WO2020035261A1 - Vorrichtung, walzanlage und verfahren zum regeln eines bandzuges beim flexiblen walzen von metallband - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metallband, wo- bei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Rollenanordnung (11, 17) mit zumindest einer Tänzerrolle (12, 18), deren Position zur Regelung des Bandzuges des Metallbands (8) verstellbar ist, zumindest einen hydraulischen Antrieb (22), der zum Verstellen der Tänzerrolle (12, 8) mit dieser gekoppelt ist, einen Hydrauliktank (27) für Hydraulikflüssigkeit, der über eine hydraulische Zulauflei- tung (38) mit dem hydraulischen Antrieb fluidleitend verbunden ist, eine steuerbare Ventilanordnung (29) zwischen dem Hydrauliktank (27) und dem hydraulischen Antrieb (22) zum Steuern des hydraulischen Antriebs (22), eine Hydraulikpumpe (28), mit welcher der hydraulische Antrieb (22) mit Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank (27) versorgt wird, und zumindest einen Hydraulikdruckspeicher (33) zum Zwischenspeichern von zuvor durch die Hydraulikpumpe (28) geförderter Hydraulikflüssigkeit, wobei der Hydraulikdruckspeicher (33) zwischen der Hydraulikpumpe (28) und der Ventilanordnung (29) angeordnet ist, wobei in dem hydraulischen Antrieb (22) ein Drucksensor (36) zum Bestimmen des hydraulischen Drucks angeordnet ist.

Description

Vorrichtung, Walzanlage und Verfahren zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen

Walzen von Metallband

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Walzanlage mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metall- band, wobei die Vorrichtung eine Rollenanordnung mit zumindest einer Tänzerrolle, deren Position zur Regelung des Bandzuges des Metallbands verstellbar ist, aufweist. Ferner weist die Vorrichtung zumindest einen hydraulischen Antrieb, der zum Verstel len der Tänzerrolle mit dieser gekoppelt ist, und einen Hydrauliktank für Hydraulikflüs sigkeit, der über eine hydraulische Zulaufleitung mit dem hydraulischen Antrieb fluid- leitend verbunden ist, auf. Eine steuerbare Ventilanordnung ist zwischen dem Hydrau liktank und dem hydraulischen Antrieb zum Steuern des hydraulischen Antriebs ange ordnet. Der hydraulische Antrieb wird mittels einer Hydraulikpumpe mit Hydraulikflüs sigkeit aus dem Hydrauliktank versorgt wird. Die Vorrichtung umfass darüber hinaus zumindest einen Hydraulikdruckspeicher zum Zwischenspeichern von zuvor durch die Hydraulikpumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit, wobei der Hydraulikdruckspeicher zwischen der Hydraulikpumpe und der Ventilanordnung angeordnet ist.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der GB 1 165 475 A gezeigt. Bei der dort gezeigten Vorrichtung wird während des Walzprozesses die Ventilanordnung in eine neutrale Position überführt, in der beide Kammern des Hydraulikzylinders zum Bewegen der Rolle mit dem Druckspeicher verbunden sind. Somit wird dem Hydrau likzylinder ein konstanter Druck aufgeprägt und die Rolle mit einer konstanten Kraft an das Band gepresst. Die von einer Kolbenstange des Hydraulikzylinders ausgeübte Kraft stellt sich hierbei in Abhängigkeit der Differenz zwischen einer kolbenstangensei- tigen Fläche und einer zylinderkammerseitigen Fläche eines Kolbens des Hydraulikzy linders ein. Durch das sogenannte flexible Walzen werden Metallbänder mit periodisch wechselnd definierten unterschiedlichen Dicken hergestellt. Das gewalzte Längsdickenprofil ent spricht in Länge und Dicke beispielsweise dem späteren Belastungsfall eines Blech- bauteils. Der Walzprozess ist als Kalt- oder Warmbandwalzen auszulegen. Das zu walzende Bandmaterial wird von einem Coil abgehaspelt, gewalzt und anschließend wieder unter Zug aufgehaspelt. Die entsprechenden Walzanlagen können Reversier anlagen sein, d. h. nach Durchlaufen eines Coils von einer ersten zu einer zweiten Haspelvorrichtung kann ein nächstes Coil von der zweiten zur ersten Haspelvorrich- tung durchlaufen lassen werden. Aus diesem Bandmaterial werden nach entsprechen der Nachbehandlung Platinen vereinzelt, die für die Herstellung von Bauteilen mit un terschiedlichen Wandstärken verwendet werden.

