DE2911983C2

DE2911983C2 - Vorrichtung zum Regeln von Anlagen zum Streckbiegerichten kontinuierlich durchlaufender Bänder

Info

Publication number: DE2911983C2
Application number: DE19792911983
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Grundig
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1986-03-20
Also published as: FR2452336A1; JPS55141327A; DE2911983A1; GB2045129B; FR2452336B1; GB2045129A

Description

dieser Regelung ergeben, auf andere Bänder übertragen werden, d. h. mit Hilfe von Analogiebetrachtungen der Biege- und Zugverhältnisse von Bändern mit bekannten Bandquerschnitten, Werkstoffen, Maschineneinstellungen und gezielten Werkstoffeigenschaften sind ohne weitere Versuche ähnliche gewünschte Werkstoffqualitäten zu erreichen.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Biegearbeit als weitere Einflußgröße zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe heranziehbar ist, wird diese durch die Verstellbarkeit der Eintauchtiefe der Biegerollen in den Regelkreis einbezogen, pie Eintauchtiefe der Biegerollen hat dabei einen direkten Einfluß auf Streckgrad und Bandzug, d. h. aus der Verstellung der Eintauchtiefe der Biegerollen resultiert bei gleichgehaltenem Streckgrad eine Veränderung des Bandzuges. Neben dem bekannten Regelkreis des Streckgrades wird mit anderen Worten ein zweiter Regelkreis geschaffen, in dem die Eintauchtiefe der Biegerollen die Steuergröße für die Veränderung des Bandzuges darstellt Beide Regelkreise zusammen ermöglichen die optimale Einstellung der Anlage, bei der die Reckgradregelung in üblicVer Weise über die Drehzahldifferenzen bestehen bleibt und gleichzeitig der Bandzug mittels Verstellung der Biegerolleneintauchtiefe veränderbar ist. Eine solche Regelung eignet sich besonders dann, wenn auf eine gezielte Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften über den Bandquerschnitt Wert gelegt wird, z. B. auf eine Beeinflussung der Randfasern bei beschichteten Bändern oder das Erreichen angenäherter Homogenität über den gesamten Querschnitt bei Tiefziehblechqualitäten.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Bandzug als relativ konstanter Wert vorgegeben ist, der mit dem gemessenen Bandzug verglichen wird und auf Grund der sich ergebenden Differenz zwischen Soll- und Istwert der Steuerimpuls für die Anstellung der Biegerollen ausgelöst wird. Durch einfaches Messen des Bandzuges, beispielsweise durch eine an das Band angelegte Messrolle, kann der Istwert erfasst werden, der im Rechenwerk mit dem vorher eingegebenen Sollwert verglichen wird. Aus der möglicherweise entstehenden Differenz kann der Steuerimpuls zur Verstellung der Biegerollen abgeleitet werden. Auf diese Weise kann die Randfaser bei beschichtetem Band geschont werden. _f

Nach einüm anderen Merkmal der Erfindung wird als relativ konstanter Wert der Quotient aus der Biegearbeit und Zugarbeit eingespeist, der mit den gemessenen entsprechenden Werten verglichen wird und aufgrund der sich ergebenden Differenz zwischen Soll- und Istwert wird der Steuerimpuls für die Anstellung der Biegerollen ausgelöst. Die Bandzugdifferenz vor und hinter den Biegerollen ist dabei ein Maß für die Biegearbeit der Biegerollen. Der Bandzug vor den Biegerolien ist ein Maß für die Bandzugarbeit und die Summe aus Biegearbeit und Zugarbeit ergibt die Streckarbeit

Mit dieser Lösung kann man durch Gleichhalten des Quotienten aus der Biege- und Zugarbeit bei unterschiedlichen Bandquerschnitten analoge Werkstoffbeeinflussungen erzielen.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß als relativ konstanter Wert der Quotient aus der Biegearbeit und dem Reckgrad eingespeist wird, der mit den gemessenen entsprechenden Werten verglichen wird und aufgrund der sich ergebenden Differenz zwischen Soll- und Istwert wird der Steuerimpuls für die Anstellung der Biegerollen ausgelöst Auch bei deser Lösung arbeiten beide Regelkreise (Streckgrad- und Bandzugregelung) getrennt, jedoch wird zur Bandzugregelung die Differenz aus den Bandzügen 51 und S 2 benutzt und in Verbindung mit dem Reckgrad als Quotientenbildner zur Emtauchtiefenregelung der Biegerollen (Bandzugregelung) benutzt

Die vorgeschlagenen Regelungen ermöglichen darüber hinaus eine bessere Ausnutzung von Anlagen, die hinsichtlich ihrer Antriebe an der oberen Maschinengrenze arbeiten, weil durch Veränderung der Biegearbeit also durch Änderung der Eintauchtiefe der Biegerollen eine Reckgradänderung ohne wesentliche Änderung des Bandzuges erreichbar ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 die schematische Darstellung einer Streckrichtanlage,

Fig.2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung über den Bandzug,

F i g. 3 das Blockschaltbild der Regeleinrichtung unter Berücksichtigung der Biege- und Zugarbeit und

Fig.4 das Blockschaltbild der Regeleinrichtung bei gleichzeitiger Berücksichtigung des Reckgrades und der Biegung.

