Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR MEASURING THE ROLL GAP BETWEEN THE WORKING ROLLERS OF A COLD OR WARM ROLLING STAND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/053604
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for measuring the roll gap (7) between the working rollers (1 a; 1 b) of a cold or warm rolling stand for rolling out narrow or wide strips of metal, especially NE metal strips, by means of roll gap sensors (6) whose signals are transmitted to the servo-valves of the compressed oil control as a roll gap setpoint value for the piston cylinder units influencing said roll gap (7), and used to provide a roller gap measurement which is also suitable for such cases involving the lateral progression of said strip. In order to achieve said aim, the position or travel sensor (6) is provided in at least one bending cylinder (5a;5b) for the working cylinders (1 a, 1 b) for indirect reference measurement of the roll gap via the positively or negatively acting bending cylinders (5a; 5b).

Inventors:
TAEUBER DIRK (DE)
DAUB DIETER (DE)
PAWELSKI HARTMUT (DE)
ZEPPENFELD JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/012976
Publication Date:
July 03, 2003
Filing Date:
November 20, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
TAEUBER DIRK (DE)
DAUB DIETER (DE)
PAWELSKI HARTMUT (DE)
ZEPPENFELD JOSEF (DE)
International Classes:
B21B38/10; B21B29/00; B21C51/00; (IPC1-7): B21B38/10
Foreign References:
DE1602195A11970-03-26
EP0698428A11996-02-28
DE1602033A11970-04-23
DE2503130A11976-07-29
EP0698428A11996-02-28
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 068 (M - 201) 19 March 1983 (1983-03-19)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 028 (M - 557) 27 January 1987 (1987-01-27)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 196 (M - 161) 5 October 1982 (1982-10-05)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 140 (M - 586) 8 May 1987 (1987-05-08)
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske Gross, Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kaltoder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten Metallbändern, insbesondere von NEMetallbändern, mittels Walzspaltgebern in Form von Messtastern, Weggebern, elektrisch hydraulischen Wandlern, magnetostriktiven Wandlern u. dgl., deren Si gnal als WalzspaltSollwert an die Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walzspalt beeinflussenden KolbenZylinderEinheiten weiterleit bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsoder Weggeber (6) in zumindest einem Biegezylin der (5a ; 5b) für die Arbeitswalzen (1 a, 1 b) zur indirekten Walzspalt Referenzmessung über die positiv oder negativ wirkenden Biegezylinder (5a ; 5b) vorgesehen ist.
2. Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kaltoder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen und/ oder breiten Metallbändern, insbesondere von NEMetallbändern, mittels Walzspaltgebern in Form von Messtastern, Weggebern, elektrisch hydraulischen Wandlern, magnetostriktiven Wandlern u. dgl., deren Si gnal als WalzspaltSollwert an die Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walzspalt beeinflussenden KolbenZylinderEinheiten weiterleit bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsoder Weggeber (6) zumindest zwischen den Biege blöcken (4a, 4b) oder den ArbeitswalzenEinbaustücken (3a, 3b) oder zwischen dem feststehenden Zylinderblock (15) und einem beweglichen Bauteil zur indirekten WalzspaltReferenzmessung eingebaut ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die WalzspaltReferenzwerte zur Ausregelung der Position der Bie gezylinder (5a ; 5b) verwendbar sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die WalzspaltReferenzwerte der hydraulischen Walzenanstellung aufschaltbar sind, wobei der Walzspalt (7) über die Walzenanstellung und/oder über das Biegen der Arbeitswalzen (1 a, 1 b) ausregelbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Walzgerüst entsprechend der Anzahl der Biegezylinder (5a ; 5b) jedem Biegezylinder (5a ; 5b) ein Positionsoder Weggeber (6) zugeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsoder Weggeber (6) eine Zylinderbuchse (8) durch dringt, an deren Stirnseite (8a) ein Magnet (9) für die Geberstange (10) des magnetostriktiven Wandlers (6a) in einem zentrischen Hohlraum (Ha) des Ko ! bens (11) für den Biegezylinder (5) angeordnet ist und dass die Geberstange (10), die Kolbenstange (11 b) des Biegezylinders (5) durchdringend, in einer axialen Mittelbohrung (12) der Kolbenstange (11 b) verläuft, die an einer Entlüftungsbohrung (13) endet.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zylinderblock (15) für die Biegezylinder (5a ; 5b) in einem Führungsrohr (16) ein Positionsoder Weggeber (6) verstellbar ist, der in einem Biegeblock (4a ; 4b) fest angeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (16) in einem Biegeblock (4a ; 4b) fest angeord net und im gegenüberliegenden Biegeblock (4a ; 4b) gleitend geführt ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (16) in einer Führungsbuchse (17) in einem ge genüberliegenden Biegeblock (4a ; 4b) gleitend gelagert ist.
Description:
Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt-oder Warmwalzgerüstes Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des Walzspaltes zwischen Arbeitswalzen eines Kalt-oder Warmwalzgerüstes für das Auswalzen von schmalen oder breiten Metallbändern, insbesondere von NE-Metallbändern, mittels Walzspaltgebern in Form von Messtastern, Weggebern, elektrisch- hydraulischen Wandlern, magnetostriktiven Wandlern u. dgl., deren Signal als Walzspalt-Sollwert an die Servoventile der Druckölsteuerung für die den Walz- spalt beeinflussenden Kolben-Zylinder-Einheiten weiterleitbar ist.

