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Dokumentenidentifikation DE19851480B4 13.09.2007
Titel Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung der Walzen eines Walzgerüstes
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Lazzaro, Klaus, 57399 Kirchhundem, DE;
Bäumer, Klaus, 57223 Kreuztal, DE
Vertreter Patentanwälte Valentin, Gihske, Grosse, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 09.11.1998
DE-Aktenzeichen 19851480
Offenlegungstag 11.05.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse B21B 38/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung eines die Lagereinbaustücke von Walzen eines Walzgerüstes beaufschlagenden Hydraulikzylinders, der von einem Führungskolben geführt wird, der sich gegen das Walzgerüst abstützt, bestehend aus einem Teleskopgehäuse, dessen einer, einen Messaufnehmer aufnehmender, unterer Gehäuseteil fest mit dem Hydraulikzylinder, und dessen anderer, einen den, dem Messaufnehmer zugeordneten Messstab aufnehmender oberer Teil mit dem Führungskolben verbunden ist.

Positionsgeber dieser Art werden in den Walzgerüsten von Walzstraßen 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 angeordneten 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 Konstruktion des Teleskopgehäuses erfordern.

Aus der DE 2 148 449 C ist ein Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung eines die Lagereinbaustücke der Walzen eines Walzgerüstes beaufschlagenden Hydraulikzylinders bekannt. Der Hydraulikzylinder wird von einem, sich gegen das Walzgerüst abstützenden Führungskolben geführt. Der Positionsgeber besteht aus einem Teleskopgehäuse dessen einer, einen Messaufnehmer aufnehmender unterer Gehäuseteil fest mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist. Dessen anderer, einen den Messaufnehmer zugeordneten Messstab aufnehmender oberer Teil ist mit dem Führungskolben verbunden.

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 durch die kennzeichenden Merkmale inm Anspruch 1 gelöst.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, können die beiden Enden des Biegestabes, einerseits auf die ihnen zugewandte Oberseite des oberen Teils des Teleskopgehäuses und anderseits 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

1 einen in ein Walzgerüst eingebauten Positionsgeber bekannter Ausbildung im Axialschnitt und

2 den ebenfalls eingebauten Positionsgeber nach der Erfindung im Axialschnitt.

Wie aus 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 2 entspricht der nach 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 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 keine 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.

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)


Anspruch[de]
Positionsgeber zur Anstellhubwegmessung eines die Lagereinbaustücke der Walzen eines Walzgerüstes beaufschlagenden Hydraulikzylinders, der von einem, sich gegen das Walzgerüst abstützenden, Führungskolben geführt wird, bestehend aus einem Teleskopgehäuse, dessen einer, einen Messaufnehmer aufnehmender unterer Gehäuseteil fest mit dem Hydraulikzylinder und dessen anderer, einen den dem Messaufnehmer zugeordneten Messstab aufnehmender oberer Teil mit dem Führungskolben verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer als Wegaufnehmer (10) ausgebildet ist und ein zwischen dem den Messstab (28) aufnehmenden oberen Teil (22) des Teleskopgehäuses und der Platte (6) am Führungskolben angeordneter, fest mit diesem verbindbarer elastischer Biegestab (24), dessen Längsachse in Richtung der Hubbewegung des Hydraulikzylinders verläuft, vorgesehen ist. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (24a, 24b) des Biegestabes (24) einerseits auf die ihnen zugewandte Oberseite des oberen Teils des Teleskopgehäuses (22) und andererseits auf den Innenboden eines, auf die Platte (6) am Führungskolben (5) aufgesetzten, mit seiner Topöffnung ebenfalls dem Teleskopgehäuse zugewandten Topfkörpers (23) aufleg- und lösbar mit diesen verbindbar sind. Positionsgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (24a, 24b) des Biegestabes (24) flanschscheibenförmig erweitert ausgebildet sind.






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