Beim flexiblen Walzen werden gravierende Banddickenunterschiede von bis zu 50% und darüber hinaus in einem einzigen Walzdurchgang (Stich) durch Veränderung des Walzspaltes mittels servo-hydraulischer oder servo-elektrischer Stellmittel für die Ar beitswalzen erzielt. Bei einer Veränderung des Walzspaltes und damit der auslaufen den Bandenddicke entstehen aus der Bedingung der Volumenkonstanz am Walzspalt ein- und auslaufseitig Veränderungen der Bandgeschwindigkeit. Durch diese Ge- schwindigkeitsänderungen ändert sich auch ständig der Bandzug des Metallbandes. Die Veränderungen der Bandgeschwindigkeit und damit des Bandzuges erfolgen bei hohen Walzgeschwindigkeiten so schnell, dass die Haspelvorrichtungen nicht in der Lage sind, durch Anpassung der Haspelgeschwindigkeiten, konstante Bandzüge am Walzspalt einzuhalten. Veränderungen der Bandzüge haben direkten Einfluss auf die auslaufseitigen Banddickentoleranzen. Um die Banddickentoleranzen zu verbessern, ist demnach ein Verfahren erforderlich, das konstante Bandzüge auch über stark ver änderliche Bandgeschwindigkeiten ermöglicht. Hierzu werden seit Jahrzehnten soge nannte Tänzer in die Bandlinie eingesetzt, die in ihrer Funktion als Bandspeichermittel bei Geschwindigkeitsveränderungen den Bandzug konstant halten.

Eine Möglichkeit die Geschwindigkeitsvariation des Metallbandes bei verhältnismäßig geringen Walzgeschwindigkeiten zu kompensieren ist die Änderung der Haspelge schwindigkeiten. Hierbei wird die Geschwindigkeit der Haspel in Abhängigkeit der Po sition des Walzspaltes reguliert. Öffnet sich der Walzspalt und es wird ein dickerer Bereich gewalzt, so wird die Geschwindigkeit der Haspel erhöht. Wird der Walzspalt geschlossen und somit die Bandgeschwindigkeit prozessbedingt reduziert, wird die Haspelgeschwindigkeit ebenfalls reduziert, wie dies in der CN 101890434 A beschrie ben ist. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Begrenzung des Coilgewichts sowie der Walzgeschwindigkeit. Aufgrund der Massenträgheit wird die Reaktionszeit des Systems mit steigender Masse immer größer. Eine Erhöhung der Masse des Coils führt zu einer notwendigen Reduzierung der Walzgeschwindigkeit. Auf der anderen Seite bedingt eine erhöhte Walzgeschwindigkeit eine Reduzierung der Masse des Coils, wodurch die Nebenzeiten der Anlage steigen.

DE 103 15 357 A1 offenbart eine Walzanlage zum Walzen von Metallband mit einer ersten Haspelvorrichtung zum Abhaspeln, von welcher Band mit definierter Bandaus gangsdicke abwickelbar ist, mit einem Walzgerüst, das zumindest zwei Arbeitswalzen umfasst, zwischen denen ein in der Weite steuerbarer und/oder regelbarer Walzspalt gebildet wird, und mit einer zweiten Haspelvorrichtung zum Aufhaspeln, auf welche Metallband mit einer gegenüber der definierten Bandausgangsdicke reduzierten Ban denddicke aufwickelbar ist. Ferner weist die Walzanlage erste Bandspeichermittel mit einer Rollenanordnung aus einer Mehrzahl von Rollen zwischen der ersten Haspelvor richtung und dem Walzgerüst auf. Die Walzanlage weist darüber hinaus zweite Band- speichermittel mit einer Rollenanordnung aus einer Mehrzahl von Rollen zwischen dem Walzgerüst und der zweiten Haspelvorrichtung auf. Die Rollen der ersten Band speichermittel und der zweiten Bandspeichermittel sind zur Bandspeicherung in ihrer Stellung relativ zueinander veränderbar, wobei das Metallband jeweils in Form eines „S“ mit zumindest teilweise übereinanderliegenden Bögen geführt wird. Zur Verände- rung der Stellung der Rollen zueinander, wird die Bewegung einer der Rollen je Band speichermittel hydraulisch verstellt, so dass das„S“ so verzerrt wird, dass Länge des Metallbandes zwischen einem Einlauf und einem Auslauf in die jeweiligen Bandspei chermittel verändert wird. Aus der EP 1 121 990 B2 ist eine Vorrichtung zum Walzen von Metallbändern mit periodisch veränderlicher Banddicke bekannt, bei der sowohl zwischen einer Haspel zum Abhaspeln von Metallband und dem Walzgerüst als auch zwischen dem Walzge rüst und einer Haspel zum Aufhaspeln von Metallband jeweils eine Ausgleichs- oder Tänzerrolle angeordnet ist. Um die Ausgleichs- oder Tänzerrollen ist das Bandmaterial schleifenförmig herumgeführt. Die Ausgleichs- oder Tänzerrollen werden bei konstan ter Umfangsgeschwindigkeit der den Walzspalt bestimmenden Walzen des Walzge- rüsts kraftgeregelt, um einen gewollten Bandzug aufzubringen, wobei die Haspeln drehzahlgeregelt sind. Die Ausgleichs- oder Tänzerrollen werden hierbei vertikal und in einer Richtung senkrecht zum Metallband linear verstellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung, eine Walzanlage und ein Verfahren zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metallband bereit zustellen, bei dem eine schnelle und genaue Regelung des Bandzuges im Metallband ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metallband gelöst, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Rol lenanordnung mit zumindest einer Tänzerrolle, deren Position zur Regelung des Band- zuges des Metallbands verstellbar ist, zumindest einen hydraulischen Antrieb, der zum Verstellen der Tänzerrolle mit dieser gekoppelt ist, einen Hydrauliktank für Hydraulik flüssigkeit, der über eine Hydraulikzuleitung mit dem hydraulischen Antrieb verbunden ist, eine steuerbare Ventilanordnung zwischen dem Hydrauliktank und dem hydrauli schen Antrieb zum Steuern des hydraulischen Antriebs, eine Hydraulikpumpe, mit wel- eher der hydraulische Antrieb mit Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank versorgt wird, und zumindest einen Hydraulikdruckspeicher zum Zwischenspeichern von zuvor durch die Hydraulikpumpe geförderter Hydraulikflüssigkeit, wobei der Hydraulikdruck speicher zwischen der Hydraulikpumpe und der Ventilanordnung angeordnet ist. Hier bei ist in dem hydraulischen Antrieb ein Drucksensor zum Bestimmen des hydrauli- sehen Drucks angeordnet.

