DE2152747A1 - Mit hydromechanischer Anstellung und unveraenderlicher Vorspannung arbeiten - Google Patents

Description

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22. Gut

SOCIETE NOUVELIiE SPIDEM
51-53, rue des Belles Feuilles, PARIS (16), Prankreich

MIT HYDROMECHAHISCHER ANSOiELLUNG UND UNVERÄNDERLICHER VORSPANNUNG ARBEITENDES WALZWERK

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk, das eine hydromechanisch^ Anstellvorrichtung aufweist, der in sehr enger Verbindung eine Vorspannungsvorrichtung !augeordnet ist, die Vorspannungskraft auf einem im wesentlichen konstanten, optimalen Wert zu halten.

In ihrer deutschen Patentanmeldung P 1 652 429.1 sowie in der ersten Zusatzanmeldung P 1 602 144.6 zu ihrer deutschen Patentanmeldung P 1 954 245.1 hat die Anmelderin Anlagen beschrieben, bei denen die Anstell- und Vorspannungsvorrichtungen eines Walzwerks einander zugeordnet sind.

In ihrer französischen Patentschrift 1 587 268 hat die Anmelderin ausserdera ein derartiges Walzwerk beschrieben, das sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass seine Festigkeit dank eines mit sogenannter "blockierter Vorspannung" arbeitenden Verfahrens beträchtlich erhöht werden kann.

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Wenn eine der in der zuletzt genannten Patentschrift der .Anmelderin beschriebenen Vorrichtungen zur Verarbeitung von flachem Walzgut verwendet und dabei gleichzeitig das Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung angewendet wird, das in dieser Patentschrift beschrieben ist, ergibt sich, dass die Abweichungen der einzustellenden Grossen im allgemeinen niedrig bleiben und die entsprechenden Einstellvorrichtungen leicht zu steuern sind, sei es von Hand, sei es mit Hilfe eines Motors entsprechender Leistung. Da in diesem Fall die Festigkeit des Walzwerks durch eine beträchtliche Erhöhung der Vorspannungskraft erh'dht wurde, tritt es ein, das während eines kontinuierlichen Herstellungsvorganges, bei dem verhältnismässig be~ trächtliche Änderungen der Durchmesser der Walzen durch Abnutzung oder Ausdehnung eintreten können, eine allmähliche, jedoch merkliche Zunahme des Hubs der Vorspannungswinden und folglich des Werts der entsprechenden Vorspannung eintritt, da der Abstand zwischen den Arbeitswalzen auf einem bestimmten Wert gehalten werden muss. Daraus ergibt sich, dass nach und nach im Laufe des Verarbeitungsvorganges die Beanspruchung der Steuerorgane immer beträchtlicher wird, so dass die Steuerung von Hand unmöglich und die elektromechanisch^ Steuerung unter Verwendung von Motoren verhältnismässig sehr grosser Leistung erforderlich werden kann.

Ausgehend von einem Walzwerk des genannten Typs hat die Erfindung zum Ziel, dieses zu verbessern und dabei den beschriebenen Nachteil zu beheben.

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Das erfindungdgemässe Walzwerk weist die gleichen Hauptteile wie das in der französischen Patentschrift 1 481 166 von der Anmelderin beschriebene Walzwerk auf, d.h. in erster Linie für jeden Ständer des Walzgerüsts eine Hauptanstellwinde, die einer Tauchwinde geringen Querschnitts und grossen Hubs zugeordnet ist, und zwar derart, dass die Flüssigkeitsmenge im Innern der Druckkammer der Anstellwinde, der Arbeitskammer des Tauchkolbens und der Leitung, die die beiden Rammern untereinander verbindet, konstant gehalten wird. Ferner weist dieses Walzwerk in jedem Gerüst eine Anordnung von Vorspannungswinden auf, die beispielsweise aus zwei gleichen, zwischen den Einbaustücken der Stützwalzen vorgesehenen Winden besteht.

