MEISSEN, Reinhard (Gründeläcker Str. 22, Dormitz, 91077, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Einstellung einer Zugspannung für ein eine Anlage (1), insbesondere Warmwalzanlage, durchlaufendes Walz- gut (B) , insbesondere Metallband, insbesondere Warmband, wo¬ bei das Walzgut (B) zwischen einer ersten Beeinflussungseinrichtung (2) der Anlage (1) zum Beeinflussen des Walzgutes (B) und einer zweiten Beeinflussungseinrichtung (3) der Anlage (1) zur Beeinflussung des Walzgutes (B) einteilig ausge- bildet ist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beeinflussungseinrichtung (2, 3) eine Schlinge (S) des Walzgutes (B) durch dessen Gewichtskraft ausgebildet wird, wobei bei Vorliegen der Schlinge (S) im stationären Betrieb der Anlage (1) wenigstens ein Teil der Gewichtskraft der Schlinge (S) kontinuierlich durch eine die Schlinge (S) unterstützende, höhenverstellbare Stützeinrichtung (4) aufgenommen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der von der Stützeinrichtung (4) aufgenommene Gewichtskraftanteil erfasst wird, dass anhand des erfassten Gewichtskraftanteils und un- ter Berücksichtigung eines Soll-Gewichtskraftanteils eine Einstellung, insbesondere eine Regelung, der Position der Stützeinrichtung (4) erfolgt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Auftre¬ ten von Zugspannungsänderungen die Stützeinrichtung (4) derart betrieben wird, dass eine Schlingenlänge, insbesondere eine Auslenkhöhe (H) , der Schlinge (S) mittels der Stützein¬ richtung (4) verändert, insbesondere geregelt, wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Ist- Zugspannung des Walzgutes (B) erfasst und mit einer Soll- Zugspannung verglichen wird, wobei die Stützeinrichtung (4) derart betrieben wird, dass bei Vorliegen einer Abweichung der Ist-Zugspannung von der Soll-Zugspannung die Abweichung verringert wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine erste Geschwindigkeit (VI) ermittelt wird, mit welcher das Walzgut (B) die erste Beeinflussungseinrichtung (2) durchläuft, dass eine zweite Geschwindigkeit (V2) ermittelt wird, mit der das Walzgut (B) die zweite Beeinflussungseinrichtung (3) durchläuft und die Stützeinrichtung (4) anhand der ermittelten ersten und zweiten Geschwindigkeit (VI, V2) betrieben wird. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens ein Teil der Gewichtskraft mittels einer Stützeinrichtung (4) aufgenommen wird, welche wenigstens eine die Schlinge (S) un¬ terstützende, insbesondere zur Einstellung der Umfangsge- schwindigkeit antreibbare, Rolle (6, 7, 8) umfasst. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Scheitel (M) der Schlinge (S) mittels wenigstens einer Rolle (6, 7, 8) unterstützt wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens ein Teil der Gewichtskraft mittels einer Stützeinrichtung (4) aufgenommen wird, welche eine Mehrzahl an die Schlinge (S) unterstützenden, insbesondere zur Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit antreibbaren, Rollen (6, 7, 8) umfasst. 8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mehrzahl an Rollen (6, 7, 8) die Schlinge (S) zwischen den mathemati¬ schen Wendepunkten einer den Verlauf der Schlinge (S) beschreibenden Kurve unterstützen. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine der Rollen (6, 7, 8) der Mehrzahl an Rollen (6, 7, 8) unabhängig von wenigstens einer weiteren Rolle (6, 7, 8) der Mehrzahl an Rollen (6, 7, 8) zur Einstellung der Zugspannung in ihrer Position, insbesondere senkrecht zu einer Transport¬ richtung (T) des Metallbands (B) , verfahren wird. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der ersten und der zweiten Beeinflussungseinrichtung (2, 3) eine Mehrzahl an von jeweils einer Stützeinrichtung gestützten Schlingen (S) ausgebildet wird. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im stationä¬ ren Betrieb der Anlage die Position der Stützeinrichtung derart eingestellt wird, dass für während des Durchlaufens übli- cherweise auftretende Zugschwankungen entsprechende Stellre¬ serven für die Stützeinrichtung zum Entgegenwirken der Zugschwankungen zur Verfügung stehen. 12. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (20) für eine Walzgut (B) verarbeitende Anlage (1), mit einem maschinenlesbaren Programmcode (22), welcher Steuerbefehle umfasst, welche bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (20) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche veranlassen. 