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Einrichtung zum Trennschleifen von heißem Walzgut.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Trennschleifen von
heißem Walzgut mit einer Trennschleifmaschine, die eine durch einen Elektromotor
angetriebene, absenk- und anhebbare Schleifscheibe und eine Klemmvorrichtung aufweist,
sowie einen Zufuhr-, einen Abfuhr- und einen Schneidrollgang.
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Derartige Trennschleifmaschinen sind an sich bekannt. Bei ihnen wird
das Walzgut mittels der kreisscheibenförmigen, rotierenden Schleifscheibe durchgeschnitten,
wobei während des Trennvorganges die Trennschleifmaschine mittels der EeXmmvorrichtung
an das Walzgut angeklemmt ist.
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Die bekannten Einrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß der
Weitertransport des Walzgutes jeweils kurz vor dem Beginn des Trennens unterbrochen
werden muß, damit das Anklemmen der Trennschleifmaschine, das Durchtrennen des Walzgutes
und das Abklemmen der Trennschleifmaschine durchgeführt werden kann. Dies bedingt
einen erheblichen Zeitverlust bei der Weiterverarbeitung des Walzgutes und einen
erheblichen technischen Aufwand durch das notwendige intermittierende Bewegen des
gesamten Stranges aus heißem Walzgut.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine Einrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der ein Durchtrennen des heißen Walzgutes
bei kontinuierlicher Bewegung des Walzgutes möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch
1 angegebenen Merkmalen.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, die Trennschleifmaschine
auf der parallel zum Schneidrollgang verlaufenden Laufbahn zu beschleunigen bis
die Relative schwindigkeit zwischen der Trennschleifmaschine und dem Walzgut gleich
Null ist. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird die Trennschleifmaschine an das
sich weiterbewegende Walzgut angeklemmt, das Walzgut wird durchgeschnitten und die
Trennschleifmaschine wird wieder abgeklemmt. Sobald die Trennschleifmaschine wieder
abgeklemmt ist, läuft sie auf der Laufbahn mit maximaler Geschwindigkeit zum Ausgangspunkt
zurück, um dort in einem vorgegebenen Augenblick wiederum in Richtung der Bewegung
des uFRlzgutes beschleunigt zu werden, um einen weiteren Trennvorgang auszuführen.
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Auf diese Weise ist ein Durchtrennen des heißen Walzgutes in vorgegebenen
Längen abständen möglich, ohne daß der Transport des Walzgutes selbst unterbrochen
zu werden braucht.
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Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Einrichtung sind möglich und Gegenstand der Unter an sprüche.
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So werden bei der Ausführungsform nach Unter anspruch 2 die Transportkette
des Schneirollganges und die Trennschleifmaschine gleichzeitig heschletlnigti Die
zwischen Walzgut und Trennschleifmaschine bestehende Relativgeschwindigkeit kann
nach Anspruch 3 unmittelbae er cr--er Bewegung der Rollen des Schneidrollganges
abgenommen wer@en, die bei der Relativgeschwindigkeit Null zum Stillstand kommen.
Sie kann aber auch nach Anspruch 4 am Walzgut und an der Trennschleifmaschine getrennt
abgenommen werden.
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Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, das Abklemmen und Rückführen
der Trennschleifmaschine in die Ausgangsposition zu steuern, ist.durch-die Merkmale
des Unteranspruches 9 gegeben.
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Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für
die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Einrichtung
zum Trennschleifen in Seitenansicht.
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Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt in einem Weg-Zeit-Diagramm die Bewegungen von Trennschleifmaschine
und Walzgut bis zum ersten Schnitt.
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Fig. 4 zeigt in stark schematisierter Darstellung ein Blockschaltbild
der Gesamteinrichtung.
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Bei der in den Fig. I und 2 dargestellten Einrichtung läuft das vom
Zufuhrrollgang 21 herantrensportierte walzgut W auf den weiter untr nach rläuterten
Schne-drs1~gang 14 und von dort weiter auf ien nbfuhrrollgang 22, auf dem es abtransportiert
wird.
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Oberhalb des Schneidrollgangs 14 ist ein aus Längsträgern 7 und Stützen
8 bestehendes Gerüst aufgebaut, wobei auf der Oberseite der Längsträger 7 Laufschienen
6 angeordnet sind.
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Die Richtung dieser Laufschienen 6 ist parallel zur Förderrichtung
des Schneidrollgangs 14.