Anhand des hydraulischen Drucks kann auf den Bandzug des Metallbandes geschlos sen werden. Ein schnelles Verstellen der zumindest einen Tänzerrolle ist insbesondere bei hohen Walzgeschwindigkeiten, zum Beispiel über 25 m/min, und beim Einsatz großer Coil- massen von zum Beispiel 5 bis 25 kg/mm Bandbreite bei Bandbreiten von 300 bis 750 mm, nicht alleine durch die Verstellung der Förderleistung der Hydraulikpumpe zu ge währleisten. Daher sieht die Erfindung darüber hinaus einen Hydraulikdruckspeicher zum Zwischenspeichern von zuvor durch die Hydraulikpumpe geförderter Hydraulik flüssigkeit vor, wobei der Hydraulikspeicher zwischen der Hydraulikpumpe und der Ventilanordnung angeordnet ist. Aus diesem Hydraulikdruckspeicher kann in kürzester Zeit ein hohes Volumen an Hydraulikflüssigkeit zum Verstellen der zumindest einen Tänzerrolle zur Verfügung gestellt werden, so dass geringe Schwankungen des Band zuges, möglichst unter 35 %, erzielt werden. Der Hydraulikdruckspeicher ist hierbei möglichst nahe an den hydraulischen Einheiten zum Verstellen der Tänzerrolle anzu ordnen, so dass auch Leitungsverluste zwischen dem Hydraulikdruckspeicher und der Verstelleinheit für die Tänzerrolle gering gehalten werden.

Bei dem hydraulischen Antrieb kann es sich zum Beispiel um einen oder mehrere Hyd raulikzylinder je Tänzerrolle handeln. Es kann ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder oder es können zwei einfachwirkende Hydraulikzylinder eingesetzt werden, um eine Tänzerrollen zu verstellen.

Der hydraulische Druck wird hierbei in der hydraulischen Zuleitung oder in einem oder mehreren Zylinderräumen des Hydraulikzylinders gemessen.

Darüber hinaus ist es möglich, dass an zumindest einer Rolle der Rollenanordnung zumindest ein Kraftsensor, zum Beispiel eine Zugmessdose, zum Bestimmen der von dem Metallband auf die jeweilige Rolle bzw. die jeweiligen Rollen wirkenden Kräfte angeordnet ist. Somit kann unmittelbar auf den Bandzug im Metallband geschlossen werden. Ferner kann an der zumindest einen Tänzerrolle ein Wegmesssystem zum Bestimmen der Position der Tänzerrolle angeordnet sein. Hierdurch lässt sich feststellen, ob sich die Tänzerrolle bereits in der Nähe einer Endlage ihres Verstellweges befindet, um gegebenenfalls die Geschwindigkeit des Metallbandes anpassen zu können. Die An passung der Geschwindigkeit des Metallbandes kann durch verändern der Haspel- drehzahl erfolgen. Durch die Änderung der Geschwindigkeit des Metallbandes wird tendenziell die Position der Tänzerrolle verstellt.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der hydrauli sche Antrieb über einen Rücklauf mit dem Hydrauliktank fluidleitend verbunden, wobei in dem Rücklauf zumindest ein Pulsationsdämpfer angeordnet ist. Bei hohen Bandge schwindigkeiten ist eine hohe Frequenz der Einstellung der Tänzerrolle erforderlich, was zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten und gegebenenfalls zu Kavitation in den Hydraulikleitungen führt. Diese Druckschwankungen können durch den zumindest ei nen Pulsationsdämpfer reduziert werden, um Beschädigungen des Hydrauliksystems zu vermeiden. Hierbei ist der zumindest eine Pulsationsdämpfer möglichst nahe zum Hydraulikzylinder angeordnet.