13. Anlage (1), insbesondere Gießwalzanlage, zum Verarbeiten von Walzgut (B) , insbesondere Metallband, insbesondere Warm¬ band, mit einer ersten Beeinflussungseinrichtung (2) zum Beeinflussen des Walzgutes (B) und einer zweiten Beeinflus- sungseinrichtung (3) zum Beeinflussen des Walzgutes (B) , wobei das Walzgut (B) zwischen der ersten und der zweiten Beeinflussungseinrichtung (2, 3) einteilig ausgebildet ist, mit einer zwischen der ersten Beeinflussungseinrichtung (2) und der zweiten Beeinflussungseinrichtung (3) angeordneten Stütz- einrichtung (4) zur Stützung einer vom Walzgut (B) durch dessen Gewichtskraft ausgebildeten Schlinge (S) , wobei die Stützeinrichtung (4) derart ausgebildet ist, während des sta¬ tionären Betriebs der Anlage (1) kontinuierlich in Kontakt mit dem Walzgut (B) zu sein, wobei die Stützeinrichtung derart betreibbar ist, dass mittels dieser eine Zugspannung des Walzgutes (B) zwischen der ersten Beeinflussungseinrichtung und der zweiten Beeinflussungseinrichtung einstellbar ist, wobei eine Krafterfassungseinrichtung (9, 10, 11) zur Erfassung einer von der Stützeinrichtung (4) aufgenommenen Gewichtskraft des Walzgutes, vorgesehen ist. 14. Anlage nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stütz¬ einrichtung (4) wenigstens eine Rolle (6, 7, 8) umfasst. 15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Position wenigstens einer Rolle (6, 7, 8) senkrecht zu einer Trans¬ portrichtung (T) des Walzgutes (B) einstellbar ist. 16. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stütz- einrichtung (4) eine Mehrzahl an Rollen (6, 7, 8) umfasst, deren Position einzeln oder gemeinsam senkrecht zu einer Transportrichtung (T) des Walzgutes (B) einstellbar ist. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Zugspannungserfas- sungseinrichtung zur Erfassung einer Ist-Zugspannung zwischen erster Beeinflussungseinrichtung (2) und zweiter Beeinflussungseinrichtung (3), und durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (20) nach Anspruch 12, welche mit der Zugspan- nungserfassungseinrichtung und der Stützeinrichtung (4), insbesondere deren Stellglieder, wirkverbunden ist. 18. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Geschwindigkeitser- fassungseinrichtung zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Metallbands, mit welcher dieses die erste und die zweite Be¬ einflussungseinrichtung (2, 3) durchläuft, und durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (20) nach Anspruch 12, wel- che mit der Zugspannungserfassungseinrichtung und der Stützeinrichtung (4), insbesondere deren Stellglieder, wirkverbunden ist. 19. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Steuer- und/oder Re¬ geleinrichtung (20) nach Anspruch 12, welche mit der Kraftmesseinrichtung (9, 10, 11) und der Stützeinrichtung (4), insbesondere deren Stellglieder, wirkverbunden ist. 20. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anlage (1) eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (20) nach Anspruch 12 umfasst, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (20) mit der Stützeinrichtung (4) wirkverbunden ist. |
Verfahren zur Einstellung einer Zugspannung für ein eine Anlage durchlaufendes Walzgut, Steuer- und/oder Regeleinrich- tung für eine Walzgut verarbeitende Anlage, und Anlage zum Verarbeiten von Walzgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Zugspannung für ein eine Anlage, insbesondere Warmwalzanlage, durchlaufendes Walzgut, insbesondere Metallband, insbesondere Warmband, wobei das Walzgut zwischen einer ersten Beeinflus ¬ sungseinrichtung der Anlage zum Beeinflussen des Walzgutes und einer zweiten Beeinflussungseinrichtung der Anlage zur Beeinflussung des Walzgutes einteilig ausgebildet ist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beeinflussungseinrichtung eine Schlinge des Walzgutes durch dessen Gewichtskraft ausge ¬ bildet wird, wobei bei Vorliegen der Schlinge im stationären Betrieb der Anlage wenigstens ein Teil der Gewichtskraft der Schlinge kontinuierlich durch eine die Schlinge unterstützen- de, höhenverstellbare Stützeinrichtung aufgenommen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung sowie eine Anlage zum Verarbeiten von Walzgut.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10206243 AI bekannt. Aus der DE 10206243 AI geht eine zwischen einer Stranggießma ¬ schine und einem Richttreiber ausgebildete Schlinge eines Me ¬ tallbands hervor, die durch einen heb- und senkbaren Rollenabschnitt gestützt ist. Die Erfindung betrifft die Verarbeitung von Metallbändern in einer industriellen Anlage, etwa einer Walzanlage oder Gieß- walzverbundanlage . Besonders geeignet ist die Erfindung für zugempfindliche Metallbänder, wie Warmband. Der Begriff „Me ¬ tallband" wird somit weiterhin als Synonym für „Walzgut" ver- wendet. Unter zugempfindlichem Metallband wird ein Metallband verstanden, dessen zur Verarbeitung erforderlicher Zug bereits so hoch ist, dass bereits vergleichsweise kleine Zug ¬ störungen zu einem Bandriss führen können. Werden Metallbänder einteilig, d.h. diese befinden sich mit einem ersten Abschnitt in einer ersten Beeinflussungseinrichtung und gleichzeitig mit einem zweiten Abschnitt in einer zweiten Beeinflussungseinrichtung, in einer Anlage, insbesondere in einem Warmwalzwerk für Alu oder Stahl, verarbeitet, so ist in der Regel ein Bandpuffer zwischen den beiden Beeinflussungseinrichtungen erforderlich, um Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der ersten Beeinflussungseinrichtung und der zweiten Beeinflussungseinrichtung zu kompensieren und damit verbundene Massenflussschwankungen .