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Auf den Laufschienen 6 läuft auf Rollen 5a ein Wagen 5, an dem die
Trennschleifrnaschine 1 aufgehängt ist.
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Die Trennschleifmaschine 1 weist einen am W '!t-.gen 5 befestigten
Rahmen 9 auf, in dem ein Trägerstück 10 n -ertikaler Richtung bewegbar an Führungen
10a geführt ist. Das Trägerstück 10 ist mittels eines am Wagen 5 fest angeordneten
Hydraulikzylinders 11 über ein Übertragungsgestänge 12 absenkbar und anhebbar. Am
Trägerstück 10 ist die eigentliche Schneideinheit angeordnet, welche eine Sthleifscheibe
2 aufweist, die über ein Getriebe 4 von eInem Elektromotor 3 aus angetrieben wird.
Am unteren Ende der Trennschleifmaschine ist in der Nähe der Schleifscheibe 2 die
in
bekannter Weise ausgebildete Klemmvorrichtung 13 angeordnet,
mit der bei abgesenktem Trägerstück 10 die Trennschleifmaschine an das zu durchtrennende
Walzgut anklemmbar ist.
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Der Schneidrollgang 14 weist an einer umlaufenden Transportkette 16
angeordnete Rollen 15 zum Transport des Walzgutes auf. Die umlaufende Transportkette
16 läuft über Laufräder 17 auf einer Laufbahn 18. Die Rollen 15 werden über Zahnkranzräder
19 von einer umlaufenden Antriebskette 20 angetrieben, über die gleichzeitig auch
die Rollen des Zufuhr- und Abführröllganges angetrieben werden können.
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An mindestens einer der Rollen 15 ist ein Drehzahlgeber 23 angeordnet,
der mit einer in Fig. 4 dargestellten Steuervorrichtung 34 verbunden ist. An der
Trennschleifmaschine 1 ist weiterhin eine Staubabsaugevorrichtung 25 so angeordnet,
daß sich ihr Ansaugstutzen jeweils unterhalb des Schneidrollganges 14 in der Nähe
der Stelle befindet, wo das Durchtrennen des Walzgutes erfolgt. Die Trennschleifmaschine
1 und die Transportkette 16 des Schneidrollganges 14 sind über Verbindungsteile
26 miteinander verkoppelt und werden durch eine in Fig. 4 dargestellte auf die Welle
27 wirkende Antriebsvorrichtung 35 in Richtung V oder R angetrieben.
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Am Ende des Zufuhrrollganges 21 ist eine die Bahn des Walzgutes W
kreuzende Lichtschranke 24 angeordnet, die mit der Steuervorrichtung 34 verbunden
ist.
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Eine weitere Lichtschranke 32 ist am Ende des Schneidrollganges 14
angeordnet. Sie ist ebenfalls mit der Steuervorrichtung 34 verbunden.
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Weiterhin sind, wie Fig. 4 zu entnehmen, jeweils auf der Drehachse
einer Rolle des Zufuhrrollganges 21 ein Drehzahlgeber 30 und ein Winkelgeber 31
angeordnet. Ebenso sind an der Achse jeweils einer Rolle 5a des Wagens 5 ein Drehzahlgeber
28
und ein Winkelgeber 29 angeordnet. Die Signale dieser Meßgeräte 28, 29, 30, 31 werden
ebenfalls der Steuervorrichtung 34 zugeführt. Der Steuervorrichtung 34 ist weiterhin
ein Rechner 33 grundsätzlich bekannter Bauart vorgeschaltet. Diesem Rechner 33 werden
die weiter unten beschriebenen vorgegebenen Werte zur Steuerung zugeführt und über
ihn werden auch die von den Meßgeräten 23, 24, 28, 29, 30, 31, 32 erzeugten Signale
der Steuervorrichtung 34 zugeführt.
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Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist folgende:
Das vom Zufuhrrollgang 21 zum Schneidrollgang 14 geförderte Walzgut soll bei vorgegebener
Transportgeschwindigkeit v durch die Trennschleifmaschine 1 in gleichmäßige, vorgegebene
Längen aufgeteilt werden. Die Vorgabe der Längen kann in an sich bekannter Weise
auf elektronischem Wege in der Steuervorrichtung 34 bzw. dem Rechner 33 erfolgen.
