DE4031666A1 - Regelverfahren zur regelung des bandzuges und schlingenheber als stellglied zur regelung des bandzuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Regelverfahren zur Regelung des Band­ zuges bei Bandwalzwerken, bei dem als Stellglied ein Schlingenheber verwen­ det wird und vorzugsweise das Band zugfrei, die Regelgröße also Null sein soll, andererseits einen Schlingenheber als Stellglied zur Regelung des Band­ zuges bei Bandwalzwerken.

In Walzwerken - mit mehr als einem Walzgerüst - wird bekanntlich der Bandzug zwischen den einzelnen Walzgerüsten geregelt, und zwar normalerweise mit einem Schlingenheber als Stellglied. Bei - in der Regel angestrebtem - zug­ freiem Walzen muß sich zwischen den Walzgerüsten eine Schlinge bilden, die aber relativ klein bleiben soll.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, ist der Antrieb der Schlingenheber elektrisch, d. h. die Anstellung des Schlingenhebers erfolgt elektrisch (vgl. LUEGER "LEXIKON DER TECHNIK", Band 5 "LEXIKON DER HÜTTEN- TECHNIK", Seiten 558 und 695), - obwohl ansonsten in Walzwerken umfangreich mit hydraulischer Anstellung gearbeitet wird.

Bei der Regelung des Bandzuges bei Bandwalzwerken besteht ein grundsätz­ liches Problem darin, die Regelgröße, also den Bandzug zu erfassen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einerseits ein verbessertes die Regelverfahren zur Regelung des Bandzuges bei Bandwalzwerken, anderer­ seits einen verbesserten Schlingenheber als Stellglied zur Regelung des Bandzuges bei Bandwalzwerken anzugeben.

Verfahrensmäßig ist die Lehre der Erfindung zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß als der Regelgröße äquivalente Meßgröße die vom Band auf den Schlingenheber ausgeübte Bandzugkraft herangezogen wird. Die Erfindung nutzt also die Tatsache aus, daß der - zu regelnde - Bandzug (und damit die Zugkraft innerhalb des Bandes) auch eine Kraftkomponente in Rich­ tung auf den Schlingenheber hat, die hier als "vom Band auf den Schlingen­ heber ausgeübte Bandzugkraft" bezeichnet ist. Damit, das erfindungsgemäß als der Regelgröße (= Bandzug) äquivalente Meßgröße die vom Band auf den Schlin­ genheber ausgeübte Bandzugkraft herangezogen wird, ist ein besonders elegan­ ter und meß- und reglungstechnisch besonders gut verwertbarer Weg gefunden, die Regelgröße, also den Bandzug zu erfassen und im Regelkreis zu verarbeiten.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die verfahrensmäßige Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Regelverfahren als die vom Band auf den Schlingenheber ausgeübte Bandzugkraft (und damit der Regelgröße) äquivalente Meßgröße die vom Schlingenheber auf ein Kraftmeßglied ausgeüb­ te Reaktionskraft herangezogen, wobei als Kraftmeßglied ein solches mit einem Dehnungsmeßstreifen verwendet werden kann.

Einleitend ist bereits darauf hingewiesen worden, daß im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, die Anstellung des Schlingenhebers elek­ trisch erfolgt. Demgegenüber erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Regelverfah­ ren die Anstellung des Schlingenhebers vorzugsweise hydraulisch.

Von Bedeutung für das erfindungsgemäße Regelverfahren ist noch, daß der als Stellglied vorgesehene Schlingenheber mit einer Regelfrequenz von 10 Hz oder mehr arbeiten kann, was sich ohne weiteres hydraulisch realisieren läßt. Vor­ zugsweise kann der als Stellglied vorgesehene Schlingenheber mit einer Regel­ frequenz arbeiten, die der Regelfrequenz bei der Dickenregelung entspricht.

Vorrichtungsmäßig ist die Lehre der Erfindung zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung für die Regelgröße Bandzug ein die vom Band auf den Schlingenheber ausgeübte Bandzugkraft erfassendes Kraftmeßgerät vorgesehen ist, - das vorzugsweise mindestens einen Dehnungsmeß­ streifen aufweist. Wesentlich ist für die vorrichtungsmäßige Lehre der Erfin­ dung, daß die Meßeinrichtung für die Regelgröße, also für den Bandzug konstruk­ tiv mit dem Schlingenheber bzw. seiner Anordnung an der Auslaufseite des Walz­ gerüstes realisiert werden kann.