Aus der DE 4407981 AI ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur geregelten Bildung einer Walzgut-Schlinge bekannt, die als Bandspeicher zwischen zwei Walzgerüsten genutzt wird.
Nachteilig hierbei ist, dass die Schlinge nur einen stark be ¬ grenzten Bandspeicher bieten kann und dementsprechend die Geschwindigkeitsunterschiede der beiden Walzgerüste nur bis zu einem gewissen Maß kompensiert werden können. Darüber hinaus auftretende Massenfluss- bzw. Zugschwankungen sind etwa durch eine Anpassung der Geschwindigkeiten der Walzgerüste zu kompensieren, um eine zu hohe Zugspannung im Metallband zu vermeiden. Dadurch wird die Flexibilität der Anlage einge ¬ schränkt .
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche diese obigen Nachteile beseiti ¬ gen und ferner eine Einstellung des Bandzugs ermöglichen. Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Verfahren, wobei der von der Stützeinrichtung aufgenommene Gewichtskraftanteil erfasst wird, dass anhand des erfassten Gewichtskraftanteils und unter Berücksichtigung eines Soll-Gewichtskraftanteils eine Einstellung, insbesonde- re eine Regelung, der Position der Stützeinrichtung erfolgt.
Die Erfassung des von der Stützeinrichtung aufgenommen Gewichtskraftanteils der Schlinge kann mittels eines entspre- chenden Kraftsensors erfolgen. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass zum Betreiben der Stützeinrichtung keine teuren Messeinrichtungen erforderlich sind. Der Soll-Gewichtskraftanteil wird derart bestimmt, dass die Stützeinrichtung einen Gewichtsanteil der Schlinge trägt, der dazu führt, dass für das insbesondere zugempfindliche Metallband, verursacht durch das Eigengewicht der Schlinge, kein zug-kritischer Schwell ¬ wert überschritten wird, welcher zu Qualitätseinbußen für das Metallband oder zu einem Bandriss führt. Bevorzugt für eine Ausregelung von Zugspannungsschwankungen ist eine zur Transportrichtung senkrechte Positionsverstellung der Stützeinrichtung .
Die Stützeinrichtung umfasst für diese Betriebsweise einer- seits wenigstens einen Sensor, insbesondere Kraftsensor, des ¬ sen Messwerte eine dynamische Positionsregelung der Stützeinrichtung erlauben. Andererseits umfasst die Stützeinrichtung auch wenigstens ein Stellglied zum Bewirken der dynamischen Positionsregelung unter Beachtung qualitätsrelevanter Parame- ter, insbesondere maximaler Zugbelastungen für das insbesondere zugempfindliche Metallband.
Der Erfinder hat erkannt, dass durch die Erfindung und mit ¬ tels der einfachen Methode der schwerkraftbedingten Schlin- genbildung ein erhöhtes Bandspeichervolumen geschaffen werden kann. Ferner werden jedoch zu hohe Züge durch das Eigengewicht der Schlinge, welche zu einer Abschnürung oder einem Riss von insbesondere zugempfindlichem Metallband führen könnten, vermieden.
Im Stand der Technik wird durch das maximale nicht zu Quali ¬ tätseinbußen führende Eigengewicht der Schlinge das maximal Bandspeichervolumen bestimmt. Durch die Nutzung einer Stützeinrichtung wird ein Anteil der Gewichtskraft der Schlinge aufgenommen, wodurch das Metall ¬ band hiervon entlastet wird. Dadurch können die Schlingenlänge und somit die Menge an gespeichertem Band erheblich erhöht werden. Gleichzeitig wird jedoch erfindungsgemäß vermieden, dass das dadurch erhöhte Gewicht der Schlinge vom Band selbst getragen werden muss. Ferner wird durch die höhenverstellbare Stützeinrichtung auch ein Stellglied zur aktiven Beeinflussung der Zugspannung im Metallband bereitgestellt.
Durch den erhöhten Bandspeicher und die aktive Beeinflussung der Zugspannung mittels der Stützeinrichtung wird die Flexibilität der Anlage erhöht.
Unter eine Bandbeeinflussungseinrichtung werden Einrichtungen verstanden, welche zur Beeinflussung des physikalischen Zu- Stands des Metallbands vorgesehen sind, d.h. etwa zur Ände ¬ rung der Phase, wie eine Gießeinrichtung, etwa zur Änderung des thermischen Zustands, z.B. einen Ofen, etwa zur Änderung der Form, wie etwa ein Walzgerüst oder eine Fertigstraße, oder etwa zur Änderung der Geschwindigkeit des Metallbands, wie ein Treiberrollensatz.
Bevorzugt wird die Stützeinrichtung zwischen einer Gießeinrichtung, bspw. zwischen einer Zweirollengießeinrichtung, und wenigstens einem Walzgerüst oder zwischen zwei Walzgerüsten, insbesondere zwischen zwei Walzstraßen, angeordnet.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren für Alu- Warmband oder Stahl-Warmband eingesetzt. Vorzugsweise weisen die Metallbänder eine Dicke kleiner 5 Millimeter, vorzugswei- se kleiner 3 Millimeter, auf. Eine auf durch das Eigengewicht selbsttätige Schiingenausbildung muss mittels des Bandes mög ¬ lich sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei Auftreten von Zugspannungsänderungen die Stützeinrichtung derart betrieben wird, dass eine Schlingenlänge, insbesondere eine Auslenkhö ¬ he, der Schlinge mittels der Stützeinrichtung verändert, ins- besondere geregelt. Unter Schlingenlänge wird die Länge des die Schlinge bildenden Metallbands verstanden.
