WO2017118563A1 - Vorrichtung zum ableiten eines fluids von einem gegenstand - Google Patents

Vorrichtung zum ableiten eines fluids von einem gegenstand Download PDF

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WO2017118563A1 PCT/EP2016/081689 EP2016081689W WO2017118563A1 WO 2017118563 A1 WO2017118563 A1 WO 2017118563A1 EP 2016081689 W EP2016081689 W EP 2016081689W WO 2017118563 A1 WO2017118563 A1 WO 2017118563A1
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Markus Cramer
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/0275—Cleaning devices
    • B21B45/0278—Cleaning devices removing liquids

Definitions

  • the invention relates to a device for discharging a fluid from an article, in particular for discharging a coolant and / or lubricant from a roller in a rolling mill or from a metal strip.
  • Japanese Patent Application JP 2041710 A discloses a scraper which is turned into a work roll. The employment takes place by means of a hydraulic cylinder and the distance of the scraper to the work roll is measured by means of a sensor.
  • the Chinese Utility Model CN 203817059 U discloses a scraper, which is engageable with a roll in a rolling stand. The position or position of the scraper is detected by means of a proximity switch and the data is transmitted to a controller.
  • a similar disclosure can also be found in the Chinese Utility Model CN 201676888 U, where the position of the scraper is detected there by means of a position sensor or a limit switch.
  • Limit switches are only suitable for detecting the scraper in an always identical position, for example the swung-back position. Since it is in the application case, as he underlies the present invention, in the pivoted position because of the different roller diameter and because of the wear of the scraper is not a clearly defined position, a single stationary limit switch in the long term for detecting the pivoted position is not suitable. Also, it has been shown in practice that limit switches and their operation can not withstand the harsh environmental conditions of a rolling mill and often fail. In the measurement of the position or position of the scraper on the position of the hydraulic cylinder, for example, magnetorestrektive Wegmesssysteme used.
  • the invention has the object of developing a known device for discharging a fluid from a roll or a metal strip to the effect that the position or position of the scraper can be detected more accurately even under the harsh environmental conditions of a rolling mill.
  • the detection device is designed in the form of an inclination sensor for detecting the position of the scraper device as a deflection angle of the scraper device relative to the plane of gravity through the axis of rotation.
  • gravitational plane refers to a plane which is spanned by the longitudinal direction of the axis of rotation and the direction of the weight force on the axis of rotation.
  • the invention claimed tilt sensor has the advantage that it is sufficiently accurate and extremely robust and shock resistant for the application described, namely the detection of the deflection angle of the scraper, so that it can withstand the harsh environmental conditions, for example in a rolling stand. Moreover, they are today conventional inclination sensors comparatively inexpensive. Their calibration is advantageously carried out only once for the strictlyschwwenkte position A (scraper pivoted away from the roller) and - after each roll change - for the pivoted position of the scraper.
  • the inclination sensor is also preferably designed to detect any intermediate positions between the retracted and the pivoted position.
  • the secure detection of the position of the wiper device is important in order to: a) detect the retracted position R in which the work rolls can be changed to prevent the wiper device from being damaged in a roll change; and b) to detect the swiveled position B (scraper against the work roll) in order to prevent the rolling stock from penetrating into a possible gap between the scraper and the work roll and resulting in a disruption of the rolling process and damage to the rolling stand or to the scraper device ,
  • the tilt sensor according to the invention is designed to operate on the principle of electrical differential capacitance.
  • the actuator device is designed as an actuating cylinder, in particular as a hydraulic cylinder.
  • the wiper means typically consists of a wiper arm having at its one end a bearing or hole for rotatably supporting the wiper means about an axis of rotation and which at its other end a scraper for stripping the fluid from the roller or the metal strip.
  • the inclination sensor is arranged on the scraper device or, in particular, on the scraper arm of the scraper device, this offers the advantage that the inclination sensor can be mounted in the simplest way, in particular without changing the actuating cylinder, and to that extent the inclination sensor is very good for retrofitting existing rolling stands suitable.
  • the fluid is, for example, a coolant and / or lubricant.
  • Figure 1 shows the device according to the invention in a pivoted
  • Figure 2 shows the device according to the invention in a swung back
  • FIG. 1 shows the device 100 according to the invention. It comprises a scraper device 110 for stripping a fluid (not shown in FIG. 1) from a roller 200 in a rolling stand or from a metal strip.
  • the fluid is, for example, a coolant and / or lubricant.
  • the scraper device has a scraper 1 12, which at its one End has a bearing 1 14 or a hole for rotatably supporting the stripper 1 10 about a rotation axis 10.
  • the Abstreiferarm a scraper 1 16, for example in the form of a rubber coating, for stripping the fluid from the roller 200 or the metal band.
  • the apparatus 100 further comprises an actuator device 120, for example in the form of a hydraulic actuating cylinder for pivoting the scraper device 1 10 from an abutment position A, in which the scraper device 1 10, as shown in Figure 1, abuts the roller 200 or on the metal strip, in a rest position R, as shown in Figure 2. In the rest position, the scraper 1 16 of the scraper does not abut the roller 200 or the metal strip.
  • an actuator device 120 for example in the form of a hydraulic actuating cylinder for pivoting the scraper device 1 10 from an abutment position A, in which the scraper device 1 10, as shown in Figure 1, abuts the roller 200 or on the metal strip, in a rest position R, as shown in Figure 2. In the rest position, the scraper 1 16 of the scraper does not abut the roller 200 or the metal strip.
  • FIGS. 1 and 2 show a detection device 130 for generating a measurement signal which represents the respective current position of the stripper device 110.
  • the respective current position may be the said abutment position or said rest position or any other position or angular position between the abutment position and the rest position.
  • this detection device 130 is designed in the form of an inclination sensor for detecting the position of the scraper device 110 as a deflection angle ⁇ of the scraper device with respect to the gravitational plane 20 through the axis of rotation 10.
  • the measuring signals generated by the inclination sensor 130 are either conducted or wirelessly transmitted to a control device 140 for driving, in particular, the actuator device 120 taking into account the measurement signals.
  • Scraper be detected 1 10 before the start of a Walz Touchs and - if necessary - then the scraper can be pivoted back from the area of the rollers in the rest position, to prevent the scraper device is damaged in the roll change. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten eine Fluids von einer Walze (200) in einem Walzgerüst. Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine entsprechende Abstreifereinrichtung (110). Um die Lage bzw. Position der Abstreifereinrichtung (110) auch unter den harschen Umgebungsbedingungen eines Walzgerüstes möglichst genau bestimmen zu können, sieht die vorliegende Erfindung vor, dass eine Detektionseinrichtung (130) zur Erfassung der jeweiligen Position der Abstreifereinrichtung (110) in Form eines Neigungssensors ausgebildet ist zum Erfassen der Position der Abstreifereinrichtung (110) als Auslenkwinkel der Abstreifereinrichtung (110) gegenüber der Gravitationsebene (20) durch eine Drehachse (10), um welche die Abstreifereinrichtung (110) schwenkbar gelagert ist.

