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Steuerungsvorrichtung zur Einstellung einer gegen eine laufende Materialbahn
verschieblichen Walze mit an den Enden der Walze angeordneten hydraulischen Motoren
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zur Einstellung einer gegen eine
laufende Materialbahn verschieblichen Walze mit an den Enden der Walze angeordneten
hydraulischen Motoren und mit elektrohydraulischen Steuereinrichtungen, die die
hydraulischen Motoren nach Maßgabe eines Eingangssignals steuern.
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Bei einigen Metallbearbeitungsverfahren, wie beispielsweise beim Auswalzen
eines Stahlblechstreifens, ist es bekannt, eine oder mehrere vertikal einstellbare
Walzen zu benutzen, durch die der Stahlblechstreifen hindurchläuft und dabei gebogen
wird. Das Biegen dient verschiedenen Zwecken, beispielsweise soll damit Zunder zum
Abspringen oder Abplatzen gebracht oder ein Krustenansatz entfernt werden, oder
es soll die Tendenz des Streifens zum Durchbiegen oder zur Riefenbildung vermindert
werden, oder es soll .der Stahlblechstreifen gehärtet werden.
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Es ist bekannt, die Lage der einstellbaren Walze von Hand mittels
einer Spindelanordnung an jedem Ende der Walze einzustellen. Ein derartiges Einstellen
einer Walze ist jedoch im allgemeinen nicht befriedigend, da zur Einstellung zu
viel Zeit erforderlich ist, worunter die Anpassungsfähigkeit leidet. Eine derartige
von Hand betätigte Einrichtung ist auch zu langsam, um eine schnelle, fortwährende
Anpassung an an sich andere Bedingungen sicherzustellen.
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Es ist bereits eine Walzeneinrichtung bekannt, bei der der Anpreßdruck
an das zwischen den Walzen durchlaufende Material durch hydraulische Einrichtungen
einstellbar ist. Das hydraulische System ist so aufgebaut, daß der an den Enden
der Walzen durch die hydraulischen Hubeinrichtungen ausgeübte Druck veränderbar
ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind keine Maßnahmen vorgesehen, durch die
eine .Schrägstellung oder eine achsparallele Verschiebung der Walzen bei Schrägstellung
durchführbar ist.
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Es ist auch bereits bekannt, im Zusammenhang mit hydraulischen Steuerungsvorrichtungen
Strahlrohrregler als Maschinenelement zu verwenden. Eine bekannte Vorrichtung zur
selbsttätigen .Steuerung der von einer laufenden Warenbahn abhängigen Maschinenteile
verwendet einen derartigen Strahlrohrregler. In der Gesamtkonzeption ist jedoch
diese bekannte Vorrichtung grundlegend vom Erfindungsgegenstand verschieden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Nachteile
der bekannten Einrichtungen zu vermeiden. Insbesondere soll eine sehr rasche und
wirksame Möglichkeit zur Steuerung der Walzenpositionen beim Biegen von Streifen
geschaffen werden. Die Steuerung soll so schnell arbeiten, daß die seitliche Bewegung
des zu bearbeitenden streifenförmigen Materials gesteuert werden kann.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch zwei
an sich bekannte, mittels elektromagnetischer Stelleinrichtungendurch .elektrische
Steuerkreise betätigbare Strahlrohrregler für .die an sich bekannte unabhängige
Druckmittelsteuerung der hydraulischen Motoren, wobei die elektrischen Steuerkreise
von die Position der Walzenenden wiedergebenden Rückkopplungsgeneratoren Rückkopplungssignale
empfangen, .durch die die Stelleinrichtungen der Strahlrohrregler unabhängig von
der Stellung der Walze einheitlich betätigt werden.
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Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ermöglicht eine exakte
und einfache, selbsttätige Einstellung von Walzen, die in eine Schrägstellung bewegbar
und unabhängig von der Stellung der Walze, d. h. sowohl bei horizontaler als auch
bei geneigter Stellung, achsparallel verschiebbar sind. Die Steuerungsvorrichtung
ermöglicht also einmal die Betätigung nur eines an den Enden der Walzen angeordneten
hydraulischen Motors und außerdem auch eine von der Stellung der hydraulischen Motoren
unabhängige, gleichmäßige und gleichförmige Betätigung der hydraulischen Motoren.
Die Strahlrohrregler ermöglichen
dabei eine außerordentlich schnelle
Umschaltung und Änderung der Antriebsrichtung der hydraulischen Motoren. Ihre Verwendung
gerade im Zusammenhang mit dem elektrischen Steuerkreis gemäß der Erfindung ist
außerordentlich vorteilhaft.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen
stellt dar Fig. 1 schematisch eine Einrichtung zum Entfernen von Zunder in einem
Walzensystem, F i g. 2 schematisch eine Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung für die in F i g. 1 gezeigte einstellbare Walze und F i .g. 3 schematisch
ein Schaltbild des elektrischen Teiles der in F i g. 2 dargestellten Steuervorrichtung.