Dazu wird die Stützeinrichtung derart betrieben, dass den un- erwünschten Zugspannungsänderungen entgegengewirkt wird. Als Auslenkhöhe wird der Abstand vom Transportniveau des Metall ¬ bands in Massenflussrichtung vor und hinter der Schlinge zum tiefsten Punkt der Schlinge verstanden. Das Transportniveau wird bei einer Warmwalzanlage in der Regel durch die Rollen des Rollengangs gebildet. Es ist ebenfalls denkbar, den
Schlingenverlauf durch horizontal bewegbare Stellglieder der Stützeinrichtung in gewünschter Weise zu beeinflussen. Horizontal und vertikal arbeitende Stellglieder können auch be ¬ liebig kombiniert werden.
Die Einstellung der Stützeinrichtung, insbesondere die Höhenverstellung bzw. -regelung, kann auf Basis erfasster Schiingeneigenschaften erfolgen. Hierzu kann bspw. eine optische Erfassung der Schlinge verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Ist-Zugspannung des Metallbands erfasst und mit einer Soll-Zugspannung verglichen, wobei die Stützeinrichtung derart betrieben wird, dass bei Vorliegen einer Ab- weichung der Ist-Zugspannung von der Soll-Zugspannung die Abweichung verringert wird. Eine solche Lösung kann die Genau ¬ igkeit für den Betrieb der Stützeinrichtung erhöhen. Hierfür sind entsprechenden Einrichtungen zur Erfassung von Zugspannungen des Metallbands erforderlich. Bevorzugt für eine Aus- regelung von Zugspannungsschwankungen ist eine zur Transportrichtung senkrechte Positionsverstellung der Stützeinrichtung .
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens wird eine erste Geschwindigkeit ermittelt, mit wel ¬ cher das Metallband die erste Beeinflussungseinrichtung durchläuft, wird eine zweite Geschwindigkeit ermittelt, mit der das Metallband die zweite Beeinflussungseinrichtung durchläuft und die Stützeinrichtung anhand der ermittelten ersten und zweiten Geschwindigkeit betrieben. Die Geschwindigkeit kann bspw. über eine Messung ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit ist es, die Geschwindigkeit aus einem das Metallband verfolgenden Prozessmodell oder aus aktuellen Zu ¬ ständen der ersten und/oder Bandbeeinflussungseinrichtung zu ermitteln. Durch Verwendung der Geschwindigkeiten für den Betrieb der Stützeinrichtung kann frühzeitig eine unerwünschte Zugspannungsänderung erkannt werden und durch die Stützein- richtung verringert bzw. kompensiert werden. Bevorzugt für eine Ausregelung von Zugspannungsschwankungen ist eine zur Transportrichtung senkrechte Positionsverstellung der Stützeinrichtung . Vorteilhaft wird wenigstens ein Teil der Gewichtskraft mit ¬ tels einer Stützeinrichtung aufgenommen, welche wenigstens eine die Schlinge unterstützende, insbesondere zur Einstel ¬ lung der Umfangsgeschwindigkeit antreibbare, Rolle umfasst. Die Verwendung wenigstens einer Rolle als Stützeinrichtung für die Schlinge hat sich als geeignet herausgestellt. Diese kann aktiv sein, d.h. aktiv im Hinblick auf ihre Umfangsgeschwindigkeit mittels eines dafür vorgesehenen Antriebs antreibbar, oder passiv, d.h. nur durch das über sie hinweglaufende Band gedreht werden. Eine antreibbare Rolle hat den Vorteil, dass mittels dieser in zusätzlicher Weise der Band ¬ zug beeinflusst werden kann. Allerdings erhöht sich hierdurch der Regelaufwand deutlich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Scheitel der Schlinge mittels wenigstens einer Rolle unterstützt wird. Da im Schei ¬ tel der Schlinge eine waagrechte Tangente existiert, kann hier eine unterstützende Rolle besonders gut angreifen und einen Gewichtskraftanteil der Schlinge aufnehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird wenigstens ein Teil der Gewichtskraft mittels einer Stützeinrichtung aufgenommen, welche eine Mehrzahl an die Schlinge unterstützenden, insbe ¬ sondere zur Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit antreibba- re, Rollen umfasst. Besonders vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn diese Mehrzahl an Rollen jeweils individuell, insbesondere in ihrer Höhe, verstellbar sind. Gegebenenfalls können diese zusätzlich in horizontaler Richtung verstellbar sein. Mittels beider Möglichkeiten, einzeln oder in Kombination, lässt sich die Schlingenlänge justieren. Vorzugsweise werden zwei, drei, vier oder fünf Rollen verwendet. Es kann jedoch auch nur eine Rolle verwendet werden oder es können auch mehr als fünf Rollen verwendet werden. Hierdurch kann der Betrieb der Stützeinrichtung flexibilisiert werden.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn wenigstens eine der Rollen der Mehrzahl an Rollen unabhängig von wenigstens einer weiteren Rolle der Mehrzahl an Rollen zur Einstellung der Zug- Schwankung in ihrer Position, insbesondere senkrecht zu einer Transportrichtung des Metallbands, verfahren wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Mehrzahl an Rollen die Schlinge zwischen den mathematischen Wendepunkten einer den Verlauf der Schlinge beschreibenden Kurve unterstützt. Hier ¬ durch kann besonders effektiv Gewicht der Schlinge durch die Stützeinrichtung aufgenommen werden. Vorteilhaft lässt sich dies mit einer Rolle am Scheitel der Schlinge kombinieren. Um die Flexibilität der Anlage weiter zu erhöhen, kann zwischen der ersten und der zweiten Beeinflussungseinrichtung eine Mehrzahl an von jeweils einer Stützeinrichtung gestützten Schlingen ausgebildet werden. Hierdurch kann flexibler auf die Zugschwanken durch die verschiedenen, den jeweiligen Schlingen zugeordneten Stützeinrichtungen reagiert werden. Darüber hinaus wird das Bandspeichervolumen weiter erhöht.