Erfindungsgemass besteht die erste an der beschriebenen Maschine vorgenommene Änderung darin, dass die beiden Druckkammern der zu einem Gerüst gehörenden Vorspannungswinden miteinander verbunden werden·

Danach wird erfindungsgemäss mit Hilfe einer Leitung entsprechenden Querschnitts der so erzielte Raum mit der Druckkammer der Tauchwinde verbunden, die zum betreffenden Gerüst gehört. Schliesslich wird an die Verbindungsleitung eine aussenliegende Druckquelle angeschlossen, die beliebig mit Hilfe eines Verschlussteils von der Leitung getrennt werden kann.

Ausser der neuartigen Anordnung der einzelnen Steuerteile des Walzwerks gestattet die Erfindung eine Definition der Beziehung zwischen den Querschnitten der Kolben der einzelnen Winden, die zur Einstellung des Walzwerks verwendet werden,

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so dass die auszuübende Vorspannungskraft konstant und auf einem optimalen Wert gehalten wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt eine ins einzelne gehende Beschreibung eines AusfUhrungsbeispiels des erfindungsgemässen Walzwerks unter Bzeug auf die Zeichnung.

Die Fig. veranschaulicht sehr schematisch einen Ständer des Walzwerks sowie verschiedene zusätzliche Teile.

Mit 1 ist der Ständer des Walzwerks bezeichnet, der die Walzen 2 und 3 sowie deren EinbaustUcke 4 und 5 aufnimmt.

Mit 6 ist die Hauptanstellwinde und mit 7 und 8 sind die Vorspannungswinden bezeichnet.

Diese für ein Duo-Walzwerk geltende Anordnung kann ebenfalls bei jedem anderen Walzwerk verwendet werden.

Mit 9 ist eine fTauchkolbenwinde bezeichnet, die einen geringen Querschnitt und einen grossen Hub aufweist und einer Anstellwinde 6 zugeordnet ist; die Winde 9 wird auf bekannte Weise durch eine Regelvorrichtung, beispielsweise eine in der Fig. nicht veranschaulichte elektromechanische Vorrichtung gesteuert.

Erfindungsgemäss werden die Druckkammern der Winden 7 und 8 mit der Druckkammer der Winde 9 hydraulisch verbunden. Eine aussenliegende Druckquelle 10 wird ferner mit der hydraulischen Verbindungsleitung zwischen den Winden 7» 8 bzw. 9 verbunden. Diese Druckquelle kann mit Hilfe einer Absperrvorrichtung 11 von der leitung getrennt werden.

In der Pig. sind ferner die drei elastischen Ketten des 209819/0638 ·/·

Gerüsts eingezeichnet, die in der französischen Patentschrift 1 587 268 von der Anmelderin beschrieben sind. Mit I ist die lange Kette bezeichnet, d.h. die von den gemeinsamen Punkten A und B ausgehende und nacheinander sich über einen Teil des oberen Einbaustücks 4, den feststehenden Keil 12, einen Teil der oberen Traverse, einen Teil des Gerüsts, einen Teil der unteren Traverse, einen Teil des unteren Einbaustücks und schliesslich. die Anstellwinde 6 erstreckende Kette. Auf dem entgegengesetzten Teil des gleichen Standers verlauft eine symmetrische Strecke, Die kurze Kette II erstreckt sich nur durch die beiden Einbaustücke und die entsprechende Vorspannungswinde 7. Die Kette 3 ist geradlinig und durchquert die Walzen und das in der Bearbeitung befindliche Metall,

Ferner sind bezeichnet mit:

- K1 der Verformungskoeffizient der langen Kette If

- K2 der Verformungskoeffizient der kurzen Kette II;

- K3 der Verformungskoeffizient der Kette III "Walzen und Metall";

- h der Abstand zwischen den den drei Ketten gemeinsamen Punkten A und Bj

- L die kurzzeitige Verschiebung der Tauchkolbenwinde 9;

- si der Gesamtquerschnitt der Arbeitskammer der Winde 9, d.h. der Kammer der Winde, die standig der Druckkammer der Winde 6 zugeordnet ist;

- Z1 der Querschnitt dieser Kammer;