Auch in bezug auf die vorrichtungsmäßige Lehre der Erfindung gibt es verschie­ dene Möglichkeiten der Ausgestaltung und Weiterbildung.

Wie im Stand der Technik, so ist auch der erfindungsgemäße Schlingenheber vor­ zugsweise schwenkbar an die Auslaufseite des Walzgerüstes angelenkt. Hier geht nun eine weitere vorrichtungsmäßige Lehre der Erfindung, der besondere Bedeu­ tung zukommt, dahin, dem Schlingenheber mindestens eine die Anstellung bewir­ kende, hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Anordnung, vorzugsweise an jeder Seite jeweils eine Zylinder-Kolben-Anordnung zuzuordnen. Vorzugsweise ist da­ zu an der Auslaufseite des Walzgerüstes ein Schlingenheberbock vorgesehen und ist bzw. sind die die Anstellung des Schlingenhebers bewirkende Zylinder-Kol­ ben-Anordnung bzw. die Zylinder-Kolben-Anordnungen jeweils gelenkig einer­ seits an den Schlingenheberbock und andererseits an den Schlingenheber ange­ schlossen.

Zuvor ist bereits darauf hingewiesen worden, daß wesentlich für die vorrich­ tungsmäßige Lehre der Erfindung ist, daß die Meßeinrichtung für die Regel­ größe Bandzug konstruktiv mit dem Schlingenheber verwirklicht werden kann. Im einzelnen empfiehlt es sich nun, das Kraftmeßglied für die vom Schlingen­ heber ausgeübte Reaktionskraft in der Zylinder-Kolben-Anordnung zu integrie­ ren. Zweckmäßigerweise wird man zwei Kraftmeßglieder vorsehen und in die Zylinder-Kolben-Anordnungen integrieren.

Die weitergehende meß- und regelungstechnische Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Schlingenhebers ist dem Fachmann ohne weiteres an die Hand gegeben, so daß sich insoweit detailliertere Angaben erübrigen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß zweckmäßigerweise Bestandteil des Regelkreises ein der Zy­ linder-Kolben-Anordnung zugeordnetes Regelventil ist bzw. den Zylinder-Kol­ ben-Anordnungen zugeordnete Regelventile sind und daß der Zylinder-Kolben- Anordnung bzw. den Zylinder-Kolben-Anordnungen ein Hydraulikspeicher zuge­ ordnet sein kann. Außerdem empfiehlt es sich, einen die Stellgröße Anstel­ lung des Schlingenhebers erfassenden Drehgeber vorzusehen, der an die Schwenk­ achse des Schlingenhebers angeschlossen sein kann.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, ist integraler Bestandteil des Schlingenhebers mindestens eine Meßschwinge; vor­ zugsweise sind über die Breite des Schlingenhebers verteilt mehrere Meßschwin­ gen vorgesehen. Vorzugsweise weist jede Meßschwinge einerseits eine dem Band zugeordnete Meßrolle, andererseits ein Kraftmeßglied auf und/oder ist jede Meßschwinge innerhalb des Schlingenhebers höhenkorrigierbar.

Der zuletzt beschriebene erfindungsgemäße Schlingenheber zeichnet sich, in der Ausführungsform mit mehreren über die Breite des Schlingenhebers verteilt vor­ gesehenen Meßschwingen, dadurch aus, daß die über die Breite des Schlingenhe­ bers vom Band auf den Schlingenheber ausgeübte Bandzugkraft an verschiedenen Stellen des Bandes gemessen und das Meßergebnis an den einzelnen Meßstellen zur Regelung des Bandzuges herangezogen werden kann.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbei­ spiele darstellenden Zeichnung nochmals erläutert; es zeigt

Fig. 1 schematisch, eine Seitenansicht eines Ausschnitts aus einem Walz­ werk mit zwei Walzgerüsten und einem Schlingenheber,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 längs der Linie II-II,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine besondere bevorzugte Ausführungsform ei­ nes Schlingenhebers und