Ferner ist es von Vorteil, im stationären Betrieb der Anlage, die Position der Stützeinrichtung derart einzustellen, dass für während des Durchlaufens üblicherweise auftretende Zug ¬ schwankungen entsprechende Stellreserven für die Stützeinrichtung zum Entgegenwirken bzw. zur Kompensation der Zugschwankungen zur Verfügung stehen. Insbesondere kann etwa die Höhe der Stützeinrichtung derart gewählt werden, dass sowohl Höhenverstellungen senkrecht zur Transportrichtung nach oben und auch nach unten möglich sind. Dadurch kann sowohl auf Zugüberhöhungen, als auf Zugabfall reagiert werden. Unter üb- liehen Zugschwankungen werden bspw. diejenigen Zugschwankungen verstanden die während eines Durchlaufens des Metallbands innerhalb der einfachen oder ggf. zweifachen Standardabwei ¬ chung für die gewünschte Zugspannung liegen. Die Stellreserven der Stützeinrichtung sollen es also ermöglichen, für ei- nen „normal" ablaufenden Prozess entsprechende Massenfluss- Schwankungen und Zugschwankungen zu kompensieren. Kommt es darüber hinaus zu besonderen Umständen in der Anlage hinsichtlich Massenfluss und Zug, so können weitere Maßnahmen ergriffen werden, wie etwa die Änderung der Geschwindigkeit von das Metallband verarbeitenden Anlagenteilen.
Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ei ¬ ne Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzgut verarbeitende Anlage, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle umfasst, welche bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 veranlassen.
Ferner wird der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe gelöst durch eine Anlage zum Verarbeiten von zugempfindlichen Walzgut, mit einer ersten Beeinflussungseinrichtung zum Beeinflussen des Walzgutes und einer zweiten Beeinflussungseinrichtung zum Beeinflussen des Walzgutes, wobei das Walzgut zwischen der ersten und der zweiten Beeinflussungseinrichtung einteilig ausgebildet ist, mit einer zwischen der ersten Be ¬ einflussungseinrichtung und der zweiten Beeinflussungseinrichtung angeordneten Stützeinrichtung zur Stützung einer vom Walzgut durch dessen Gewichtskraft ausgebildeten Schlinge, wobei die Stützeinrichtung derart ausgebildet ist, während des stationären Betriebs der Anlage kontinuierlich in Kontakt mit dem Walzgut zu sein, wobei die Stützeinrichtung derart betreibbar ist, dass mittels dieser Zugspannungsänderungen für das Walzgut zwischen der ersten Beeinflussungseinrichtung und der zweiten Beeinflussungseinrichtung einstellbar sind, wobei eine Krafterfassungseinrichtung zur Erfassung einer von der Stützeinrichtung aufgenommenen Gewichtskraft des Walzgutes vorgesehen ist.
Für die Anlage ergeben sich die Vorteile analog zur verfah ¬ rensmäßigen Lösung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage ergeben sich aus den Unteransprüchen. Auch hier ergeben sich die Vorteile analog zu den entsprechenden Verfahrensansprüchen.
Eine vorteilhafte, beispielhafte Ausführungsform des erfin ¬ dungsgemäßen Verfahrens wird anhand der schematischen Figuren erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften
Anlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, FIG 2 ein Ablaufdiagramm für eine erste Ausführungsform des Verfahrens,
FIG 3 ein Ablaufdiagramm für eine zweite Ausführungsform des Verfahrens.
FIG 1 zeigt eine industrielle Anlage 1 zum Verarbeiten von einem Walzgut, in diesem Fall einem zugempfindlichen Metallband, insbesondere Warmband. Die Anlage 1 umfasst zwei Band ¬ beeinflussungseinrichtungen 2 bzw. 3, wobei die erste Bandbeeinflussungseinrichtung 2 beispielsweise als Zweirollengieß ¬ maschine ausgebildet ist und die zweite Bandbeeinflussungs- einrichtung 3 als Walzgerüst bzw. eine Mehrzahl an Walzgerüs ¬ ten .
