EP1001247B1 - Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung der Walzen eines Walzgerüstes - Google Patents

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EP1001247B1
EP1001247B1 EP99121755A EP99121755A EP1001247B1 EP 1001247 B1 EP1001247 B1 EP 1001247B1 EP 99121755 A EP99121755 A EP 99121755A EP 99121755 A EP99121755 A EP 99121755A EP 1001247 B1 EP1001247 B1 EP 1001247B1
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plate
hydraulic cylinder
telescopic
position transmitter
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/10—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B2203/12—Covers or shieldings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/62—Roll-force control; Roll-gap control by control of a hydraulic adjusting device

Definitions

  • the invention relates to a position sensor for Anstellhubweglessness of the bearing chocks of the rollers of a rolling mill acted upon hydraulic cylinder, which is guided by a guide piston, wherein the guide piston connected to a plate is supported against the rolling stand, the position sensor consisting of a telescopic housing with a lower housing part and an upper housing part, a displacement sensor and a measuring rod associated with the transducer, wherein the lower housing part receiving the transducer is adapted to be fixedly connected to the hydraulic cylinder, and the upper housing part receiving the measuring rod is adapted to be fixedly connected to the guide piston ,
  • Position encoders of this type are used in the roll stands of roller conveyors in the strip thickness control for adjusting the roll gap between the rolls of the roll stand. In this case, since the nip setting requires high accuracy, only position encoders operating at high resolution are used, and the system must be virtually free of backlash, so that there is no loss of scrap in rolling the ribbons.
  • the position sensor in the form of a cylindrical telescopic housing whose lower part is fixedly connected to the hydraulic cylinder, and the upper part is, acted upon by a, arranged in the lower part of the spring with a, arranged on its front side ball against a, pressed on a plate attached to the guide piston of the hydraulic cylinder plate arranged pressure piece.
  • the bearing of the rollers of the roll stand acting hydraulic cylinder performs during rolling operation as a result of the thereby caused bends of the rolls over its longitudinal axis within the game in the uprights of the mill slight tilting movements. Under certain circumstances, these tilting movements can be transmitted to the sensitive movement system of the dipstick and the displacement transducer and then possibly lead to damage to the dipstick or to incorrect measurements.
  • the invention has for its object to improve the generic position sensor so that in addition to a lighter construction of the telescope housing from the temporary accelerations of the hydraulic cylinder no distortions of the results can occur.
  • This object is achieved by an attachable between the upper housing part of the telescopic housing and the plate elastic bending bar whose longitudinal axis extends in the direction of the lifting movement of the hydraulic cylinder, whose lower end is fixedly connected to the upper housing part of the telescopic housing, and whose upper end is adapted to firmly connected to the plate.
  • the two ends of the bending rod on the one hand to the facing top of the upper part of the telescopic housing and on the other hand on the inner bottom of a, placed on the plate on the guide piston, with its pot opening also the telescopic housing associated pot body aufleg- and releasable be connectable with this.
  • the ends of the bending rod can also be formed flanschusionnförmig extended.
  • the position sensor consists of a telescopic housing, which is composed of a tubular lower housing part 1 and a, in this axially guided upper housing part 2.
  • the lower housing part 2 is connected by means of a clamping jig 3 fixed to the hydraulic cylinder 4, which is guided vertically movable up and down by a guide piston 5, which is connected to a plate 6 against the, not shown, rolling mill.
  • the upper housing part 2 carries below its front side a central clamping device 7 for the measuring rod 8, the axial axial immersed in the, carried by a cylinder sleeve 9 electronic transducer 10.
  • the upper housing part 2 is seated with an outer annular flange 2a on a cylinder spring 11, which is supported against a bottom piece 1a of the lower housing part 1.
  • the guided from this bottom piece 1a to the transducer connecting line is designated 12.
  • The, upwardly facing end face of the upper housing part 2 of the telescopic housing carries a ball camber 13 which acts on a pressure piece 14 which is fixed to the lower wall of the plate 6.
  • the upper housing part 2 and the lower housing part 1 encloses a flexible harmonica protection tube 15 which is attached on the one hand to the circumference of the lower housing part 1 and on the other hand to the pressure piece 14.