Zusätzlich kann stromab des zumindest einen Pulsationsdämpfers ein Ausgleichstank angeordnet sein, um eine weitere Entspannung des Hydraulikfluids möglichst nahe an dem hydraulischen Antrieb zu ermöglichen. Der Durchlauf des Hydraulikfluids, ausge hend vom Ausgleichstank bis zum Hydrauliktank, kann dann rein schwerkraftbasiert erfolgen, was weiterer Kavitation entgegenwirkt. Zwischen dem Ausgleichstank und dem Hydrauliktank kann ein Rückschlagventil angeordnet sein.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Tänzerrolle horizontal verstellbar angeordnet. Grundsätzlich ist jedoch auch eine von der horizontalen Richtung abwei chende Verstellrichtung der Tänzerrolle denkbar.

Die Rollenanordnung kann zusätzlich zu der zumindest einen Tänzerrolle zumindest eine weitere Rolle aufweisen, wobei die zumindest eine Tänzerrolle und die zumindest eine weitere Rolle derart vertikal übereinander angeordnet sind, dass das Metallband in Form eines S, bzw. als S-förmige Schlinge, geführt ist.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Walzanlage zum flexiblen Walzen von Metallband gelöst, wobei die Walzanlage Folgendes aufweist: ein Walzgerüst mit zwei Arbeitswal zen, zwischen denen ein in der Weite einstellbarer Walzspalt gebildet ist, eine erste Bandführungseinheit mit einer ersten Haspel zum Abhaspeln von Metallband, eine zweite Bandführungseinheit mit einer zweiten Haspel zum Aufhaspeln von gewalztem Metallband. Darüber hinaus ist in zumindest einer der genannten Bandführungseinhei ten eine Vorrichtung gemäß der vorbeschriebenen Ausführungsformen zwischen der jeweiligen Haspel und dem Walzgerüst angeordnet. Eine weitere Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Regeln eines Band zuges beim flexiblen Walzen von Metallband in einer Walzanlage mit einer Vorrichtung wie vorangehend beschrieben, wobei die Ventilanordnung in Abhängigkeit des Band zuges des Metallbands gesteuert wird und zur kurzfristigen Bereitstellung von Hydrau- likflüssigkeit der hydraulische Antrieb zumindest teilweise mit zuvor in dem zumindest einen Hydraulikdruckspeicher gespeicherte Hydraulikflüssigkeit gespeist wird.

Der Hydraulikdruck wird im hydraulischen Antrieb gemessen, wobei von dem Hydrau likdruck auf den Bandzug im Metallband geschlossen wird und in Abhängigkeit des ermittelten Bandzuges die Ventilanordnung gesteuert wird.

Zusätzlich können die vom Metallband auf eine Rolle der Rollenanordnung wirkenden Kräfte gemessen werden, wobei von den ermittelten Kräften auf den Bandzug im Me tallband geschlossen wird und in Abhängigkeit des ermittelten Bandzuges die Ventila- nordnung gesteuert wird.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens zum Steuern einer Walzanlage wie vorange hend beschrieben kann die Position der Tänzerrolle der zumindest einen Bandfüh rungseinheit über ein Wegmesssystem ermittelt werden, wobei die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Haspel der zumindest einen Bandführungseinheit in Abhängigkeit der Position der Tänzerrolle gesteuert wird. Hierüber kann die Position der Tänzerrolle tendenziell verändert werden.

Bei der Bandführungseinheit zwischen der ersten Haspel zum Abhaspeln des Metall- bandes und dem Walzgerüst kann dadurch kurz vor Erreichen einer definierten ersten Endlage der Tänzerrolle, bei der die Metallbandlänge zwischen einem Einlauf in die Rollenanordnung und einem Auslauf aus der Rollenanordnung einen kleinsten Wert annimmt, die Geschwindigkeit der ersten Haspel erhöht werden. Kurz vor Erreichen einer definierten zweiten Endlage der Tänzerrolle, bei der die Metallbandlänge zwi- sehen dem Einlauf in die Rollenanordnung und dem Auslauf aus der Rollenanordnung einen größten Wert annimmt, kann die Geschwindigkeit der ersten Haspel reduziert werden. Somit wird vermieden, dass die Tänzerrolle über die beiden Endlagen hinaus verstellt werden müsste und möglichst in einem zentralen Bereich gehalten wird. Bei der Bandführungseinheit zwischen dem Walzgerüst und der zweiten Haspel zum Aufhaspeln des Metallbandes ergeben sich umgekehrte Bedingungen. Das heißt, kurz vor Erreichen einer definierten ersten Endlage der Tänzerrolle, bei der die Metallband länge zwischen einem Einlauf in die Rollenanordnung und einem Auslauf aus der Rol- lenanordnung einen größten Wert annimmt, wird die Geschwindigkeit der zweiten Has pel erhöht. Kurz vor Erreichen einer definierten zweiten Endlage der Tänzerrolle, bei der die Metallbandlänge zwischen dem Einlauf in die Rollenanordnung und dem Aus lauf aus der Rollenanordnung einen kleinsten Wert annimmt, wird die Geschwindigkeit der zweiten Haspel reduziert.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Walzspalteinstellung des Walzgerüsts ermittelt wird, wobei die Ventilanordnung zusätzlich zum Bandzug des Metallbandes in Abhän gigkeit des Walzspalts gesteuert wird. Somit wird eine Vorsteuerung in Abhängigkeit der Walzspalteinstellung ermöglicht, die insbesondere in Kombination mit der Steue- rung aus der Ermittlung des Bandzuges eine geringe Reaktionszeit des Systems ge währleistet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walzanlage wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt skizzenhaft eine erfindungsgemäße Walzanlage mit hydraulischer Verstelleinrichtung in Seitenan sicht.