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- s2 der Differentialquerschnitt des Kolbens der Winde 9, d.h« der Querschnitt si verringert um den Querschnitt der Kolbenstange j

- Z2 der Querschnitt der beiden Vorspannungswindenkolben, die im gleichen Gerüst und parallel zueinander angeordnet sowie mit der Druckkammer der Winde 9 verbunden sind, d.h. auf der Seite der Winde, wo der Nutzquerschnitt des Kolbens s2 ist;

si
^ - r1 = Ή-Γ das Verhältnis der hydraulischen Untersetzung zwischen der hydromechanischen Regelung und der Anstellung;

s2
- r2 = w^ das Verhältnis der hydraulischen Untersetzung

zwischen der hydromechanischen Regelung und der Vorspannung.

Auf der Grundlage dieser Definition betrifft die Erfindung insbesondere die beiden letzteren Verhältnisse r1 und r2. Erfindungsgemäss sind diese beiden Verhältnisse einander gleichzusetzen. Dies gestattet, die eine der QuerschnittsgrcJssen der Kolben zu bestimmen, wenn die drei übrigen bekannt sind.

Die Richtigkeit dieser Argumentation und deren Auswirkungen werden im folgenden beschrieben.

Aus der französischen Patentschrift 1 587 268 der Anmelderin ist bekannt, dass bei der Anstellung eines unter Last arbeitenden Walzwerks die Änderungen Λ F1,Z1 F2,ÄF3 der Kräfte F1, F2, F3, die jeweils in den drei elastischen Ketten des Walzwerkes ihren Ursprung haben, miteinander durch die

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Gleichung

/\f1 = AF2 +4f3 (a)
verbunden sind.

Mit A h ist die Abweichung bezeichnet, die zu einem gegebenen Zeitpunkt in bezug auf den Abstand h auftritt, der die beiden Punkte A und B voneinander trennt. Diese Abweichung kann auf drei verschiedene Arten für die drei elastischen Ketten des Walzwerks ausgedrückt werden*

In bezug auf die lange Kette lautet die entsprechende Gleichung;

h ='pjⁱ - 4*1 ' K1 (b),

denn die Verschiebung A L muss r1-mal verringert werden; sie ist um den Wert der Verformung der langen Kette Δ F1 . K1 zu verkleinern.

Für die kurze Kette gilt:
At

Λ T — ******* ■ /ι TJlO X^O ι λ ι

§ V \ j Ss ^"^τ "τ* ί \ -Γ ei · Χνέ. V ^ / ·

Td

Für die "Walzenkette" gilt ohne Anwendung ausserer Kräfte:

. K3 (d).

Ausgehend von den Formeln (a), (b), (c), und (d) ergibt sich nach Eliminierung von./'h, ZlIi und A ?3 der Wert von JF2;

r2 _

/Ip₂ = AF1 LK3 (1 - H - KIJ

" K₃ (1 - g) - S^

Diese Gleichung hat eine sehr vereinfachte Form unter der

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Voraussetzung dass:

rl = r2,
die fUr die erfindungsgemässe Vorrichtung gilt.

Der entsprechende Wert von L P2 wird dann:

^{/J P2 =} K2 K3 '

Diese Gleichung drückt die Änderungen der Vorspannung P2 in Abhängigkeit von der Änderung der Kraft F1 aus, die in der langen Kette auftritt, und zwar bei Kenntnis der Verformungskoeffizienten K1, K2 bzw· K3 der drei Ketten des Walzwerkes.

In der Praxis kann davon ausgegangen werden, dass die beiden Koeffizienten K1 und K2 gleich grosse Werte haben und ihr Verhältnis gleich 1 ist« Daraus folgt, dass bei einer bestimmten Änderung von Δ F1 die entsprechende Änderung von Λ P2 ui so schwächer ist, je höher der Verformungskoeffizient K3 der durch die Walzen und das Metall hindurchgehenden Kette ist.

Dies bedeutet, dass bei einem genügend hohem Wert von K3, der praktisch als unendlich zu betrachten ist, die Vorspannungskraft P2 während eines bestimmten Vorganges konstant bleibt, selbst wenn die Anstellkraft P1 sich ändert.