Description

Vorrichtung zum Ableiten eines Fluids von einem Gegenstand
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten eines Fluids von einem Gegenstand, insbesondere zum Ableiten von einem Kühl- und/oder Schmiermittel von einer Walze in einem Walzgerüst oder von einem Metallband.
Vorrichtungen zum Ableiten eines Fluids, insbesondere eines Kühl- oder Schmiermittels von einer Walze in einem Walzgerüst sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So offenbart die japanische Patentanmeldung JP 2041710 A einen Abstreifer, welcher zu einer Arbeitswalze angestellt wird. Die Anstellung erfolgt mittels eines Hydraulikzylinders und der Abstand des Abstreifers zu der Arbeitswalze wird mittels eines Sensors gemessen. Weiterhin offenbart das chinesische Gebrauchsmuster CN 203817059 U einen Abstreifer, welcher an eine Walze in einem Walzgerüst anstellbar ist. Die Lage bzw. Position des Abstreifers wird mittels eines Näherungsschalters erfasst und die Daten werden an eine Steuerung übertragen. Eine ähnliche Offenbarung findet sich auch in dem chinesischen Gebrauchsmuster CN 201676888 U, wobei dort die Position des Abstreifers mit Hilfe eines Positionssensors oder eines Endschalters erfasst wird.
Endschalter sind lediglich geeignet, den Abstreifer in einer immer gleichen Position, beispielsweise der zurückgeschwenkten Position zu erkennen. Da es sich in dem Anwendungsfall, wie er der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, bei der angeschwenkten Position wegen der unterschiedlichen Walzendurchmesser und wegen des Verschleißes des Abstreifers nicht um eine eindeutig festgelegte Position handelt, ist ein einzelner ortsfester Endschalter auf Dauer zur Detektion der angeschwenkten Position nicht geeignet. Auch hat es sich in der Praxis gezeigt, dass Endschalter und deren Betätigung den harschen Umgebungsbedingungen eines Walzgerüstes nicht lange standhalten und häufig ausfallen. Bei der Messung der Position bzw. Lage des Abstreifers über die Position der Hydraulikzylinder kommen beispielsweise magnetorestrektive Wegmesssysteme zum Einsatz. Es können sowohl die angeschwenkte wie auch die zurückgeschwenkte Position des Abstreifers erfasst werden, wobei die angeschwenkte Position durch einmalige Kalibrierung und unter Vernachlässigung des Verschleißes des Abstreifers erkannt werden kann. Nachteilig sind insbesondere die hohen Kosten für die Zylinder mit Wegmesssystemen sowie für die Auswertung der entsprechenden Daten und die schlechte Nachrüstbarkeit bei bestehenden Anlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung zum Ableiten eines Fluids von einer Walze oder von einem Metallband dahingehend weiterzubilden, dass die Lage bzw. Position der Abstreifereinrichtung auch unter den harschen Umgebungsbedingungen eines Walzgerüstes genauer erfasst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung in Form eines Neigungssensors ausgebildet ist zum Erfassen der Position der Abstreifereinrichtung als Auslenkwinkel der Abstreifereinrichtung gegenüber der Gravitationsebene durch die Drehachse.
Der Begriff „Gravitationsebene" bezeichnet eine Ebene, welche aufgespannt wird durch die Längsrichtung der Drehachse und die Richtung der Gewichtskraft an der Drehachse.
Der erfindungsgemäß beanspruchte Neigungssensor bietet den Vorteil, dass er für die beschriebene Anwendung, nämlich die Erfassung des Auslenkwinkels der Abstreifereinrichtung hinreichend genau und dabei äußerst robust und schockstabil ausgebildet ist, so dass er den rauen Umgebungsbedingungen beispielsweise in einem Walzgerüst standhalten kann. Zudem sind die heute üblichen Neigungssensoren vergleichsweise preiswert. Ihre Kalibrierung erfolgt vorteilhafterweise nur einmalig für die zurückgeschwenkte Position A (Abstreifer von der Walze weggeschwenkt) und - nach jedem Walzenwechsel - für die angeschwenkte Position der Abstreifereinrichtung.