Auf einem Fundament 1 ist ein Walzgerüst 2 aufgebaut, in dem zwei übereinanderlie gende Arbeitswalzen 3, 4 und zwei in einer vertikalen Flucht mit den Arbeitswalzen 3, 4 liegenden Stützwalzen 5, 6 zu erkennen sind. Zwischen den Arbeitswalzen 3, 4 ist ein einstellbarer und steuerbarer Walzspalt 7 gebildet, durch welchen ein Metallband 8 in der gezeigten Darstellung von links nach rechts in einer Produktionsrichtung P durchläuft. Bei der Walzanlage kann es sich um eine Reversieranlage handeln, bei der nach Durchlaufen eines Coils in Produktionsrichtung P, wie in der Figur dargestellt, ein nächster Coil in entgegengesetzter Richtung die Walzanlage durchläuft.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kommt das Metallband 8 von einer ersten Has pelvorrichtung 9 mit einer linksdrehenden ersten Haspel 10, von der das Metallband 8 über die Unterseite der ersten Haspel 10 abgewickelt wird. Von der ersten Haspelvor richtung 9 läuft das Metallband 8 in Produktionsrichtung P in eine erste Rollenanord nung 1 1 zum Speichern einer bestimmten Länge des Metallbandes 8 und zum Ein bringen eines Bandzuges in das Metallband 8 in Form einer Doppelrollenanordnung, welche eine bewegliche obere Tänzerrolle 12 und eine feste untere Rolle 13 aufweist. Mit einem horizontalen Doppelpfeil ist angedeutet, dass die Tänzerrolle 12 in der ers ten Rollenanordnung 1 1 gesteuert horizontal verschoben werden kann. Grundsätzlich sind auch andere Orientierungen, wie eine vertikale oder schräge Verstellung, und an dere Bewegungsformen, wie zum Beispiel eine Schwenkbewegung, denkbar. Eine Be wegung der Tänzerrolle 12 ändert in der hier angedeuteten Ausführung die Länge der Schlinge des Metallbandes 8 zwischen einem Einlauf in die erste Rollenanordnung 1 1 und einem Auslauf aus der ersten Rollenanordnung 1 1 .

Die untere, an sich feste Rolle 13, ist mittels einer Schwinge 14 aus ihrer Betriebspo sition (durchgezogene Darstellung 13) in einer Einführposition (gestrichelte Darstel lung 13‘) über eine Bandlinie 21 zu schwenken. Mit der gestrichelten Linie ist die Ein führposition der feststehenden Rolle 13 angedeutet, in der das Metallband 8 längs der ebenfalls gestrichelt dargestellten Bandlinie 21 in das Walzgerüst 2 eingeführt werden kann. Wenn das Metallband 8 zum Aufhaspeln fixiert ist, schwenkt die Rolle 13 in ihre mit durchgezogener Linie dargestellte Betriebsposition zurück.

In Produktionsrichtung hinter dem Walzgerüst 2 und damit rechts von dem Walzgerüst 2 ist eine zweite Haspelvorrichtung 15 zum Aufhaspeln des Metallbandes 8 gezeigt, welche eine linksdrehende zweite Haspel 16 aufweist, welche das gewalzte Metall band 8 über die Unterseite aufwickelt. Zwischen dem Walzgerüst 2 und der zweiten Haspelvorrichtung 15 liegt eine weitere zweite Rollenanordnung 17 zum Speichern von Metallband und Aufbringen eines Bandzuges, die eine bewegliche obere Tänzer rolle 18 und eine feste untere Rolle 19 aufweist.

Grundsätzlich können die erste Haspel 10 und die zweite Haspel 16 links- oder rechts drehend ausgelegt sein, wobei das Metallband 8 von oben oder von unten ab- bzw. aufgewickelt werden kann. Durch einen horizontalen Doppelpfeil wird angedeutet, dass die Tänzerrolle 18 gegen über der festen Rolle 19 in der zweiten Rollenanordnung 17 gesteuert verschiebbar ist. Auch hier ist es, analog zur Tänzerrolle 12 der ersten Rollenanordnung 11 , denk bar, dass die Tänzerrolle 18 in einer anderen Richtung verschoben oder verschwenkt wird. Durch das Verstellen der Tänzerrolle 18 der zweiten Rollenanordnung 17 wird die Länge der Schlinge des Metallbandes 8 zwischen einem Einlauf in die zweite Rol lenanordnung 17 und einem Auslauf aus der zweiten Rollenanordnung 17 verändert.

