b_iにより
   定義された直線がライン力の制御領域中の最低力
   と最大力の間の力領域内に延長するように、力付
   与源の取得しうる最少力と最大力に整合されるよ
   うにした装置。