Fig. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 3 längs der Linie IV-IV.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch ein Ausschnitt aus einem Bandwalzwerk dargestellt; dargestellt sind nur und schematisch zwei Walzgerüste 1 mit je­ weils einem Walzenständer 2 sowie jeweils zwei Arbeitswalzen 3 und zwei Stützwalzen 4. Durch Pfeile ist angedeutet, daß ein Band 5 von links in das links dargestellte Walzgerüst 1 einläuft und rechts aus dem rechts darge­ stellten Walzgerüst 1 ausläuft. An der Auslaufseite des links dargestellten Walzgerüstes 1 ist ein Schlingenheber 6 vorgesehen. Der Schlingenheber 6 dient als Stellglied zur Regelung des Bandzuges des Bandes 5; das Band 5 soll vorzugsweise zugfrei, die Regelgröße also Null sein.

Erfindungsgemäß wird als der Regelgröße äquivalente Meßgröße die vom Band 5 auf den Schlingenheber 6 ausgeübte Bandzugkraft herangezogen. Folglich ist als Meßeinrichtung für die Regelgröße Bandzug mindestens ein die vom Band 5 auf den Schlingenheber 6 ausgeübte Bandzugkraft erfassendes Kraftmeßglied 7 vorgesehen, das einen im einzelnen nicht erkennbaren Dehnungsmeßstreifen 8 aufweist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schlingenheber 6 schwenkbar an die Auslaufseite des links dargestellten Walzgerüstes 1 angelenkt; dem Schlingenheber 6 sind an jeder Seite die Anstellung bewirkende, hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Anordnungen 9 zugeordnet. Im einzelnen ist an der Auslaufseite des links dargestellten Walzgerüstes 1 ein Schlingenheberbock 10 vorgesehen und sind die die Anstellung des Schlingenhebers 6 bewirkenden Zy­ linder-Kolben-Anordnungen 9 jeweils gelenkig einerseits an den Schlingenhe­ berbock 10 und andererseits an den Schlingenheber 6 angeschlossen.

Nur angedeutet ist in Fig. 1, daß bei dem erfindungsgemäßen Schlingenheber 6 die Kraftmeßglieder 7 in die Zylinder-Kolben-Anordnungen 9 integriert sind; dargestellt ist also eine Ausführungsform, bei der zwei Kraftmeßglieder 7 vorgesehen und in die Zylinder-Kolben-Anordnungen 9 integriert sind.

Zu dem erfindungsgemäßen Schlingenheber 6 gehören - neben den Kraftmeßglie­ dern 7 mit dem Dehnungsmeßstreifen 8 und neben den Zylinder-Kolben-Anordnun­ gen 9 - weitere meß- und regelungstechnische Bauteile, die nicht vollständig dargestellt sind. Dargestellt ist lediglich, daß den Zylinder-Kolben-Anord­ nungen 9 ein Regelventil 11 und ein Hydraulikspeicher 12 zugeordnet sind und daß ein die Stellgröße Anstellung des Schlingenhebers 6 erfassender Drehge­ ber 13 vorgesehen ist, wobei der Drehgeber 13 an die Schwenkachse 14 des Schlingenhebers 6 angeschlossen ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen nun insoweit eine bevorzugte Ausführungsform eines Schlingenhebers 6, als über die Breite des Schlingenhebers 6 verteilt mehre­ re Meßschwingen 15 vorgesehen sind; die Meßschwingen 15 sind integraler Be­ standteil des Schlingenhebers 6. Jede Meßschwinge 15 weist einerseits eine dem Band 5 zugeordnete Meßrolle 16, andererseits ein Kraftmeßglied 7 auf; außenseitig sind neben den Meßrollen 16 noch Stützrollen 17 vorgesehen. Im übrigen ist jede Meßschwinge 15 innerhalb des Schlingenhebers 6 höhenkorri­ gierbar; dazu ist an das Schwenklager 18 der Meßschwinge 15 ein Höhenkorrek­ turarm 19 angeschlossen, der über eine Höhenkorrekturschraube 20 einstellbar ist und über das Kraftmeßglied 7 an das der Meßrolle 16 ferne Ende der Meß­ schwinge 15 angreift.