Aus der ersten Bandbeeinflussungseinrichtung 2 läuft das Metallband B mit einer Geschwindigkeit VI aus. Ferner läuft das Metallband B in die zweite Bandbeeinflussungseinrichtung 3 mit einer Geschwindigkeit V2 ein. Zwischen den beiden Bandbeeinflussungseinrichtungen 2 bzw. 3 befindet sich gemäß FIG 2 ein Rollengang, wobei die Rollen des Rollengangs mit dem Bezugszeichen 5 versehen sind. Diese Rollen 5 bilden das Transportniveau für das Metallband B.
Ferner ist zwischen der Bandbeeinflussungseinrichtung 2 und der Bandbeeinflussungseinrichtung 3 eine Stützeinrichtung 4 vorgesehen . Die Stützeinrichtung 4 umfasst eine Mehrzahl an Rollen 6, 7, bzw. 8, welche höhenverstellbar sind. Jeder Rolle 6, 7 bzw. 8 der Stützeinrichtung 4 ist eine Kraftmesseinrichtung 9, 10 bzw. 11 zugeordnet, etwa eine Kraftmessdose, so dass die von den Rollen 6, 7 bzw. 8 aufgenommene Kraft erfasst werden kann. Insbesondere können die Rollen 6, 7 bzw. 8 alle auf das Niveau der Rollen 5 des Rollengangs verfahren werden.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Erfassungssystem zur Erfassung eines Schlingencharakteristikums bereitgestellt wer- den. Dieses kann ggf. zusätzlich zu den Kraftmesseinrichtungen betrieben werden. Bevorzugt können hier optisch arbeitende Erfassungseinrichtungen verwendet werden, wie etwa eine Kamera. Mittels dieser kann bspw. die Schlingenform, die Auslenkhöhe, die Schlingenlänge, usw. ermittelt werden und zum Betrieb der Stützeinrichtung verwendet werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden - da besonders kostengünstig - lediglich Kraftmesseinrichtungen verwendet, um die Schlinge bzw. die Zugspannung einzustellen.
Im stationären Betrieb der Anlage 1 bildet sich zwischen der ersten Bandbeeinflussungseinrichtung 2 und der zweiten Bandbeeinflussungseinrichtung 3 eine Schlinge S aus. Diese
Schlinge S wird durch das Eigengewicht des Metallbands B er- zeugt. Diese bildet sich dann aus, wenn die das Metallband B stützenden Elemente, hier die Rollen 6, 7, 8, das Metallband an Punkten stützen, welche unterhalb des Transportniveaus liegen. Diese Schlinge S dient als Puffer bei unterschiedli ¬ chen Geschwindigkeiten VI und V2.
Ist nämlich V2 größer als VI, so muss mehr Band B für die zweite Beeinflussungseinrichtung 3 zur Verfügung gestellt werden, als aus der ersten Beeinflussungseinrichtung 2 ausläuft. Das zusätzlich benötigte Band B kann aus dem Bandpuf ¬ fer bzw. der Schlinge S entnommen werden. Hierdurch verkürzt sich die Schlingenlänge.
Ist hingegen VI größer als V2 kommt es zu überschüssigem Band B zwischen der ersten und der zweiten Bandbeeinflussungseinrichtung 2 bzw. 3 und zu einem Zugspannungsverlust zwischen der ersten Bandbeeinflussungseinrichtung 2 und der zweiten Bandbeeinflussungseinrichtung 3. Das überschüssige Band B kann mittels der Schlinge S gespeichert werden.
Für das Erzeugen der zwischen der ersten Bandbeeinflussungseinrichtung 2 und der Bandbeeinflussungseinrichtung 3 vorlie- genden Schlinge stehen dem Fachmann verschiedene Möglichkei ¬ ten zur Verfügung. Diese werden an dieser Stelle nicht erörtert, da die Schlingenbildung als solche nicht Gegenstand der Erfindung ist. Die Stützeinrichtung 4 stützt die Schlinge S, d.h. die Rollen 6, 7 bzw. 8 ermöglicht es durch die Aufnahme von Gewicht der Schlinge, die Schlinge deutlich größer auszubilden, als aus dem Stand der Technik bekannt. Hierdurch kann ein deutlich größeres Bandspeichervolumen zwischen der ersten Bandbeein- flussungseinrichtung 2 und der zweiten Bandbeeinflussungseinrichtung 3 bereitgestellt werden. Ferner erlaubt es die
Stützeinrichtung 4 ebenfalls, aktiv Einfluss auf die Zugspannung des Bandes zu nehmen. Hierdurch wird ein flexiblerer Betrieb der Anlage 1 ermöglicht.
Die jeweiligen Stellglieder für die Rolle 6, 7 bzw. 8 der Stützeinrichtung 4, sowie die zugehörigen Kraftmesseinrich- tungen sind mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 20 wirkverbunden .
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 20 ist durch Hinterle- gung von maschinenlesbarem Programmcode 22 derart hergerichtet, dass diese mittels der Stützeinrichtung 4 einerseits ei ¬ ne dynamische Bandpufferung veranlassen kann sowie andererseits eine Zugregelung ermöglicht. Der Programmcode 22 kann bspw. mittels eines Netzwerks oder mittels eines Speicherme- diums 21 auf der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 20 hinterlegt werden und umfasste entsprechende Steuerbefehle, die den gewünschten Betrieb der Stützeinrichtung 4 ermöglichen.