In der F i g. 1 ist eine Walze 10 gezeigt, mit der beispielsweise Zunder von einem
sich bewegenden Blechstreifen 20 zum Abplatzen gebracht werden soll. Diese
Walze soll nachfolgend auch als »Entzunderungswalze« bezeichnet werden. Sie ist
an ihren beiden Enden in einem Rahmen 12 (F i g. 2) drehbar gelagert. An
jeder Außenkante des Rahmens 12 greift die Kolbenstange eines hydraulischen Motors
an, der die Form einer in einem Zylinder 16 gleitbaren Kolbenanordnung
14 besitzt. Es sind (weiter unten näher beschriebene) Einrichtungen vorgesehen,
um unter Druck stehendes hydraulisches Medium dem Zylinder 16 zuzuführen
und dadurch eine Bewegung des Rahmens 12 hervorzurufen. Auf diese Weise läßt
sich die Entzunderungswalze 10 in dem Ausmaß einstellen, das zum Entzundern
des unter der Walze herlaufenden Blechstreifens notwendig ist. Wie sich am besten
aus F i g. 1 ergibt, führt die Entzunderungswalze 10 ihre Bewegungen
zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Walzen 18
aus. Die Stellung
der Entzunderungswalze 10 relativ zu den feststehenden Walzen 18 bestimmt
das Ausmaß der Biegung, die dem sich bewegenden Blechstreifen 20 zum Zwecke
der Entzunderung erteilt werden soll.
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Unter Druck stehendes flüssiges Medium wird den Zylindern
16 über Spulenventile 22 zugeführt. Ein Schlauch 24 verbindet
jedes Spulenventil 22 mit der oberen Zylinderkammer, und ein weiterer Schlauch
26 stellt die Verbindung zwischen jedem Spulenventil und der unteren Zylinderkammer
her. Das Medium wird von einer nicht weiter dargestellten Druckquelle über eine
Leitung 28 den Spulenventilen 22 zugeführt. Man erkennt aus der Zeichnung,
daß das Medium über den Schlauch bzw. die Leitung 24 der oberen Zylinderkammer
zur Erzeugung einer Abwärtsbewegung des Kolbens 14 zugeführt wird, wenn sich
das Spulenventi122 in seiner oberen Endlage befindet, während bei einer Verschiebung
des Spulenventils 22
gegen seine untere Endlage das Medium über die Leitung
26 zur unteren Zylinderkammer fließt und damit eine Aufwärtsbewegung des
Kolbens 14 hervorruft. Jedem Spulenventil 22 ist weiterhin eine Rückflußleitung
30 zugeordnet, die einen Flüssigkeitsaustritt aus derjenigen Zylinderkammer
ermöglicht, gegen die sich die Kolbenanordnung bewegt.
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Jedes Spulenventi122 wird bewegt durch einen. Strahlrohrverteilerkalben
32, der mit dem Spulenventil fest verbunden ist und in einem Zylinder
34 .gleitet. In jedem der Kolben 32 befinden sich zwei Durchtritte
36, 38, deren eines Ende im Abstand voneinander an der Seite des Kolbens
32 mündet und deren anderes Ende sich in jeweils einer der beiden gegenüberliegenden
Flächen des Kolbens 32 befindet. Mit jedem der Kolben 32 wirkt ein
Strahlrohr 40 zusammen, das an seinem einen Ende schwenkbar gelagert ist
und dessen anderes Ende sich im Abstand von den seitlichen Öffnungen der Durchtritte
36, 38 befindet. Der Strahlrohrverteilerkolben 32 bildet zusammen mit dem
Strahlrohr 40 einen Strahlrohrregler. Jedem Strahlrohr 40 wird hydraulisches
Medium unter Druck über eine Leitung 42 zugeführt, so daß ein freier Strahl
aus dem Ende eines jeden Strahlrohres austritt. Man erkennt z. B. aus .der F i g.
2 rechts unten, daß eine Schwenkbewegung des Strahlrohres 40 gegen die Öffnung
des Durchtritts 36 eine Aufwärtsbewegung des Verteilerkolbens 32 bewirkt,
während eine Schwenkbewegung .des Strahlrohres 40 gegen die Öffnung des Durchtritts
38 eine Abwärtsbewegung dieses Kolbens hervorruft. Die Schwenkbewegungen
eines jeden Strahlrohres 40 werden durch zwei Einrichtungen gesteuert, nämlich
eine elektromagnetische Stelleinrichtung 44, 46 und eine Kompressionsfeder
48. Die elektromagnetische Stelleinrichtung enthält eine schwimmende Spule
44, die mit dem Strahlrohr 40 verbunden ist und die sich inerhalb
eines durch einen Permanentmagneten 46 hervorgerufenen magnetischen Feldes
bewegen kann. Die Kompressionsfeder 48 ist einstellbar und wirkt der Auswärtsbewegung
der Spule 44 entgegen. Die Zufuhrleitung 42 zum Strahlrohr
40
ist mit der Zufuhrleitung 28 für das hydraulische Medium verbunden, und
es sind ein Reduktionsventil 50
und ein Druckmesser 52 in der Leitung
42 vorgesehen, um die Flüssigkeitszufuhr zu jedem Strahlrohr 40 regulieren
zu können.