Der Neigungssensor ist vorzugsweise auch ausgebildet, beliebige Zwischenpositionen zwischen der zurückgezogenen und der angeschwenkten Position zu erfassen. Die sichere Erfassung der Lage bzw. Position der Abstreifereinrichtung ist wichtig, um: a) die zurückgeschwenkte Position R zu erkennen, in der die Arbeitswalzen gewechselt werden können, um zu verhindern, dass die Abstreifereinrichtung bei einem Walzenwechsel beschädigt wird; und b) die angeschwenkte Position B (Abstreifer an der Arbeitswalze anliegend) zu erkennen, um zu verhindern, dass das Walzgut in einen möglichen Spalt zwischen Abstreifer und Arbeitswalze eindringt und es zu einer Störung des Walzprozesses und zu Beschädigungen am Walzgerüst oder an der Abstreifereinrichtung kommt.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäße Neigungssensor ausgebildet, nach dem Prinzip der elektrischen Differenzkapazität zu arbeiten.
Beispielsweise ist die Aktuatoreinrichtung als Betätigungszylinder, insbesondere als Hydraulikzylinder ausgebildet.
Die Abstreifereinrichtung besteht typischerweise aus einem Abstreiferarm, welcher an seinem einen Ende ein Lager bzw. ein Loch aufweist zum drehbaren Lagern der Abstreifeinrichtung um eine Drehachse und welcher an seinem anderen Ende einen Abstreifer aufweist zum Abstreifen des Fluids von der Walze oder dem Metallband.
Wenn der Neigungssensor an der Abstreifereinrichtung bzw. insbesondere an dem Abstreiferarm der Abstreifereinrichtung angeordnet ist, bietet das den Vorteil, dass der Neigungssensor auf einfachste Art, insbesondere ohne Änderung des Betätigungszylinders angebracht werden kann, und insofern ist der Neigungssensor sehr gut für eine Nachrüstung bestehender Walzgerüste geeignet.
Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um ein Kühl- und/oder Schmiermittel.
Der Erfindung sind zwei Figuren beigefügt, wobei Figur 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer angeschwenkten
Position; und
Figur 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zurückgeschwenkten
Position zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 100. Sie umfasst eine Abstreifereinrichtung 1 10 zum Abstreifen eines Fluids (in Figur 1 nicht gezeigt) von einer Walze 200 in einem Walzgerüst oder von einem Metallband. Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um ein Kühl- und/oder Schmiermittel. Die Abstreifereinrichtung weist einen Abstreiferarm 1 12 auf, welcher an seinem einen Ende ein Lager 1 14 oder ein Loch aufweist zum drehbaren Lagern der Abstreifereinrichtung 1 10 um eine Drehachse 10. An seinem anderen Ende weist der Abstreiferarm einen Abstreifer 1 16, beispielsweise in Form einer Gummierung auf, zum Abstreifen des Fluids von der Walze 200 oder von dem Metallband.
Die Vorrichtung 100 weist weiterhin eine Aktuatoreinrichtung 120, beispielsweise in Form eines hydraulischen Betätigungszylinders auf zum Verschwenken der Abstreifereinrichtung 1 10 von einer Anlageposition A, in welcher die Abstreifereinrichtung 1 10, wie in Figur 1 gezeigt, an der Walze 200 oder an dem Metallband anliegt, in eine Ruheposition R, wie in Figur 2 gezeigt. In der Ruheposition liegt der Abstreifer 1 16 der Abstreifereinrichtung nicht an der Walze 200 oder dem Metallband an.
Weiterhin ist in den Figuren 1 und 2 eine Detektionseinrichtung 130 zu erkennen zum Erzeugen eines Messsignals, welches die jeweils aktuelle Position der Abstreifereinrichtung 1 10 repräsentiert. Bei der jeweils aktuellen Position kann es sich um die besagte Anlageposition oder die besagte Ruheposition oder jede beliebige andere Position bzw. Winkelstellung zwischen der Anlageposition und der Ruheposition handeln. Erfindungsgemäß ist diese Detektionseinrichtung 130 in Form eines Neigungssensors ausgebildet zum Erfassen der Position der Abstreifereinrichtung 1 10 als Auslenkwinkel α der Abstreifereinrichtung gegenüber der Gravitationsebene 20 durch die Drehachse 10. Die von dem Neigungssensor 130 erzeugten Messsignale werden entweder leitungsgebunden oder per Funk an eine Steuereinrichtung 140 übertragen zum Ansteuern von insbesondere der Aktuatoreinrichtung 120 unter Berücksichtigung der Messsignale.
Insbesondere kann mit Hilfe des Neigungssensors die Position der
Abstreifereinrichtung 1 10 vor Beginn eines Walzwechsels erkannt werden und - falls erforderlich - kann dann die Abstreifereinrichtung aus dem Bereich der Walzen in die Ruheposition zurückgeschwenkt werden, um zu verhindern, dass die Abstreifereinrichtung bei dem Walzenwechsel beschädigt wird. Bezugszeichenliste
10 Drehachse
20 Gravitationsachse
100 Vorrichtung
1 10 Abstreifereinrichtung
1 12 Abstreiferarm
1 14 Lager
1 16 Abstreifer
120 Aktuatoreinrichtung
130 Detektionseinrichtung
140 Steuereinrichtung
200 Gegenstand
A Anlageposition
R Ruheposition

