DE1004711B - Anordnung zur Regelung in Abhaengigkeit von der Groesse der von einem durchlaufendendraht- oder bandfoermigen Gut gebildeten Schlinge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei kontinuierlichen Walzenstraßen zur Herstellung von Drähten, Bändern oder Profilen und analogen industriellen Prozessen, insbesondere in der Papier-, Kunststoff- und Gummiindustrie, besteht die Aufgabe, die Auslenkung bzw. die Größe der zwischen zwei Walzgerüsten od. dgl. sich bildenden Schlingen des durchlaufenden Gutes in vorbestimmten Grenzen zu halten. Im Hinblick auf die hohe Geschwindigkeit, mit der das Gut sich bewegt, kommt es dabei auf eine möglichst trägheitsfreie Regelung bzw. rasche Beeinflussung an. Um insbesondere bei metallenen Profilen die Herstellungstoleranzen des Gutes klein zu halten, soll seine mechanische Beanspruchung durch die Regelorgane möglichst vermieden werden. Außerdem wird eine kontinuierliche Regelung angestrebt, um einen ruhigen Lauf der Schlinge zu gewährleisten und so die ganze Anlage nach Möglichkeit von stoßartigen Beanspruchungen zu entlasten.

Zu diesem Zweck hat man bei elektrisch leitendem Gut eine sogenannte kapazitive Schiingenregelung angewendet, bei der der Schlinge eine Elektrode gegenübersteht. Die Größe der Kapazität zwischen dieser Elektrode und der Schlinge, die sich mit der Größe der Schlinge ändert, dient zur Beeinflussung der Geschwindigkeit des das durchlaufende Gut antreibenden Motors.

In Fig. 1 ist ein schematisches Beispiel für eine solche bekannte kapazitive Schlingenregelung bei einem Bandwalzwerk veranschaulicht. Das bandförmige Walzgut 30 läuft zwischen zwei Walzgerüsten 10, 20 hindurch und bildet eine nach unten durchhängende Schlinge. Unter der Schlinge ist eine Meßelektrode 15 angeordnet, die zusammen mit dem durchlaufenden Walzgut 30, das als Gegenelektrode dient, einen Kondensator bildet. Dieser liegt in einem mittel- oder hochfrequenten Meßstromkreis, der von einem bei 16 untergebrachten Frequenzgenerator gespeist wird. Die Kapazität des Kondensators ändert sich mit der Größe des Durchhanges der Schlinge. In dem Gerät 16 ist außerdem eine Meß- und Steuereinrichtung untergebracht, welche die Kapazitätsänderung in eine Spannungsänderung umformt und das Erregerfeld des Antriebsmotors 21 für das Walzgerüst 20 entsprechend der Größe der Meßkapazität so einstellt, daß der Abstand der Schlinge von der Meßelektrode 15 konstant bleibt. Es ist auch bekannt, in den Meßkreis einen Kondensator einzuschalten, der aus zwei nebeneinanderliegenden Elektrodenplatten besteht, welche durch das vorbeilaufende Gut miteinander kapazitiv gekoppelt sind. Bei einer Änderung der Schiingengröße ändert sich der Kopplungsgrad zwischen den beiden Elektroden und damit die Kapazität des Meßkreises.

Anordnung zur Regelung in Abhängigkeit von der Größe der von einem durchlaufenden draht- oder bandförmigen Gut
gebildeten Schlinge