  • the upper housing part 2 is pressed by acting on its annular flange 2 a by the cylinder spring 11 in the upward direction against the plate 6 and thus abuts with the ball buckle 13 in the pressure piece 14th
  • the lower housing part 1 of the telescopic housing follows the adjusting movements of the hydraulic cylinder 4 in the direction of the double arrow S shown, since it is firmly connected thereto.
  • the pressure connection of the upper housing part 2 with the plate 6 on the ball buckle 13 and the pressure member 14 is made, because the upper housing part 2 is under the pressure of the cylinder spring 11.
  • Only at a very fast accelerated movement of the hydraulic cylinder 4 down the pressure connection between the ball buckling 13 and thrust piece 14 can solve if the pressure of the cylinder spring 11 is not sufficient, this An horrtagen maintain.
  • the position of the measuring rod 8 in the displacement transducer 10 no longer corresponds to the actual position of the guide piston 5, with the result that incorrect measurement results are forwarded.
  • the training after Fig. 2 corresponds to the Fig. 1 with respect to the fixed connection of the lower housing part 21 of the telescopic housing with the hydraulic cylinder 4 and the guide of the upper housing part 22 in this telescopic housing with the proviso that because of the omission of the cylinder spring 11 used there only, the cylinder sleeve 9 corresponding cylinder sleeve 29, the here also detects the transducer 20 and carries, as a guide element for the comprehensive and it slides on their upper housing part 22, with the result that less and lighter components can be used.
  • the ball buckling pressure piece connection 13, 14 in the training after Fig. 1 is on the plate 6, a pot body 23, directed with its pot opening down, placed and secured via a recess 6a in the carrier 6.
  • the lower housing part 21 and a lower portion of the upper housing part 22 are enclosed by the harmonica protective tube 25, and the, inserted into the central jig 27 dipstick 28 is immersed in the transducer 20 a.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung eines die Lagereinbaustücke der Walzen eines Walzgerüstes beaufschlagenden Hydraulikzylinders, der von einem Führungskolben geführt wird, wobei der Führungskolben verbunden mit einer Platte sich gegen das Walzgerüst abstützt, der Positionsgeber bestehend aus einem Teleskopgehäuse mit einem unteren Gehäuseteil und einem oberen Gehäuseteil, einem Wegaufnehmer und einem dem Wegaufnehmer zugeordneten Messstab, wobei das den Wegaufnehmer aufnehmende untere Gehäuseteil dazu eingerichtet ist, fest mit dem Hydraulikzylinder verbunden zu werden, und das den Messstab aufnehmende obere Gehäuseteil dazu eingerichtet ist, fest mit dem Führungskolben verbunden zu werden.
  • Ein derartiger Positionsgeber ist beispielsweise in der US - A - 4 194 383 beschrieben. Positionsgeber dieser Art werden in den Walzgerüsten von Walzenstraßen bei der Banddickenregelung zur Einstellung des Walzspaltes zwischen den Walzen des Walzgerüstes verwendet. Da die Walzspalteinstellung hierbei eine hohe Genauigkeit erfordert, werden nur Positionsgeber verwendet, die mit einer hohen Auflösung arbeiten, und das System muss praktisch spielfrei sein, damit keine Ausschussverluste beim Walzen der Bänder entstehen.
  • Bei einer bekannten Ausbildung und Anordnung der Positionsgeber in der Form eines zylindrischen Teleskopgehäuses ist dessen unterer Teil fest mit dem Hydraulikzylinder verbunden, und dessen oberer Teil wird, beaufschlagt durch eine, im unteren Teil angeordnete Feder mit einer, an seiner Stirnseite angeordneten Kugelwölbung gegen ein, an einer am Führungskolben des Hydraulikzylinders befestigten Platte angeordnetes Druckstück gedrückt.
  • Der die Lagereinbaustücke der Walzen des Walzgerüstes beaufschlagende Hydraulikzylinder führt während des Walzbetriebes infolge der dabei bewirkten Biegungen der Walzen über ihre Längsachse innerhalb des Spiels in den Ständern des Walzgerüstes leichte Kippbewegungen aus. Diese Kippbewegungen können unter Umständen auf das empfindliche Bewegungssystem von Meßstab und Wegaufnehmer übertragen werden und führen dann ggf. zu Beschädigungen des Meßstabes oder zu Fehlmessungen.