Zuvor ist die Lehre der Erfindung in Verbindung mit einem Bandwalzwerk be­ schrieben worden. Sie kann jedoch ohne weiteres auch bei Profilwalzwerken angewendet werden.

Claims (18)

1. Regelverfahren zur Regelung des Bandzuges bei Bandwalzwerken, bei dem als Stellglied ein Schlingenheber verwendet wird und vorzugsweise das Band zug­ frei, die Regelgroße also Null sein soll, dadurch gekennzeichnet, daß als der Regelgröße äquivalente Meßgröße die vom Band auf den Schlingenheber aus­ geübte Bandzugkraft herangezogen wird.

2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die vom Band auf den Schlingenheber ausgeübte Bandzugkraft (und damit der Regel­ größe) äquivalente Meßgröße die vom Schlingenheber auf mindestens ein Kraft­ meßglied ausgeübte Reaktionskraft herangezogen wird.

3. Regelverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraft­ meßglied ein solches mit einem Dehnungsmeßstreifen verwendet wird.

4. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellung des Schlingenhebers hydraulisch erfolgt.

5. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stellglied vorgesehene Schlingenheber mit einer Regelfrequenz von 10 Hz oder mehr arbeitet.

6. Schlingenheber als Stellglied zur Regelung des Bandzuges bei Bandwalz­ werken, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung für die Regelgröße Bandzug mindestens ein die vom Band (5) auf den Schlingenheber (6) ausgeübte Bandzugkraft erfassendes Kraftmeßglied (7) vorgesehen ist.

7. Schlingenheber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraft­ meßglied (7) mindestens einen Dehnungsmeßstreifen (8) aufweist.

8. Schlingenheber nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schlingenheber schwenk­ bar an die Auslaufseite des Walzgerüstes angelenkt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Schlingenheber (6) mindestens eine die Anstellung bewirkende, hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Anordnung (9) zugeordnet ist, vorzugs­ weise an jeder Seite jeweils eine Zylinder-Kolben-Anordnung (9) zugeordnet sind.

9. Schlingenheber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aus­ laufseite des Walzgerüstes (1) ein Schlingenheberbock (10) vorgesehen und die die Anstellung des Schlingenhebers (6) bewirkende Zylinder-Kolben-Anord­ nung (9) bzw. die Zylinder-Kolben-Anordnungen (9) jeweils gelenkig einerseits an den Schlingenheberbock (10) und andererseits an den Schlingenheber (6) angeschlossen ist bzw. sind.

10. Schlingenheber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßglied (7) in die Zylinder-Kolben-Anordnung (9) integriert ist.

11. Schlingenheber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kraft­ meßglieder (7) vorgesehen und in die Zylinder-Kolben-Anordnungen (9) inte­ griert sind.

12. Schlingenheber nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder-Kolben-Anordnung (9) ein Regelventil (11) zugeordnet ist bzw. den Zylinder-Kolben-Anordnungen (9) Regelventile (11) zugeordnet sind.

13. Schlingenheber nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder-Kolben-Anordnung (9) bzw. den Zylinder-Kolben-Anordnungen (9) ein Hydraulikspeicher (12) zugeordnet ist.

14. Schlingenheber nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Stellgröße Anstellung des Schlingenhebers (6) erfassender Dreh­ geber (13) vorgesehen ist.

15. Schlingenheber nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehge­ ber (13) an die Schwenkachse (14) des Schlingenhebers (6) angeschlossen ist.

16. Schlingenheber nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Meßschwinge vorgesehen ist, vorzugsweise über die Breite des Schlingenhebers (6) verteilt mehrere Meßschwingen (15) vorgesehen sind.

17. Schlingenheber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meß­ schwinge (15) einerseits eine dem Band (5) zugeordnete Meßrolle (16), an­ dererseits ein Kraftmeßglied (7) aufweist.

18. Schlingenheber nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß je­ de Meßschwinge (15) innerhalb des Schlingenhebers (6) höhenkorrigierbar ist.