Die Regelung der Zugspannung bzw. die Ausregelung von Zug- spannungsschwankungen erfolgt mittels der von den Kraftmesseinrichtungen 9, 10 bzw. 11 erfassten Kräften sowie anhand einer Sollkraft, welche durch die Stützeinrichtung 4 aufzunehmen ist. Die Sollkraft wird derart bestimmt, dass durch die entspre ¬ chend große Schlinge, welche mittels der Stützeinrichtung 4 ermöglicht wird, es an den Randauslenkungspunkten der Schlinge nicht zu Zugspannungen kommt, welche zu einer Abschnürung und/oder zu einem Bandriss des Metallbands in diesem Bereich führen. Dies ist besonders von Bedeutung beim Verarbeiten zugempfindlicher Metallbänder.
Vorzugsweise sind die Rollen 6, 7 bzw. 8 der Stützeinrichtung 4 zwischen den zwei Wendepunkten der den Schlingenverlauf be- schreibenden Kurve angeordnet. Dadurch wird eine möglichst effektive Kraftaufnahme durch die Stützeinrichtung 4 gewährleistet. Die Wendepunkte befinden sich in der Regel in einem Mittelbereich längs des Metallbands B zwischen Scheitel M und Transportniveau. Diese können mittels der üblichen für Wende- punkte geltenden mathematischen Bedingungen aufgefunden werden. Der Scheitel M der Schlinge S ist um die Höhe H gegen ¬ über dem Transportniveau abgesenkt. Die Höhe H kann auch als Auslenkhöhe bezeichnet werden. Die Höhe H ist im stationären Betrieb vorzugsweise derart eingestellt, dass diese sowohl betragsmäßig vergrößert als auch betragsmäßig verringert wer ¬ den kann. Hierdurch werden entsprechende Stellreserven für die Stützeinrichtung 4 ermöglicht, um auf einen unerwünschten Zugabfall oder Zuganstieg zu reagieren.
Durch die individuelle Positionsveränderlichkeit der Rollen 6, 7 bzw. 8 kann die Kraftaufnahme auf die jeweiligen Rollen 6, 7 bzw. 8 dynamisch verteilt werden. Ferner kann auf Mas- senflussstörungen, etwa verursacht durch kurzfristige Ge ¬ schwindigkeitsunterschiede VI und V2 der ersten und zweiten Bandbeeinflussungseinrichtungen 2 bzw. 3, hierdurch schnell und effektiv reagiert werden. FIG 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform für ein Be ¬ triebsverfahren der Anlage bzw. der Stützeinrichtung.
Das Ablaufdiagramm geht davon aus, dass bereits eine Schlinge ausgebildet ist, und die Stützeinrichtung die Schlinge stützt.
Bei Verarbeitungsbeginn, d.h. bei Einfädeln des Metallbands in die Anlage, kann die Stützeinrichtung, insbesondere deren Rollen, derart verfahren werden, dass diese mit den übrigen Rollen des Transportgangs in einer im Wesentlichen horizonta ¬ len Ebene liegen.
Nachdem das Metallband in der ersten und der zweiten Bandbeeinflussungseinrichtung eingespannt ist, kann die Ausbildung der Schlinge erfolgen, welche mit einer Absenkung der Rollen der Stützeinrichtung einher geht, bis ein dynamischer Gleichgewichtszustand eingestellt ist, in welchem eine gewünschte Verarbeitungsgeschwindigkeit bei gewünschter Zugspannung und gewünschter Schlingelänge vorliegt.
In diesem Zustand wird gemäß FIG 2 für jede der Rollen die aufgenommene Kraft im Verfahrensschritt 101, 102 bzw. 103 be ¬ stimmt. Dies erfolgt mittels eines entsprechenden Kraftsen- sors . Die Ermittlung der aufgenommenen Kraft erfolgt für jede Rolle unabhängig von der Ermittlung der aufgenommenen Kraft der anderen Rollen. Durch Zugspannungsschwankungen kommt es zu einer detektierbaren Variation der aufgenommenen Kraft.
Im Verfahrensschritt 104, 105 bzw. 106 wird die für die je ¬ weilige Rolle erfasste Kraft Fist mit einer Soll-Kraft Fsoll verglichen . Die Soll-Kraft Fsoll wird dynamisch berechnet, vorzugsweise auf Basis der Zugspannung, der Zugspannungsabweichung, der Zugempfindlichkeit des verarbeiteten Metallbands, des benö ¬ tigten Bandpuffers sowie der Stellgrenzen und Stellgeschwindigkeiten für die Rollen der Stützeinrichtung.