  • Bei im Walzbetrieb zeitweise auftretenden hohen Beschleunigungen der Anstellbewegungen des Hydraulikzylinders relativ zum Führungskolben kann es auch vorkommen, daß der obere Teil des Teleskopgehäuses von der, am Führungskolben befestigten Platte nach unten abhebt, d.h., daß sich die Kugelwölbung von dem Druckstück wegbewegt und dadurch Verfälschungen der Meßergebnisse des Positionsgebers verursacht. Eine Verstärkung der im unteren Teil des Teleskopgehäuses angeordneten Feder, deren Kraft diesem Abhebevorgang entgegengerichtet ist, könnte die Verfälschungsgefahr zwar verringern aber nicht ganz beseitigen, würde aber eine zusätzliche Vergrößerung der ohnehin durch die Anwendung dieser Feder schweren und voluminösen Konstruktionen des Teleskopgehäuses erfordern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Positionsgeber so zu verbessern, dass neben einer leichteren Bauweise des Teleskopgehäuses aus den zeitweiligen Beschleunigungen des Hydraulikzylinders keine Verfälschungen der Messergebnisse entstehen können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen zwischen dem oberen Gehäuseteil des Teleskopgehäuses und der Platte anbringbaren elastischen Biegestab, dessen Längsachse in Richtung der Hubbewegung des Hydraulikzylinders verläuft, dessen unteres Ende fest mit dem oberen Gehäuseteil des Teleskopgehäuses verbunden ist, und dessen oberes Ende dazu eingerichtet ist, fest mit der Platte verbunden zu werden.
  • Wie die Erfindung weiter vorsieht, können die beiden Enden des Biegestabes, einerseits auf die ihnen zugewandte Oberseite des oberen Teils des Teleskopgehäuses und andererseits auf den Innenboden eines, auf die Platte am Führungskolben aufgesetzten, mit seiner Topföffnung ebenfalls dem Teleskopgehäuse zugeordneten Topfkörpers aufleg- und lösbar mit diesem verbindbar sein. Die Enden des Biegestabes können dabei auch flanschscheibenförmig erweitert ausgebildet sein.
  • Da bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildungsform eines Positionsgebers der den Meßstab aufnehmende, obere Teil des Teleskopgehäuses über den elastischen Biegestab mit dem Träger des Führungskolbens fest verbunden ist, kann dieser obere Teil auch bei großen Beschleunigungen des Hydraulikzylinders nicht von dem Träger des Führungskolbens abheben und Kippbewegungen des Hydraulikzylinders, z.B. verursacht durch die Walzenbiegungen während des Walzbetriebes, die aufgrund der festen Verbindung des unteren Gehäuseteils mit dem Hydraulikzylinder auf das Teleskopgehäuse übertragen werden, führen lediglich zu einer Ausbiegung des Biegestabes im elastischen Bereich, ohne daß dabei Verfälschungen der Meßergebnisse auftreten können. Gleichzeitig wird die Bauweise des Teleskopgehäuses durch den Wegfall der Feder vereinfacht und fällt weniger schwer aus.
  • Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
    • Figur 1
    einen in ein Walzgerüst eingebauten Positionsgeber bekannter Ausbildung im Axialschnitt und
    Figur 2
    den ebenfalls eingebauten Positionsgeber nach der Erfindung, im Axialschnitt.