Nach Erfassung des Walzgutanfanges mittels der Lichtschranke 24 wird über die Steuervorrichtung
34 die Antriebsvorrichtung 35 für die Trennschleifmaschine 1 und die Transportkette
16 des Schneidrollganges 14 in Tätigkeit gesetzt und dadurch die Trennschleifmaschine
1 zusammen mit dem gesamten Rollgang 14 in Richtung V in Bewegung gesetzt und in
Abhängigkeit von der eingestellten Materiallänge solange beschleunigt, bis zwischen
dem Walzgut mit der Transportgeschwindigkeit v und der Trennschleifmaschine 1 bzw.
dem Schneidrollgang 14 mit der Geschwindigkeit V keine Relativbewegung mehr auftritt,
d.h. die Relativgeschwindigkeit v - V = 0 ist. Zur Erfassung der Relativgeschwindigkeit
ist hierbei an einer der Rollen 15 des Schneidrollganges 14 ein Drehzahlgeber 23
angeordnet. Es wird hier von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß bei der Relativgeschwindigkeit
0 zwischen der Trennschleifmaschine 1 und dem Walzgut W die Rollen 15 stillstehen.
Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird mittels der Klemmvorrichtung 13 die Trennschleifmaschine
1 am Walzgut W angeklemmt, das Trägerstück 10 abgesenkt und das
Walzgut
mittels der Schleifscheibe 2 durchgetrennt.
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In Fig. 3 sind zur Veranschaulichung der Vorgänge bis zum Durchtrennen
des Walzgutes in einem Weg-Zeit-Diagramm die Bewegungen des Anfangs A und des Endes
E eines Stabes des Walzgutes W sowie die Bewegung der Trennschleifmaschine 1 dargestellt.
Der Punkt E entspricht dabei der ersten Trennstelle des Walzgutes. Zur Vereinfachung
der Betrachtung sei angenommen, daß der Start der Trennschleifmaschine 1 zum Zeitpunkt
t0 erfolgt, wenn der Stabanfang A am Punkt etwa die Lichtschranke 24 passiert. Diese
Betrachtung gilt grundsätzlich nur für den ersten Stabanfang bzw. den ersten Trennvorgang.
Es ist aber sehr leicht möglich, bei den folgenden Trennvorgängen den gleichen Bewegungsvorgang
von der zweiten Lichtschranke 32 aus anzusteuern, die an einer weiter hinten liegenden
Stelle des Schneidrollgangs 14 liegt, an dem der nächste Stabanfang zu einem geeigneten
Zeitpunkt vorbeiläuft.
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Im Zeitpunkt t0 befindet sich die Schnittstelle E am Punkt und die
Trennschleifmaschine 1 am Punkt S3 Der Trennvorgang soll im Zeitpunkt t5 am Punkt
S4 erfolgen Die Geschwindigkeit des Walzgutes sei v. Der Abstand 1L£ = L sowie der
Abstand 5354 = 1 entsprechen den bis zum Trennvorgang zurückgelegten Wegen des Walzgutes
bzw. der Trennschleifmaschine. Der Abstand S1S3 = L - 1 = C kann als bekannt t angnommen
werden Die variable Geschwindigkeit der Trennscl-leifmaschine sei V und ihre zunächst
als konstant angenommene Beschleunigung vom Startzeitpunkt t0 ab sei b. Aus allgemein
bekannten Formeln für gleichförmige und beschleunigte Bewegungen ergeben sich dann
folgende Beziehungen: L = v (t - t0> und 1 = 1/2. b (ts-tO)2
Weiterhin
gilt zum Zeitpunkt ts: V = b (t5 - to) = v.
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Hieraus erhält man:
Die bis zum Trennvorgang verstreichende Zeit und die erforderliche Beschleunigung
ergeben sich also aus der vorgegebenen Geschwindigkeit des Walzgutes und dem Abstand
des Punktes E bzw. des um die Stablänge nach rechts verschobenem Punktes A vom Startpunkt
er Trennschleifniaschine 1 Wenn also die Steuervrrichtung 34 die Trennschleifmaschine
1 u einem vorgegebenen Zeitpunkt t0 mit gleichmäßiger Beschleunigung b starten läßt,
erfolgt im Zeitpunkt t am 5 Punkt E der Trennvorgang.