Mit gestrichelter Linie ist die Rolle 19 in einer mittels einer Schwinge 20 aus ihrer Be- triebsposition (19) über eine Bandlinie 21‘ geschwenkten Einführposition (19‘) gezeigt, die zum Einführen eines Bandanfangs längs der wiederum gestrichelt dargestellten Bandlinie 21 dient. Wenn der Bandanfang auf der zweiten Haspel 16 fixiert ist, schwenkt die Rolle 19 in ihre durchgezogen dargestellte Betriebsstellung (19) zurück. Durch ein Verstellen der Tänzerrollen 12, 18 kann somit die Zugkraft innerhalb des Metallbandes 8 variiert werden. Eine zusätzliche Zugverstärkung ergibt sich dann, wenn zumindest eine der Rollen 12, 13, 18, 19 mit nicht dargestellten Bremsmitteln und/oder Antriebsmitteln versehen ist. In der Figur ist ein hydraulischer Antrieb für die Tänzerrolle 18 der zweiten Rollenano rdnung 17 schematisch dargestellt, wobei der hydraulische Antrieb einen doppeltwir kenden Hydraulikzylinder 22 aufweist. Die Tänzerrolle 18 ist mit einer in einem Zylinder 24 des Hydraulikzylinders 22 verstellbar angeordneten Kolbenstange 23 verbunden und durch diese in der Position verstellbar. Der Hydraulikzylinder 22 wird über eine hydraulische Betätigungsanordnung 25 betätigt.

Die Tänzerrolle 12 der ersten Rollenanordnung 1 1 ist identisch zur Tänzerrolle 18 der zweiten Rollenanordnung 17 über einen Hydraulikzylinder und eine hydraulische Be tätigungsanordnung verstellbar, wobei der Hydraulikzylinder und die hydraulische Be- tätigungsanordnung für die Tänzerrolle 12 der ersten Rollenanordnung 1 1 der Über sichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Im Folgenden wird daher die hydraulische Betätigungsanordnung 25 für die zweite Rollenanordnung 17 auch repräsentativ für die hydraulische Betätigungsanordnung der ersten Rollenanordnung 1 1 beschrieben. In einem Walzenkeller 26 unterhalb des Niveaus des Fundaments 1 befindet sich ein Hydrauliktank 27, in dem Hydraulikflüssigkeit gespeichert ist. Ferner ist in dem Wal zenkeller 26 eine Hydraulikpumpe 28 angeordnet, die über eine Hydraulikleitung 37 fluidleitend mit dem Hydrauliktank 27 verbunden ist und Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank 27 in Richtung zum Hydraulikzylinder 22 fördert. Grundsätzlich können auch mehrere Hydraulikpumpen 28 vorgesehen sein.

Der Hydraulikzylinder 22 ist auslassseitig wiederum fluidleitend mit dem Hydrauliktank 27 verbunden.

Zur Steuerung des Hydraulikzylinders 22 ist zwischen dem Hydraulikzylinder 22 und der Hydraulikpumpe 28 eine steuerbare Ventilanordnung 29 angeordnet, welche über eine Zulaufleitung 38 fluidleitend mit der Hydraulikpumpe 28 verbunden ist und welche ein hydraulisches Servoventil 30 aufweist. Die Ventilanordnung ist darüber hinaus mit einer Rücklaufleitung 39 mit dem Hydrauliktank 27 verbunden. Das Servoventil 30 lässt sich derart steuern, dass die Zulaufleitung 38 von der Hydraulikpumpe 28 ge sperrt ist, genauso wie die Rücklaufleitung 39 vom Hydraulikzylinder 22 zum Hydrau liktank 27 gesperrt werden kann. Ferner kann die Zulaufleitung 38 wahlweise fluidlei tend mit einem ersten Zylinderraum 31 oder einem zweiten Zylinderraum 32 des Hyd raulikzylinders 22 verbunden werden, wobei die Rücklaufleitung 39 zum Hydrauliktank

27 mit dem jeweilig anderen der beiden Zylinderräume 32, 31 verbunden wird. Somit lässt sich die Kolbenstange 23 in Richtung des angedeuteten Doppelpfeils verstellen.

Um eine möglichst schnelle Verstellung des Hydraulikzylinders 22 und damit der Tän zerrolle 18 zu ermöglichen, ist in der Zulaufleitung 38 zwischen der Hydraulikpumpe

28 und der Ventilanordnung 29 ein Hydraulikdruckspeicher 33 angeordnet, um von zuvor durch die Hydraulikpumpe 28 geförderte Hydraulikflüssigkeit zwischen zu spei chern und bei Bedarf zum Hydraulikzylinder 22 zu fördern. Der Hydraulikdruckspeicher 33 ist hierbei vorzugsweise auf einem Niveau des Fundaments 1 oder darüber ange ordnet und zudem in möglichst unmittelbarer Nähe zum Hydraulikzylinder 22 vorgese hen, um Leitungsverluste zu vermeiden. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass mehrere Hydraulikdruckspeicher 33 in der Zulaufleitung 38 angeordnet sind. In der Rücklaufleitung 39 ist zwischen der Ventilanordnung 29 und dem Hydrauliktank 27 ein Pulsationsdämpfer 34 angeordnet, wobei grundsätzlich auch mehrere Pulsati onsdämpfer 34 vorgesehen sein können. Der Pulsationsdämpfer 34 dient dazu, die Druckschwankungen in der Rückleitung von der Ventilanordnung 29 auszugleichen, um Kavitationen entgegenzuwirken. Zusätzlich ist zwischen dem Pulsationsdämpfer 34 und dem Hydrauliktank 27 ein Ausgleichstank 35 vorgesehen, der dafür sorgt, dass Hydraulikflüssigkeit vom Ausgleichstank 35 drucklos in den Hydrauliktank 27 fließen kann, so dass in diesem Bereich der Hydraulikleitung keine Kavitation auftreten kann. Der Pulsationsdämpfer 34 ist möglichst nahe am Hydraulikzylinder 22 angeordnet. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass kein Pulsationsdämpfer in der Rück leitung 39 vorgesehen ist.