Die bisherige Bauweise zur Walzspaltmessung erfolgt über Messzangen zwi- schen den Arbeitswalzen (DE-OS 25 03 130) an abgesetzten Durchmessern neben den Walzballen auf der Antriebsseite und auf der Bedienungsseite des Walzgerüstes. Die Anordnung in der Nähe der Bandkante verursacht oft Be- schädigungen der Einrichtung durch Bandverlauf oder Bandriss. Nachteilig ist bei solchen Bauweisen der hohe Wartungsaufwand und ein Ausschwenken der Einrichtung in die Wartungsstellung behindert die Konstruktion anderer erfor- derlicher Erzeugnisse.

Unter der Erscheinung, dass durch die Biege-Hysterese der Arbeitswalzen sich Differenzen im Walzspalt von der Antriebsseite zur Bedienungsseite einstellen, können diese Differenzen am Geber der hydraulischen Anstellung nicht erfasst werden. Bei schmalen weichen Metallbändern wird dadurch ein erheblicher Bandverlauf beim Ein-und Ausfädeln verursacht. Die Einrichtungen zur Mes- sung des Walzspaltes dienen daher auch zur Regelung der Schräglage über die Anstellung oder die Wegaufnehmer an den Stützwalzen-Einbaustücken, wodurch eine direkte Walzspaltmessung gegeben ist. Dabei ist die Schräglage des Walzspaltes nicht präzise genug einstellbar. Der Grund ist, dass die Mes-

sung zu weit vom Walzspalt entfernt ist. Bekannte Einrichtungen arbeiten zwar dennoch genau, sind aber aufwändig und daher teuer und leicht zu beschädi- gen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch für solche Fälle des seitli- chen Bandverlaufs geeignete Walzspaltmessung zu schaffen, die zudem ge- schützt und wartungsarm ausgebildet ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Positi- ons-oder Weggeber in zumindest einem Biegezylinder für die Arbeitswalzen zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung über die positiv oder negativ wir- kenden Biegezylinder vorgesehen ist. Dadurch entsteht eine walzspaltnahe Wegmessung mit dem Vorteil der indirekten Erfassung einer Walzspaltände- rung. Außerdem ist die Walzspaltmess-Einrichtung nicht nur nahe zum Walz- spalt, sonder gleichzeitig völlig geschützt innerhalb des Biegezylinders ange- ordnet. Diese Anordnung führt auch zu einem geringen Wartungsaufwand.

Messwertauswertungen zeigen, dass ein Weggebereinbau in dem Biegezylin- der den Walzspalt genügend genau für die Regelung gegen seitlichen Band- verlauf repräsentieren. Es kann sogar eine Auflösung von weniger als 10 um erreicht werden. Die Regelung der gemessenen Schräglage des Bandes erfolgt über die Anstellung und/oder unterschiedliche Biegekräfte in den Kolben- Zylinder-Einheiten.

Eine diesbezügliche Aufgabe, die Walzspaltmessung bei niedriger Walzkraft vorzunehmen, wird nach einer Alternativen dadurch gelöst, dass der Positions- oder Weggeber zumindest zwischen den Biegeblöcken oder den Arbeitswalzen- Einbau-stücken oder zwischen dem feststehenden Zylinderblock und einem beweglichen Bauteil zur indirekten Walzspalt-Referenzmessung eingebaut ist.

Diese Lösung kann bei Kassetten-Bauweise oder im kraftschlüssigen Arbeits- walzen-Biegesystem im Biegezylinder der negativ oder positiv wirkenden Bie- gezylindern eingesetzt werden.

Dabei ist weiter vorteilhaft, dass die Walzspalt-Referenzwerte zur Ausregelung der Position der Biegezylinder verwendbar sind.

Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Walzspalt-Referenzwerte der hydraulischen Walzenanstellung aufschaltbar sind, wobei der Walzspalt über die Walzenanstellung oder gemeinsam über das Biegen der Arbeitswalzen aus- regelbar ist.

Die Genauigkeit der Walzspalt-Regelung kann nach weiteren Merkmalen da- durch erhöht werden, dass in einem Walzgerüst entsprechend der Anzahl der Biegezylinder jedem Biegezylinder ein Positions-oder Weggeber zugeordnet ist.

Eine praktische Ausführungsform kann nach anderen Merkmalen dahingehend gestaltet sein, dass der Positions-oder Weggeber eine Zylinderbuchse durch- dringt, an deren Stirnseite ein Magnet für die Geberstange des magnetostrikti- ven Wandlers in einem zentrischen Hohlraum des Kolbens für den Biegezylin- der angeordnet ist und dass die Geberstange, die Kolbenstange des Biegezy- linders durchdringend in einer axialen Mittelbohrung der Kolbenstange verläuft, die an einer Entlüftungsbohrung endet.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, dass in einem Zylinderblock für die Biegezylinder in einem Führungsrohr ein Positions-oder Weggeber verstellbar ist, der in einem Biegeblock fest angeordnet ist.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Führungsrohr in einem Biegeblock fest ange- ordnet und im gegenüberliegenden Biegeblock gleitend geführt ist.