Da dies für jede einzelne Rolle separat erfolgt, kann eine besonders gute Dynamik bei der Ausregelung von Zugspannungs ¬ schwankungen erreicht werden. Anhand des Vergleichs der jeweiligen Soll-Kraft mit der je ¬ weiligen Ist-Kraft wird für die jeweiligen Stellglieder der Rollen in einem Verfahrensschritt 107, 108 bzw. 109 ein
Stellsignal ermittelt und ausgegeben, welches die Position der Rollen derart ändert, dass Zugspannungsschwankungen aus- geregelt werden. Gleichzeitig wird die Flexibilität der Anla ¬ ge erhöht, da das Bandspeichervolumen deutlich erhöht werden kann, wodurch Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Band ¬ beeinflussungseinrichtungen besser kompensierbar sind. Zusätzlich kann im Verfahrenschritt 104, 105 bzw. 106 noch vorgesehen werden, die Rollen mittelfristig in einer mittleren Höhe zu halten, so dass die Rollen genügend Stellreserven bei Änderungen von VI und V2 haben und dadurch je nach Vorzeichen der Geschwindigkeitsdifferenz von VI und V2 noch ge- nügend Bewegungsspielraum zum Ausgleich der Geschwindigkeitsdifferenz zur Verfügung steht. Zusätzlich wird im Bedarfsfall entweder an die Steuerung der Beeinflussungseinrichtung 2 und/oder an die Steuerung der Beeinflussungseinrichtung 3 eine entsprechende Anforderung zur geeigneten Veränderung der Geschwindigkeit VI oder V2 gesen- det wird.
In einem Verfahrensschritt 110 wird abgefragt, ob das Verfah ¬ ren weiter ausgeführt werden soll. Solange das Abbruchkrite ¬ rium nicht erfüllt ist, erfolgt daher eine Ausregelung von Zugspannungsschwankungen in obiger Weise.
Das Verfahren kann manuell beendet werden oder bei Eintritt eines vorgegebenen Ereignisses, z.B. kann das Verfahren kurz vor Leerlaufen der Gießmaschine abgebrochen werden.
Vorzugsweise werden bei Eintritt des vorgegebenen Ereignisses alle Rollen der Stützeinrichtung auf Transportniveau gefahren, welches durch die Rollen des Rollengangs gebildet wird, so dass das Band aus der Anlage ohne Schwierigkeiten ausgefä- delt werden kann.
FIG 3 zeigt eine alternative beispielhafte Ausführungsform für ein Betriebsverfahren der Anlage bzw. der Stützeinrichtung .
Hier werden die Rollen gemeinsam in ihrer Position gesteuert bzw. geregelt.
In einem Verfahrensschritt 200 wird eine von den Rollen der Stützeinrichtung aufgenommene Summenkraft ermittelt.
Die Ist-Summenkraft wird mit einer Soll-Summenkraft vergli ¬ chen, welche wie oben dynamisch ermittelt wird. Diese bezieht insbesondere das von der Schlinge zu tragende Eigengewicht im Hinblick auf spezifische Zuggrenzwerte des Metallbands mit ein, sowie die gewünschte Soll-Zugspannung bzw. Abweichung von der Soll-Zugspannung. Anhand des Vergleichs von Soll-Summenkraft und Ist-Summen ¬ kraft wird dann in einem Verfahrensschritt 202 ein Stellsig ¬ nal für die Position der Rollen generiert und ausgegeben, wodurch die Ist-Summenkraft in Richtung Soll-Summekraft durch gemeinsame Positionsänderung der Rollen verändert wird.
Zusätzlich kann im Verfahrenschritt 202 noch vorgesehen werden, die Rollen zeitlich mittelfristig in einer mittleren Höhe zu halten, damit die Rollen genügend Stellreserven bei Än- derungen von VI und V2 haben und dadurch je nach Vorzeichen der Geschwindigkeitsdifferenz von vi und v2 noch genügend Bewegungsspielraum zum Ausgleich der Geschwindigkeitsdifferenz zur Verfügung steht. Zusätzlich kann im Bedarfsfall entweder an die Steuerung der Beeinflussungseinrichtung 2 und/oder an die Steuerung der Beeinflussungseinrichtung 3 eine entsprechende Anforderung zur geeigneten Veränderung der Geschwindigkeit VI oder V2 übermittelt werden.
Das Verfahren wird solange ausgeführt, bis ein Abbruchkrite ¬ rium erreicht ist. Dieses wird in einem Verfahrensschritt 203 abgefragt. Wird dieses bejaht, wird das Verfahren beendet, andernfalls wird es solange weiter ausgeführt, bis das Ab- bruchkriterium bejaht wird.
Die obigen Ausführungsbeispiele stellen eine bevorzugte Vari ¬ ante für die Ausführung der Erfindung dar. Alternative Ausführungen sehen bspw. die Verwendung von Zugerfassungsein- richtungen, Geschwindigkeitserfassungseinrichtungen vor. Der Betrieb der Stützeinrichtung erfolgt dann anhand dieser er- fassten Parameter derart, dass die Zugschwankungen verringert werden und gleichzeitig der erhöhte Bandspeichervorrat zur Flexibilisierung des Anlagenbetriebs nutzbar ist.
Alle Ausführungsformen sind besonders für die Verarbeitung von zugempfindlichem Metallband geeignet. Die Verwendung von Rollen als das Metallband kontaktierende und stützende Elemente der Stützeinrichtung ist nicht zwin ¬ gend, aber vorteilhaft, da technisch einfach realisierbar. Der Fachmann kann jedoch andere als geeignet angesehene Stützelemente verwenden.
Next Patent: IMPROVED BEVERAGE