Es ist demnach dank der besonderen Ausbildung der erfindungsgem'ässen Vorrichtung sowie der genauen Wahl der Querschnitte der einzelnen verwendeten Winden möglich, dieses Ergebnis zu erzielen.

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Wenn bei der gleichen Ausbildung der Anlage eine absolute Gleichheit zwischen den Verhältnissen r1 und r2 nicht erzielt wird, so ergibt sich in der Praxis eine bestimmte Abweichung in bezug auf das Ergebnis, das unter optimalen Bedingungen erzielt wird, und die betreffende Abweichung ist um so schwächer, je mehr die optimalen Bedingungen erreicht werden·

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch eine einzige Betätigung, nämlich durch Betätigung des Steuerkolbens der Tauchkolbenwinde 9» die gesamte Regelung der Maschine erfolgen kann. Hierdurch wird das Verschlussorgan 11 geschlossen, das die Druckquelle 10 von der Verbindungsleitung zwischen den Vorspannungswinden und der Tauchkolbenwinde trennt. Andererseits ist, wie bereits aus der französischen Patentschrift 1 213 820 der Anmelderin in bezug auf die hydrome chemische Anstellung bekannt, die Betätigung einer einzigen Vorrichtung ausreichend, um gleichzeitig die beiden Gerüste des Walzwerks einzustellen· Dieser einzige Betätigungsvorgang ist ebenfalls für das verbesserte Walzwerk entsprechend der Erfindung ausreichend.

Ein weiterer Vorteil besteht im folgenden!

Die Vorspannungslcraf t F2 wirkt auf die vor dem Kolben der Winde 9 gelegene Fläche in der gleichen Richtung, wie die Kraft, die infolge der Einstellung normalerweise auf diese Fläche ausgeübt wird. Dies gestattet, die für diesen Vorgang erforderliche Kraft um den gleichen Wert zu verringern« d.h. die Leistung der entsprechenden Steuermotoren·

209819/0638 -Patentansprüche-

Claims (1)

1. 215274T"

   PATENTANSPBÜCHE

   1 .Ί Walzwerk» das mit hydromechanischer Anstellung und unveränderlicher Vorspannung arbeitet und in dem jeder Stander einerseits eine Hauptanstellwinde hat, die einer Tauchkolbenwinde mit geringem Querschnitt und grossein Hub zugeordnet ist, wobei sich zwischen den beiden Winden eine konstante Antriebsmittelmenge befindet, und andererseits jeder Ständer mindestens zwei Vorspannungswinden aufweist, die zwischen den Einbau- |> stücken angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern der Vorspannungswinden (7, 8) ein und desselben Ständers einerseits untereinander und andererseits mit der Druckkammer der entsprechenden Tauchkolbenwinde (9) des gleichen Ständers verbunden sind, wodurch der Wert der Vorspannungskraft unveränderlich bleibt.

   2· Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, dass bei jedem Ständer die beiden hydraulischen Untersetzungsverhältnisse, d.h. das Verhältnis zwischen dem Querschnitt der Arbeitskammer der Tauchkolben-

   winde (9) und dem Querschnitt der Anstellwinde sowie das Verhältnis zwischen dem Querschnitt der Druckkammer der Tauchkolbenwinde (9) und dem Querschnitt der Vorspannungswinden (7, 8) im wesentlichen gleich sind.

   3. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pluidquelle im Nebenschluss mit der Verbindungsleitung zwischen den Vorspannungswinden (7,8) und der Tauchkolbenwinde (9) angeschlossen ist,

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   4. Walswerk nach Anspruch 3» dadurch

   gekennzeichnet, dass ein Verschlussorgan zwischen der Fluidquelle und der Leitung vorhanden ist, an die das Walzwerk angeschlossen ist.

   5· Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zur Betätigung der Tauehkolbenwinde (9) anzuwendende Kraft in Anstellrichtung der Maschine um den Wert der Vorspannungskraft vermindert.

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