Zwischen dem Hydraulikzylinder 22 und der Ankopplung desselben an der Tänzerrolle 18 ist ein Kraftsensor in Form einer Zugmessdose 35 vorgesehen. Mit dieser können die Zug- und Druckkräfte, die zwischen dem Hydraulikzylinder 22 und der Tänzerrolle 18 auftreten, ermittelt werden, um hierüber auf den Bandzug innerhalb des Metallban des 8 schließen zu können.

Ferner weist der Hydraulikzylinder 22 einen Drucksensor 36 auf, mit dem der hydrau lische Druck innerhalb des zweiten Zylinderraums 32 ermittelt werden kann. Über die sen ermittelten Druck kann ebenfalls auf den Bandzug im Metallband 8 geschlossen werden. Der Drucksensor kann sich auch im ersten Zylinderraum 31 befinden. Alter nativ können auch mehrere Drucksensoren, zum Beispiel einer für den ersten Zylin derraum 31 und einer für den zweiten Zylinderraum 32 oder für die hydraulischen Zu leitungen zum Hydraulikzylinder 22 vorgesehen sein.

Der Hydraulikzylinder 22 ist darüber hinaus mit einem integrierten Wegmesssystem 40 ausgestattet, über welches die Position der Tänzerrolle 18 ermittelt werden kann. Das Wegmesssystem 40 kann alternativ an einem anderen Bauteil vorgesehen sein, das mit der Tänzerrolle 18 bewegt wird. Durch die Position der Tänzerrolle 18 lässt sich feststellen, ob sich die Tänzerrolle 18 bereits in einer Endlage ihres Verstellweges befindet, um gegebenenfalls die Geschwindigkeit des Metallbandes 8 anpassen zu können. Durch die Veränderung der Geschwindigkeit des Metallbandes 8, zum Bei spiel durch Veränderung der Haspeldrehzahl, kann die Position der Tänzerrolle 18 verändert werden. Wird die Haspeldrehzahl der zweiten Haspel 16 erhöht, wird ten denziell mehr Metallband 8 aus der zweiten Rollenanordnung 17 abgeleitet, so dass zur Erzielung eines konstanten Bandzuges eine weniger lange Schlinge des Metall bandes 8 in der zweiten Rollenanordnung 17 gespeichert werden muss. Dies wird bei der gezeigten Ausführungsform dadurch erreicht, dass die Tänzerrolle 18 nach links bewegt wird. Befindet sich also die Tänzerrolle 18 der zweiten Rollenanordnung 17 in einer Endlage in der Darstellung rechts, muss die Geschwindigkeit der zweiten Haspel 16 erhöht werden, um die Tänzerrolle 18 wieder tendenziell in eine Mittellage zu be wegen. Ist die Tänzerrolle 18 an einer linken Endlage angelangt, muss die Geschwin- digkeit der zweiten Haspel 16 entsprechend reduziert werden.

Bezugszeichenliste

1 Fundament

2 Walzgerüst

3 Arbeitswalze

4 Arbeitswalze

5 Stützwalze

6 Stützwalze

7 Walzspalt

8 Metallband

9 erste Haspelvorrichtung

10 erste Haspel

1 1 erste Rollenanordnung

12 Tänzerrolle

13 Rolle

14 Schwinge

15 zweite Haspelvorrichtung

16 zweite Haspel

17 zweite Rollenanordnung

18 Tänzerrolle

19 Rolle

20 Schwinge

21 Bandlinie

22 Hydraulikzylinder

23 Kolbenstange

24 Zylinder

25 Betätigungsanordnung

26 Walzenkeller

27 Hydrauliktank Hydraulikpumpe

Ventilanordnung

Servoventil

erster Zylinderraum zweiter Zylinderraum

Hydraulikdruckspeicher

Pulsationsdämpfer

Zugmessdose

Drucksensor

Hydraulikleitung

Zulaufleitung

Rücklaufleitung

Wegmesssystem

Claims

Muhr und Bender KG 19. Juli 2019 Mubea-Platz 1 Mü/ (2019007351 ) Q181 1 1WO1057439 Attendorn Vorrichtung, Walzanlage und Verfahren zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metallband Ansprüche