  • Wie aus Fig. 1 zu ersehen, besteht der Positionsgeber aus einem Teleskopgehäuse, das sich aus einem rohrförmigen unteren Gehäuseteil 1 und einem, in diesem axial geführten oberen Gehäuseteil 2 zusammensetzt. Der untere Gehäuseteil 2 ist mittels einer Klemm-Spannvorrichtung 3 fest mit dem Hydraulikzylinder 4 verbunden, der vertikal auf- und abbeweglich von einem Führungskolben 5 geführt wird, der verbunden mit einer Platte 6 sich gegen das, nicht dargestellte, Walzgerüst abstützt. Der obere Gehäuseteil 2 trägt unterhalb seiner Stirnseite eine zentrale Einspannvorrichtung 7 für den Meßstab 8, der zentralaxial in den, von einer Zylinderhülse 9 getragenen elektronischen Wegaufnehmer 10 eintaucht. Der obere Gehäuseteil 2 sitzt mit einem äußeren Ringflansch 2a auf einer Zylinderfeder 11 auf, die gegen ein Bodenstück 1a des unteren Gehäuseteils 1 abgestützt ist. Die von diesem Bodenstück 1a zu dem Wegaufnehmer geführte Verbindungsleitung ist mit 12 bezeichnet. Die, nach oben weisende Stirnseite des oberen Gehäuseteils 2 des Teleskopgehäuses trägt eine Kugelwölbung 13, die ein Druckstück 14 beaufschlagt, das an der Unterwand der Platte 6 befestigt ist. Den oberen Gehäuseteil 2 und den unteren Gehäuseteil 1 umschließt ein flexibles Harmonika-Schutzrohr 15, das einerseits am Umfang des unteren Gehäuseteils 1 und andererseits an dem Druckstück 14 befestigt ist. Der obere Gehäuseteil 2 wird durch Beaufschlagung seines Ringflansches 2a durch die Zylinderfeder 11 in Richtung nach oben gegen die Platte 6 gedrückt und stößt damit mit der Kugelwölbung 13 in das Druckstück 14.
  • Der untere Gehäuseteil 1 des Teleskopgehäuses folgt den Anstellbewegungen des Hydraulikzylinders 4 in Richtung des dargestellten Doppelpfeils S, da er fest mit diesem verbunden ist. Dabei bleibt die Andruckverbindung des oberen Gehäuseteils 2 mit der Platte 6 über die Kugelwölbung 13 und das Druckstück 14 bestehen, weil der obere Gehäuseteil 2 unter dem Druck der Zylinderfeder 11 steht. Nur bei einer sehr schnell beschleunigten Bewegung des Hydraulikzylinders 4 nach unten kann sich die Andruckverbindung zwischen Kugelwölbung 13 und Druckstück 14 lösen, wenn der Druck der Zylinderfeder 11 nicht ausreicht, diese Andruckverbindung aufrechtzuerhalten. In diesem Fall entspricht die Position des Meßstabes 8 im Wegaufnehmer 10 nicht mehr der tatsächlichen Position des Führungskolbens 5 mit der Folge, daß unrichtige Meßergebnisse weitergeleitet werden.
  • Die Ausbildung nach Fig. 2 entspricht der nach Fig. 1 mit Bezug auf die feste Verbindung des unteren Gehäuseteils 21 des Teleskopgehäuses mit dem Hydraulikzylinder 4 und der Führung des oberen Gehäuseteils 22 in diesem Teleskopgehäuse mit der Maßgabe, daß wegen des Wegfalls der dort verwendeten Zylinderfeder 11 nur die, der Zylinderhülse 9 entsprechende Zylinderhülse 29, die auch hier den Wegaufnehmer 20 erfaßt und trägt, als Führungselement für den, sie umfassenden und auf ihr gleitenden oberen Gehäuseteil 22 dient, mit der Folge, daß weniger und leichtere Bauteile verwendet werden können. Anstelle der Kugelwölbung-Druckstück-Verbindung 13, 14 bei der Ausbildung nach Fig. 1 ist auf die Platte 6 ein Topfkörper 23, mit seiner Topföffnung nach unten gerichtet, über eine Ausnehmung 6a im Träger 6 aufgesetzt und befestigt. Ein an beiden Enden 24a, 24b flanschscheibenförmig erweiterter elastischer Biegestab 24 ist mit diesen Enden einerseits am Innenboden des Topfkörpers 23 und andererseits an der äußeren Stirnfläche des oberen Gehäuseteils 22 befestigt. Der untere Gehäuseteil 21 und ein unterer Abschnitt des oberen Gehäuseteils 22 werden von dem Harmonika-Schutzrohr 25 umschlossen, und der, in die zentrale Einspannvorrichtung 27 eingesetzte Meßstab 28 taucht in den Wegaufnehmer 20 ein.