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktienges ells chaf t,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Iiig. Hans Poschner

und Dipl.-Ing. Hans-Günter Vogelsang, Erlangen,
sind als Erfinder genannt worden

Derartige Meßanordnungen haben den Nachteil, daß sie sehr empfindlich sind gegen Querschnittsänderungen des durchlaufenden Gutes und auch gegen seitliche Auswanderungen desselben aus der Normallage, denn in beiden Fällen ändert sich die Meßkapazität und täuscht eine Änderung der Schlingengröße vor, so daß eine Fehlregelung zustande kommt. Aus diesem Grunde schlägt die Erfindung eine Anordnung vor, bei welcher diese Fehlermöglichkeiten ausgeschaltet sind. Dieser Vorteil wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwei Meßelektroden oder Meßelektrodenpaare nach Art eines Differentialkondensators — in Richtung der Schlingenauslenkung gesehen — hintereinander angeordnet und dem durchlaufenden Gut seitlich so zugeordnet sind, daß sich bei einer Änderung der Schiingengröße die Kapazitäten der beiden Meßelektrodenanordnungen im umgekehrten Sinne ändern.

An Hand der Fig. 2 bis 5, welche in schematischer Darstellung einige mögliche Ausführungsbeispiele zeigen, wird die Erfindung noch näher erklärt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Meßanordnung bei einem Drahtwalzwerk. Mit 30 ist das drahtförmige Walzgut bezeichnet; seine Normallage ist mit 0, eine Lage bei zu flacher Schlinge mit 1 und eine Lage bei zu großer Schlinge mit 2 bezeichnet. In Richtung der Schlingenauslenkung sind zwei Meßelektrodenanordnungen vorhanden, von denen jede aus zwei galvanisch verbundenen Elektroden 31, 32 und 33, 34 besteht. Diese Elektroden-

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paare sind so übereinander angeordnet, daß sich die Abweiser vorsehen. Für solche Fälle wird ferner Schiingenebene des laufenden Gutes zwischen den vorgeschlagen, die Elektroden selbst als massive Elektrodenpaaren befindet. Die Anordnung wirkt also Stahlplatten auszuführen, die allen möglicherweise wie ein Differentialkondensator, d. h. bei einer vorkommenden mechanischen Beanspruchungen ge-Schlingenauslenkung nach oben nimmt die Kapazität 5 wachsen sind und nach Störungsfällen, bei denen der des durchlaufenden Gutes 30 gegen das Elektroden- Zwischenraum zwischen den Elektroden von dem hinpaar 31, 32 zu und die Kapazität gegen das Elek- eingeschossenen Walzgut völlig ausgefüllt sein kann, trodenpaar 33, 34 ab, während bei einer Schlingen- zurückgeklappt oder nach oben herausgezogen werden auslenkung nach unten die Kapazitätsänderungen im können.

umgekehrten Sinne erfolgen. Die Kapazitäten des io In Fig. 2 ist mit 39 eine Wanne (z. B. ein geoberen und des unteren Elektrodenpaares gegen das mauerter Schacht oder Drahtgitterwände) bezeichnet, Walzgut bilden Teile von Schwingkreisen, die in in der sich die Elektrodenanordnung und die Schlinge den Geräten 35j 36 mit oder ohne Leistungsver- befinden und die diese Teile nach außen abgrenzt, stärkerstufe angeordnet sind. Die Kapazitätsände- Eine solche mechanische bzw. elektrische Abschirrungen werden in den Geräten 35, 36 durch bekannte 15 mung ist zweckmäßig, um zu verhüten, daß Fremd-Mittel in Spannungen umgeformt. Die Ausgangs- körper von außen her die Steuerung beeinflussen spannungen der Geräte 35, 36 werden einem Leistungs- können. Die Elektroden können in die Seitenwanverstärker 37 zugeführt und steuern diesen in Gegen- düngen des Schachtes eingebettet oder an diesen betaktschaltung. Der Leistungsverstärker kann bei- festigt sein.