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Die oben angegebenen Bedingungen, vor allem die einer gleichmäßigen
Beschleunigung, sind in der Praxis nicht exakt erfüllbar, Deshalb ist es, wie oben
bereits ausgeführt, zweckmäßig, die Geschwindigkeitsdifferenz v - V laufend zu kontrollieren,
damit der Trennvorgang wirklich genau dann stattfindet, wenn v - V = 0 und an einem
Punkt erfolgt, so daß der Abstand AE der gewünschten Stablänge entspricht. Die Kontrolle
der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Trennschleifmaschine und Walzgut kann entweder,
wie oben beschrieben, vom Drehzahlwächter 23 aus erfolgen, oder es kann direkt die
Geschwindigkeit v durch den Drehzah1wächter 30 am Zufuhrrollgang 21 und die Geschwindickeit
V durch den Drehzahlwächter 29 an der Trennschleifmaschine 1 gemessen werden und
daraus im Rechner 33 ein von der ?ç-es~hwildigkeitsdifferenz abhängiges Signal gebildet
werden. Weiterhin kann festgestellt werden, ob sich die Trennschleifmaschine 1
zum
Zeitpunkt t0 an einem Punkt befindet, der dem gewünschten Punkt E entspricht, so
daß die richtige Stablänge gesichert ist. Dies erfolgt beispielsweise durch Meßung
der vom Anfang A des Walzgutes und der Trennschleifmaschine 1 zurückgelegten Wege.
Die Meßung der Wege kann durch die Winkelgeber 28 und 31 erfolgen.
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Aufgrund der oben angegebenen Beziehungen läßt sich der Beschleunigungsvorgang
für die Trennschleifmaschine 1 unter Verwendung eines Rechenprogramms durch Variation
des Beschleunigungswertes b und eventuell der Werte l und L rechnerisch steuern,
so daß der Trennvorgang an der richtigen Stelle innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnittes
erfolgen kann. Hierbei kann so vorgegangen werden, daß von vorgegebenen Näherungswerten
ausgegangen wird, die während mehrerer Trennvorgänge solange korrigiert werden,
bis eine einwandfreie Justierung der Einrichtung erreicht ist. Mit entsprechend
größerem Aufwand können aber die Abweichungen der vorgegebenen Werte von den Sollwerten
auch während des Vorlaufes der Trennschleifmaschine 1 kontinuierlich ausgewertet
und als entsprechende Regelgrößen der Steuervorrichtung 34 zugeführt werden, so
daß durch entsprechende Änderung der Beschleunigung der Trennschleifmaschine der
Trennvorgang von Anfang an zum richtigen Zeitpunkt und an der richtigen Stelle erfolgt.
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Die Absenk- und Anhebbewegung der Schleifscheibe wird leistungsabhängig
durchgeführt und die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe wird auf elektronischem
Wege konstant gehalten. Das Schnittende wird durch den Abfall des vom Elektromotor
3 aufgenommenen Stromes über ein Stromrelais festgestellt, durch das das Anheben
der Schleifscheibe und das Abklemmen der Trennschleifmaschine 1 vom Walzgut W bewirkt
wird. Die Trennschleifmaschine wird dann mit maximaler Geschwindigkeit zusammen
mit der Transportkette 16 des Schneidrollganges 14 in Richtung R zum Ausgangspunkt
zurückgeführt.
Dort ist sie dann zu einer weiteren beschleunigten
Bewegung in Richtung V bereit.
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Der Vorschub der Trennschleifmaschine 1 zusammen mit der Transportkette
des Schneidrollganges 14 erfolgt über einen Gleichstromantrieb und wird stufenlos
dem Vorschub des Walzgutes angepaßt.
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Wenn die Trennschleifmaschine 1 mit der Transportkette 16 des Schneidrollganges
14 fest verkoppelt ist, kann der Antrieb zur Bewegung der Xennschleifmaschine 1
auch auf die Trennschleifmaschine 1 direkt wirken, wobei dann die Transportkette
16 mitgenommen wird. Dies kann bei einer weiteren vorteilhaften, nicht dargestellten
Ausführungsform beispielsweise in der Weise geschehen, daß parallel zu den Laufschienen
6 eine umlaufende Antriebskette geführt ist, die mit der Trennschleifmaschine 1
verbunden ist und an beiden Enden der Laufschienen 6 über entsprechende Umlenkräder
läuft, von denen eins angetrieben ist. Der Antrieb dieses Umlenkrades kann auch
so ausgebildet sein, daß er gleichzeitig auf die Welle 27 zur Bewegung der Transportkette
16 wirkt. Weiterhin ist es grundsätzlich möglich, die Trennschleifmaschine 1 und
die Transportmaschine 16 getrennt voneinander anzutreiben.
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