1. Vorrichtung zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metall band, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:

eine Rollenanordnung (1 1 , 17) mit zumindest einer Tänzerrolle (12, 18), deren Position zur Regelung des Bandzuges des Metallbands (8) verstellbar ist, zumindest einen hydraulischen Antrieb (22), der zum Verstellen der Tänzerrolle (12, 18) mit dieser gekoppelt ist,

einen Hydrauliktank (27) für Hydraulikflüssigkeit, der über eine hydraulische Zulaufleitung (38) mit dem hydraulischen Antrieb fluidleitend verbunden ist, eine steuerbare Ventilanordnung (29) zwischen dem Hydrauliktank (27) und dem hydraulischen Antrieb (22) zum Steuern des hydraulischen Antriebs (22), eine Hydraulikpumpe (28), mit welcher der hydraulische Antrieb (22) mit Hyd raulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank (27) versorgt wird, und

zumindest einen Hydraulikdruckspeicher (33) zum Zwischenspeichern von zu vor durch die Hydraulikpumpe (28) geförderter Hydraulikflüssigkeit, wobei der Hydraulikdruckspeicher (33) zwischen der Hydraulikpumpe (28) und der Ven tilanordnung (29) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass in dem hydraulischen Antrieb (22) ein Drucksensor (36) zum Bestimmen des hydraulischen Drucks angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der hydraulische Antrieb einen Hydraulikzylinder (22) umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass an einer Rolle (12, 13, 18, 19) der Rollenanordnung (11 , 17) zumindest ein Kraftsensor (35) zum Bestimmen der von dem Metallband (8) auf die Rolle (18) wirkenden Kräfte angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass an der Tänzerrolle (12, 18) ein Wegmesssystem (40) zum Bestimmen der Position der Tänzerrolle (12, 18) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der hydraulische Antrieb (22) über eine hydraulische Rücklaufleitung (39) mit dem Hydrauliktank (27) fluidleitend verbunden ist und

dass in der Rücklaufleitung (39) ein Pulsationsdämpfer (34) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass stromab des Pulsationsdämpfers (34) ein Ausgleichstank (35) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Tänzerrolle (12, 18) horizontal verstellbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Rollenanordnung (1 1 , 17) zusätzlich zu der zumindest einen Tänzer rolle (12, 18) zumindest eine weitere Rolle (13, 19) aufweist, wobei die zumin dest eine Tänzerrolle (12, 18) und die zumindest eine weitere Rolle (13, 19) derart vertikal übereinander angeordnet sind, dass das Metallband (8) in Form eines S geführt ist.

9. Walzanlage zum flexiblen Walzen von Metallband (8), wobei die Walzanlage Folgendes aufweist:

ein Walzgerüst (2) mit zwei Arbeitswalzen (3, 4), zwischen denen ein in der Weite einstellbarer Walzspalt (7) gebildet ist,

eine erste Bandführungseinheit mit einer ersten Haspel (10) zum Abhaspeln von Metallband (8),

eine zweite Bandführungseinheit mit einer zweiten Haspel (16) zum Aufhaspeln von gewalztem Metallband (8),

dadurch gekennzeichnet,

dass in zumindest einer der genannten Bandführungseinheiten eine Vorrich tung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zwischen der jeweiligen Haspel (10, 16) und dem Walzgerüst (2) angeordnet ist.

10. Verfahren zum Regeln eines Bandzuges beim flexiblen Walzen von Metallband (8) in einer Walzanlage mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ventilanordnung (29) in Abhängigkeit des Bandzuges des Me tallbands (8) gesteuert wird und zur kurzfristigen Bereitstellung von Hydraulik flüssigkeit der hydraulische Antrieb (22) zumindest teilweise mit zuvor in dem zumindest einen Hydraulikdruckspeicher (33) gespeicherte Hydraulikflüssigkeit gespeist wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Hydraulikdruck am hydraulischen Antrieb (22) gemessen wird, dass von dem Hydraulikdruck auf den Bandzug im Metallband (8) geschlossen wird und

dass in Abhängigkeit des ermittelten Bandzuges die Ventilanordnung (29) ge steuert wird.

1 1. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass die vom Metallband (8) auf eine Rolle der Rollenanordnung (1 1 , 17) wir kenden Kräfte gemessen werden,

dass von den ermittelten Kräften auf den Bandzug im Metallband (8) geschlos sen wird und

dass in Abhängigkeit des ermittelten Bandzuges die Ventilanordnung (29) ge steuert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 zum Steuern einer Walzanlage nach An spruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Position der Tänzerrolle (12, 18) der zumindest einen Bandführungs einheiten über ein Wegmesssystem (40) ermittelt wird und

dass die Geschwindigkeit der Haspel (10, 16) der zumindest einen Bandfüh rungseinheiten in Abhängigkeit der Position der Tänzerrolle (12, 18) gesteuert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüchen 10 bis 12 zum Steuern einer Walzan lage nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Walzspalteinstellung des Walzgerüsts (2) ermittelt wird und dass die Ventilanordnung (29) zusätzlich zum Bandzug des Metallbandes (8) in Abhängigkeit des Walzspalts (7) gesteuert wird.