spielsweise ein Magnetverstärker oder ein Röhren- 20 Fig. 3 zeigt eine etwas abgeänderte Anordnung, bei verstärker sein. Die Anordnung wirkt in der Weise, der die beiden Elektrodenpaare 41, 42 und 43, 44 daß bei der Normallage 0 des Walzgutes 30 an den unter sich je einen Kondensator bilden. Die Schlingen-Ausgangsklemmen des Leistungsverstärkers 37 die ebene des durchlaufenden Gutes, das in diesem Falle Spannung 0 herrscht. Bei einer Auslenkung nach bandförmig dargestellt und mit 40 bezeichnet ist, beoben (1) tritt eine Gleichspannung im einen und bei 35 fiindet sich wieder wie in Fig. 2 zwischen den Elekeiner Auslenkung des Walzgutes nach unten (2) eine trodenplatten. Eine solche Anordnung läßt sich so-Gleichspannung im entgegengesetzten Sinne auf. Die wohl bei einem elektrisch leitenden Gut, das geerdet Ausgangsgleichspannung des Leistungsverstärkers ist, als auch bei isolierendem Gut, wie Papier, ist nach Größe und Richtung ein Maß für die Aus- Gummi, Kunststoff, verwenden. Im ersteren Falle lenkung des Walzgutes. Sie läßt sich daher in an 30 wirkt das durchlaufende Gut als Steuerelektrode sich bekannter Weise zur Beeinflussung der Ge- im elektrischen Feld der Kondensatoren 41, 42 bzw. schwindigkeit des einen der beiden Walzgerüst- 43, 44; im letzteren Falle wird eine örtliche Vermotoren verwenden oder dazu benutzen, den änderung des Dielektrikums verursacht, die ebenfalls Geschwindigkeitsunterschied oder das Geschwindig- eine Kapazitätsänderung bewirkt und eine Regelung keitsverhältnis beider zu steuern. Darüber hinaus 35 der Lage des laufenden Gutes nach dem oben gekann man natürlich auch, wie es an sich bekannt ist, schilderten Prinzip ermöglicht. Auch diese Anordselbsttätig die übrigen Motoren der Walzenstraße nung hat die \^rorteile einer Unabhängigkeit der entsprechend steuern, damit nicht unerwünschte Regelung vom Querschnitt des laufenden Gutes und Schiingenänderungen an einer anderen Stelle der einer Unabhängigkeit von seitlichen Verschiebungen Walzenstraße entstehen. 40 der Schiingenebene.

Dadurch, daß in Richtung der Schlingenauslenkung Fig. 4 und 5 zeigen in Aufriß und Grundriß zwei Meßelektroden angeordnet werden, deren Kapazi- eine Anordnung mit annähernd horizontaler Schlingentäten gegen Erde bzw. das geerdete Gut miteinander ebene, wie man sie beispielsweise bei hochkant nach der Differentialmethode über eine nachfolgende liegenden Walzprofilen mit ungleichen Biegungs-Gegentaktstufe verglichen werden, wird der Vorteil 45 momenten benutzt. 50 ist das Walzgut; 10, 20 sind erzielt, daß die Nullage der Schlinge unabhängig wiederum die beiden Walzgerüste; mit 51, 52 sind vom Walzgutquerschnitt ist. Die Unterteilung der zwei Plattenelektroden bezeichnet, die in einer Aus-Meßelektroden in galvanisch verbundene Elektroden- sparung 53 des waagerecht oder schwach geneigt paare, zwischen denen sich das durchlaufende Gut neben der Walzstrecke angeordneten Schleifentisches befindet, hat den Vorteil, daß seitliche Wanderungen 50 54 untergebracht sind. Sie können in eine Isolierdes Gutes praktisch ohne Einfluß auf das Meß- stoffüllung aus beispielsweise keramischem Stoff der ergebnis bleiben. Dies ist von Wichtigkeit bei Aussparung 53 eingebettet sein. Die Isolierstoffüllung hängenden Anordnungen, bei denen Abweichungen kann natürlich auch weggelassen werden, wenn man nach oben und unten gemessen werden sollen, wäh- durch geeignete konstruktive Mittel dafür sorgt, daß rend seitliche Abweichungen ohne Einfluß auf das 55 eine galvanische Verbindung zwischen dem Walzgut Meßergebnis bleiben sollen. Die Sollage der Schlinge und den Platten unterbleibt. Der übrige elektrische läßt sich sowohl durch Verändern der Elektroden- Teil der Anordnung ist derselbe wie bei den Anordlage, d. h. durch gemeinsames Verschieben der Elek- nungen nach Fig. 2. Eine Unterteilung der Elektroden nach oben oder unten, als auch auf rein elek- troden erübrigt sich in diesem Falle, da die Schlingentrischem Wege durch Einstellorgane an den Geräten 60 ebene durch die Tischfläche eindeutig definiert ist. 35 bis 37 einstellen. Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen

Um eine galvanische Berührung des Walzgutes, wie kann es vorteilhaft sein, zur Beeinflussung der

sie z. B. bei Störungsfällen eintreten kann, mit den Charakteristik des von der Elektrodenanordnung ge-

Meßelektroden zu vermeiden, kann man, wie es in Fig. 2 steuerten Reglers den Elektroden in Richtung der

bei den Elektroden 31 bis 34 angedeutet ist, die 65 Schlingenauslenkung eine unterschiedliche Breite zu

letzteren mit einer isolierenden, beispielsweise kera- geben, wie es beispielsweise in Fig. 6 angedeutet ist.

mischen Umhüllung versehen. In Fällen, in denen Statt dessen oder außerdem kann auch der Abstand

damit gerechnet werden muß, daß die mechanischen der Elektroden von der Schiingenebene in Richtung

Beanspruchungen solcher Umhüllungen zu groß sein der Schlingenauslenkung unterschiedlich sein, wie es

würden, kann man statt dessen geeignete stabile 70 in Fig. 7 angedeutet ist.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung in Abhängigkeit von der Größe der von einem durchlaufenden draht- oder bandförmigen Gut gebildeten Schlinge, welche eine im Meßkreis einer Regeleinrichtung liegende Kapazität beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meßelektroden oder Meßelektrodenpaare nach Art eines Differentialkondensators — in Richtung der Schlingenauslenkung gesehen — hintereinander angeordnet und dem durchlaufenden Gut seitlich so zugeordnet sind, daß sich bei einer Änderung der Schiingengröße die Kapazitäten der beiden Meßelektrodenanordnungen in umgekehrtem Sinne ändern.

2. Anordnung nach Anspruch 1 mit zwei Elektrodenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden jedes Elektrodenpaares unter sich parallel geschaltet sind und zusammen mit dem zwischen ihnen durchlaufenden Gut einen im Meßkreis der Regeleinrichtung liegenden Kondensator bilden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 mit zwei Elektrodenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden jedes Elektrodenpaares einen im Meßkreis der Regeleinrichtung liegenden Kondensator bilden, dessen Kapazität durch die Lage des zwischen ihnen durchlaufenden Gutes bestimmt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden in einer vorteilhaft mit keramischem Isoliermaterial ausgefüllten Aussparung eines in an sich bekannter Weise waagerecht oder schwach geneigt neben der Walzstrecke vorhandenen und die seitlich ausgelenkte Schleife führenden Schleifentisches hintereinander angeordnet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mindestens auf der dem durchlaufenden Gut zugekehrten Seite mit einer sie gegen galvanische Berührung mit dem durchlaufenden Gut schützenden und zweckmäßig aus keramischem Material bestehenden Isolierung bedeckt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3 für Walzenstraßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in auf beiden Seiten der Schlinge "des Walzgutes angeordnete Schutzwände eingebettet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus kräftigen Stahlplatten bestehen, die auswechselbar, seitlich zurückklappbar oder nach oben herausziehbar angeordnet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden zur Beeinflussung der Regelcharakteristik in Richtung der Schlingenauslenkung eine unterschiedliche Breite und/oder einen unterschiedlichen Abstand von der Schiingenebene haben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 690 617;
britische Patentschrift Nr. 642 490;
USA.-Patentschriften Nr. 2 512 372, 2 613 338.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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