Dabei ist noch eine Ausgestaltung derart vorgesehen, dass das Führungsrohr in einer Führungsbuchse in einem gegenüberliegenden Biegeblock gleitend gela- gert ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer- den nachstehend näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 einen Teil-Querschnitt durch die Arbeitswalzen eines Warm-oder Kaltwalzgerüstes mit einem axialen Schnitt durch einen Biegezy- linder, Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Biegezylinder mit einem Positi- onsgeber in dessen Innerem, Fig. 3 einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform zwischen den Biegeblöcken oder den Arbeitswalzen-Einbaustücken und Fig. 4 ein Diagramm zur Schräglage des Bandes zum Verlauf des Band- kopfes.

Die Arbeitswalzen 1 a und 1 b (Fig. 1) sind teilweise geschnitten dargestellt und werden durch jeweils eine Stützwalze 2 geführt. Die Arbeitswalzen- Einbaustücke 3a, 3b sind in den Ständern wie üblich geführt.

Die Arbeitswalzen 1 a und 1 b sind ferner in Biegeblöcken 4a und 4b senkrecht verschieblich zum Walzspalt 7 gehalten. Die Biegeblöcke 4a, 4b sind am (nicht gezeichneten) Walzenständer des Walzgerüstes befestigt. In den Biegeblöcken 4a, 4b sind die Biegezylinder 5a, 5b angeordnet. In jedem Biegezylinder 5a, 5b ist ein Positions-oder Weggeber 6 zur Walzspalt-Referenzmessung eingebaut und in den Biegezylinder 5a, 5b integriert. Der gezeichnete Positions-oder Weggeber 6 ist als magnetostriktiver Geber ausgeführt (Fig. 1 und 2). Aus den gemessenen Werten des Positions-oder Weggebers 6 wird ein Regelsystem bzw. ein Regelkreis aufgebaut.

Die gemessenen Regelwerte bewirken eine exakte Einstellung des Walzspaltes 7, um ein optimales Ein-oder Ausfädeln in den geschlossenen Walzspalt 7 und zum optimalen Walzen von Metallbändern (aus Stahl oder NE-Werkstoffen) mit angestrebter Planheit und dem geforderten Profil zu erzielen.

Der magnetostriktive Positions-oder Weggeber 6 ist in Fig. 2 vergrößert darge- stellt. Der Positions-oder Weggeber 6 durchdringt eine Zylinderbuchse 8, an deren Stirnseite 8a ein Magnet 9 für die Geberstange 10 des magnetostriktiven Wandlers 6a in einem zentrischen Hohlraum 11a des Kolbens 11 angeordnet ist. Die den Kolben 11 tragende Kolbenstange 11 b weist eine axiale Mittelboh- rung 12 auf, in der die Geberstange 10 angeordnet ist. Die Mittelbohrung 12 endet an einer Entlüftungsbohrung 13 mit einer Verschlussschraube 14.

Gemäß Fig. 3 ist jeweils in einem Zylinderblock 15 ein Führungsrohr 16 nahe dem Walzspalt 7 angeordnet. In dem Biegeblock 4a ist das Führungsrohr 16 gegenüberliegend in dem Biegeblock 4b mittels einer Führungsbuchse 17 ge- führt und der Positions-oder Weggeber 6 ist mittels einer Führungsstange 18 geführt bzw. gelagert.

In dem Diagramm der Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen der Schräglage des Walzspaltes 7 (gemessen an verschiedenen Stellen) und dem seitlichen Verlaufen des Walzbandes (aus Stahl oder weicheren NE-Werkstoffen) darge- stellt. Das Bestimmtheitsmaß R2 der linearen Regression bedeutet nahe"1" einen günstigen Wert und ist als Regelgröße vorteilhaft. In dem unteren Bereich ist R2 kleiner als in dem oberen Bereich und ist als Regelgröße weniger geeig- net. Aus diesen Zusammenhängen folgt, dass eine Regelung der Schräglage des Walzbandes durch messen an den Biegeblöcken 4a, 4b den unerwünsch- ten seitlichen Bandverlauf erheblich minimieren kann.

Bezugszeichenliste 1 a Arbeitswalze 1 b Arbeitswalze 2a Stützwalze 2b Stützwalze 3a Arbeitswalzen-Einbaustück 3b Arbeitswalzen-Einbaustück 4a Biegeblock 4b Biegeblock 5a Biegezylinder 5b Biegezylinder 6 Positions-oder Weggeber 6a magnetostriktiver Wandler 7 Walzspalt 8 Zylinderbuchse 9 Magnet 10 Geberstange 11 Kolben 11 a zentrischer Hohiraum 11 b Kolbenstange 12 axiale Mittelbohrung 13 Entlüftungsbohrung 14 Verschlusschraube 15 Zylinderblock 16 Führungsrohr 17 Führungsbuchse 18 Führungsstange