Claims

Patentansprüche:
1 . Vorrichtung (100) zum Ableiten eines Fluids von einer Walze (200) in einem Walzgerüst oder von einem Metallband, aufweisend:
eine um eine Drehachse (10) schwenkbar gelagerte Abstreifereinrichtung (1 10) zum Abstreifen des Fluids von der Walze (200) oder dem Metallband; eine Aktuatoreinrichtung (120) zum Verschwenken der Abstreifereinrichtung (1 10) von einer Anlageposition (A), in welcher die Abstreifereinrichtung an der Walze oder dem Metallband anliegt, in eine Ruheposition (R), in welcher die Abstreifereinrichtung (1 10) nicht an der Walze (200) oder dem Metalland anliegt, und umgekehrt;
eine Detektionseinrichtung (130) zum Erzeugen eines Messsignals, welches die jeweils aktuelle Position (A, R) der Abstreifereinrichtung (1 10) repräsentiert; und
eine Steuereinrichtung (140) zum Ansteuern der Aktuatoreinrichtung (120) unter Berücksichtigung des von der Detektionseinrichtung (130)
empfangenen Messsignals;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektionseinrichtung (130) in Form eines Neigungssensors ausgebildet ist zum Erfassen der Position der Abstreifereinrichtung (1 10) als Auslenkwinkel (a) der Abstreifereinrichtung gegenüber der
Gravitationsebene (20) durch die Drehachse(10). 2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Neigungssensor (130) ausgebildet ist, nach dem Prinzip der dielektrischen Differenzkapazität zu arbeiten.
Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinrichtung (120) als Betätigungszylinder ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstreifereinrichtung (1 10) einen Abstreiferarm (1 12) aufweist, welcher an seinem einen Ende ein Lager (1 14) oder ein Loch aufweist zum drehbaren Lagern der Abstreifereinrichtung (1 10) um die Drehachse (10) und an seinem anderen Ende einen Abstreifer (1 16) aufweist zum
Abstreifen des Fluids von der Walze (200) oder dem Metallband.
5. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Neigungssensor (130) an der Abstreifereinrichtung (1 10), insbesondere an dem Abstreiferarm (1 12) angeordnet ist.
6. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei dem Fluid um ein Kühl- und/oder Schmiermittel handelt.
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