  • Wie ersichtlich, besteht bei dieser Ausbildungsform des Positionsgebers eine feste Verbindung zwischen dem oberen Gehäuseteil 22 des Teleskopgehäuses, das den Meßstab 28 trägt und der Platte 6 mit der Folge, daß auch bei einer beschleunigten Anstellbewegung des Hydraulikzylinders 4 in Richtung des Doppelpfeils S nach unten kein Abriß dieser Verbindung erfolgen kann. Kippbewegungen des Hydraulikzylinders 4, z.B. verursacht durch die Walzenbiegungen während des Walzbetriebes, die aufgrund der festen Verbindung des unteren Gehäuseteils 21 mit dem Hydraulikzylinder 4 auf das ganze Teleskopgehäuse übertragen werden, führen lediglich zu einer Ausbiegung des Biegestabes 24 im elastischen Bereich, ohne daß dabei Verfälschungen der Meßergebnisse auftreten können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    unterer Gehäuseteil
    1a
    Bodenstück
    2
    oberer Gehäuseteil
    2a
    Ringflansch
    3
    Klemm-Spann-Vorrichtung
    4
    Hydraulikzylinder
    5
    Führungskolben
    6
    Platte
    6a
    Ausnehmung
    7
    (zentrale) Einspannvorrichtung
    8
    Meßstab
    9
    Zylinderhülse
    10
    Wegaufnehmer
    11
    Zylinderfeder
    12
    Verbindungsleitung
    13
    Kugelwölbung
    14
    Druckstück
    15
    Harmonika-Schutzrohr
    20
    Wegaufnehmer
    21
    unterer Gehäuseteil
    22
    oberer Gehäuseteil
    23
    Topfkörper
    24
    Biegestab
    24a
    Flanschansatz
    24b
    Flanschansatz
    25
    Harmonika-Schutzrohr
    26
    27
    (zentrale) Einspannvorrichtung
    28
    Meßstab
    29
    Zylinderhülse
    s
    (Doppelpfeil)

Claims (3)

  1. Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung eines die Lagereinbaustücke der Walzen eines Walzgerüstes beaufschlagenden Hydraulikzylinders (4), der von einem Führungskolben (5) geführt wird, wobei der Führungskolben verbunden mit einer Platte (6) sich gegen das Walzgerüst abstützt, der Positionsgeber bestehend aus
    - einem Teleskopgehäuse mit einem unteren Gehäuseteil (21) und einem oberen Gehäuseteil (22),
    - einem Wegaufnehmer (20), und
    - einem dem Wegaufnehmer (20) zugeordneten Messstab (28), wobei
    - das den Wegaufnehmer (20) aufnehmende untere Gehäuseteil (21) dazu eingerichtet ist, fest mit dem Hydraulikzylinder (4) verbunden zu werden, und
    - das den Messstab aufnehmende obere Gehäuseteil (22) dazu eingerichtet ist, fest mit dem Führungskolben (5) verbunden zu werden,
    gekennzeichnetdurch
    - einen zwischen dem oberen Gehäuseteil (22) des Teleskopgehäuses und der Platte (6) anbringbaren elastischen Biegestab (24), dessen Längsachse in Richtung der Hubbewegung des Hydraulikzylinders (4) verläuft, dessen unteres Ende (24b) fest mit dem oberen Gehäuseteil (22) des Teleskopgehäuses verbunden ist, und dessen oberes Ende (24a) dazu eingerichtet ist, fest mit der Platte (6) verbunden zu werden.
  2. Positionsgeber nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Positionsgeber einen mit seiner Topföffnung dem Teleskopgehäuse zugewandten Topfkolben (23) umfasst, das obere Ende (24a) des elastischen Biegestabes (24) mit dem Boden des Topfkolbens (23) verbunden ist, und der Topfkolben (23) dazu eingerichtet ist, mit seiner Topföffnung einer Ausnehmung (6a) in der Platte (6) zugewandt zu sein, und auf diese aufgesetzt, mit ihr verbunden zu werden.
  3. Positionsgeber nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die oberen und die unteren Enden (24a, 24b) des elastischen Biegestabes (24) flanschscheibenförmig erweitert ausgebildet sind.
EP99121755A 1998-11-09 1999-11-03 Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung der Walzen eines Walzgerüstes Expired - Lifetime EP1001247B1 (de)

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DE19851480 1998-11-09

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EP1001247A2 EP1001247A2 (de) 2000-05-17
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