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Die elektrischen Einrichtungen zum Steuern der Lage bzw. Verschwenkung
der Strahlrohre 40 enthalten eine Schrägstellungssteuereinrichtung
54, eine Lagesteuereinrichtung 56, zwei Rückkopplungsgeneratoren in
Form von Potentiometern 58, 59, von denen jedes mit der Bewegung einer der
Kolbenanordnungen 14 ,gekoppelt ist, sowie einen elektrischen Schaltkreis
60, der Signale aus den Steuereinrichtungen 54 und 56 und den
Potentiometern 58 und 59
empfängt und daraus in Steuerkreise ein Steuersignal
liefert, nach dessen Maßgabe die jedem Strahlrohr 40
zugeordneten elektromagnetischen
Stelleinrichtungen 44, 46 gesteuert werden.
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Die elektrischen Kreise lassen sich am besten an Hand der F i g. 3
verstehen. Mit der Schrägstellungssteuereinrichtung 54 werden zwei variable Widerstände
62, 64 betätigt, die mit Gleichstrom versorgt werden. Die Lagesteuereinrichtung
56 wirkt auf einen weiteren variablen Widerstand 66, der elektrisch mit den Widerständen
62 und 64 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 56 wirkt weiterhin noch auf einen
variablen Widerstand 68. Das variable Rückkopplungspotentiometer
58 ist mit einem Widerstandskörper 70
versehen und elektrisch mit einem
Gleichstromservoverstärker 74 verbunden, der einen zweiten Eingang aus dem variablen
Widerstand 66 erhält. Das andere variable Rückkopplungspotentiometer
59 (mit Widerstandskörper 72) ist elektrisch mit dem Servoverstärker
76 verbunden, dem als zweiter Eingang der aus dem Widerstand 68 gelieferte
Strom zugeführt wird. Die beiden Verstärker 74 und 76 wirken als Nullabgleicher.
Jeder von ihnen erzeugt ein elektrisches Signal, das der zugeordneten elektromagnetischen
Stelleinrichtung der Strahlrohre zugeführt wird und deren Ansprechen nach Maßgabe
der Einstellung
der Steuereinrichtungen 56 und 54 veranlaßt. Durch
die hierdurch hervorgerufene Bewegung der Kolbenanordnung 14 werden .die Potentiometer
58 und 59 betätigt, und ein. Signal wird den Verstärkern 74 und 76 so lange
zugeführt, bis das von den Verstärkern gelieferte Signal auf Null heruntergegangen
ist. Hierdurch werden die notwendigen Einstellbewegungen oder Korrekturbewegungen
der Einstellung der Kolbenanordnung 14 beendet. Zum Abstimmen einzelner der oben
erwähnten variablen Widerstände sind weitere variable Widerstände 78, 80 und 82
in der in F i g. 3 gezeigten Weise vorgesehen.
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Es kann vorausgesetzt werden, daß die Wirkungsweise des soweit beschriebenen
Schaltkreises ohne weiteres verständlich ist. Man erkennt, daß mit dem Schaltkreis
wegen der Kopplung der Kontaktarme an den Widerständen 66 und 68 automatisch eine
gleichzeitige und gleichmäßige Bewegung einer jeden Kolbenanordnung 14 in jeder
Richtung möglich ist. Weiterhin kann über die Widerstände 62 und 64 der Schaltkreis
»asymmetrisch« eingestellt werden, wodurch sich eine Bewegung nur einer der Kolbenanordnungen
14 hervorrufen läßt, was zu einer Verschiebung des einen Endes der Entzunderungswalze
10 (F i g. 2) gegenüber deren anderem Ende und damit zu einer Schrägstellung dieser
Walze führt. Auf diese Weise läßt sich nicht nur die gewünschte Lage der Entzunderungswalze
10 in Hinsicht auf einen optimalen Entzunderungseffekt aufrechterhalten, sondern
es läßt sich auch in einfacher Weise eine Korrektur, beispielsweise für Wölbungen
in dem Blechstreifen, erzeugen, um den Blechstreifen in der richtigen Spur zu halten.
Dabei bleibt die Schrägstellung -der Walze erhalten, selbst wenn die Lage der Walze
erneut verändert wird.