In F i g. 1 ist eine Streckrichtanlage einfachster Ausführung dargestellt bestehend aus dem Zuggerüst 2, einem bremsgerüst 1, der oberen Biegekassette 3 und der unteren Biegekassette 4. Die obere Biegekassette 3 des Ausführungsbeispieles ist in einem schwenkbarea Rahmen 5 gelagert, so daß die obere Biegekassette verschieden eingestellt werden kann. Damit kann man die unterschiedliche Eintauchtiefe der Biegerollen 6 und 7 und somit unterschiedliche Biegebeanspruchungen des Bandes erreichen. Die Einstellung der Eintauchtiefen der Biegerollen erfolgt durch die verstellbaren Endanschlage 8, die die Lage des Rahmens 5 bestimmen. Die Kolben-Zylinder-Einheit 9 verschwenkt den Rahmen 5 und stellt sicher, daß während des Durchlaufes des Bandes dieser auf den Anschlägen 8 aufliegt Die Endanschläge 8 können mittels Schraubtrieben 10 nach oben oder unten bewegt werden. Als Antrieb kann ein nicht dargestellter Elektro- oder Hydraulik-Antrieb verwendet werden. Die Meßrollen zum Erfassen des Bandzuges von Sj und S₂ vor und hinter den Biegerollen 6 und 7 sind bei 12 bzw. 11 angedeutet Die Banddürchlaufrichtung ist durch die Pfeile gekennzeichnet.

In Fig.2 ist die Regelung des Bandzuges S₂ nach Durchlauf durch die Biegerollen 6 und 7 durch Regelung der Eintauchtiefen, also Verstellung der Endanschläge 8 in einem Blockschaltbild dargestellt. Gemessen wird der Bandzug mit der Meßrolle 11 unmittelbar am durchlaufenden Band. Das gemessene Signal geht über einen Verstärker 20 zu dem Differenzbildner 21. Dieser Differenzbildner 21 liefert aus der Differenz Bandzug S₂ von Meßrolle 11 und Bandzugvorgabe 22 (Sollwert) das Steuersignal zur Verstellung der Eintauchtiefe der Biegerolle 7, wie gestrichelt angedeutet Der Reckgrad Σ wird in für sich bekannter Weise eingestellt und geregelt, und zwar durch Geschwindigkeitsüberlagerungen am Antrieb der S-R Jllenstände 1 und 2.
Ein anderes Beispiel ist im Blockschaltbild gemäß Fig.3 dargestellt. Hierbei wird der Quotient aus der Biegearbeit, die durch die Zugdifferenz (&i~S\) vor und hinter den Richtrollen erfaßt wird, und der Zugarbeit, dargestellt durch den Zug S₂, in Kombination mit dem Reckgrad geregelt. U?.r Differenzbildner 32 liefert aus den beiden Signalen der Bandzugmeßrollen 11 und 12 über die Verstärker 30 und 31 die Zugdifferenz bzw. die Biegearbeit. Dieser Wert geht zum Quotientenbildner

33, der gleichzeitig noch den Bandzug S2 zur Quotientenbildung verarbeitet. Der Differenzbildner 34 verarbeitet die Werte von dem Quotientenbildner 33 und von der Vorgabe des Quotienten (Sollwert) 35 zu dem Steuerimpuls für die Anstellung der Biegerolle 7.

Schließlich ist in Fig.4 ein anderes Beispiel dargestellt. Mit Hilfe dieser Regelung wird der Quotient aus Biegearbeit, die durch die Zugdifferenz (Si-S₁) vor und hinter den Richtrollen erfaßt wird, und dem Reckgrad gebildet. Ähnlich wie bei Fig.3 liefert der Differenzbildner die Biegearbeit aus den Signalen der Bandzugmeßrollen 11 und 12 über die Verstärker 40 und 41, wobei der sich ergebende Wert dem Quotientenbildner 43 zugeführt wird, in den gleichzeitig der entsprechende Wert für den Reckgrad eingespeist wird. Aus diesen Werten wird im Differenzbildner 44 die Differenz zum Vorgabewert (Sollwert) 45 gebildet, aus dem sich wieder der Steuerimpuls für die Verstellung der Biegerolle 7 ableitet.

20

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

1 2

xis durch Einstellen einer Geschwindigkeitsdifferenz

Patentansprüche: zwischen Einlauf- und Auslaufzugrollenstand, die z. B.

durch Einfluß auf die Getriebeübersetzungen oder

1. Vorrichtung zum Regeln von Anlagen zum durch Einsatz von Oberlagerungsgetrieben mit Zusatz-Streckbiegerichten kontinuierlich durchlaufender 5 antrieben erzielt wird. Es sind jedoch auch Anlagen be-Metallbänder, die zur Erzielung des Reckgrades um kannt, bei denen der Bandzug, d. h. die Drehmomente zwei mit regelbarer Geschwindigkeitsdifferenz an- der Antriebe geregelt werden, wodurch sich durch Eingetriebene Zug-Rollenstände geführt sind, zwischen stellen einer Drehmomentdifferenz ein entsprechender denen das Band beim Durchlauf unter Längszug Bie- Reckgrad ergibt Die bekannten Regelungen sind nicht gerollensätze mit beidseitig des Bandes gegeneinan- io immer geeignet, den geforderten Bedingungen, insbeder versetzt angeordneten anstellbaren Biegerollen sondere bei unterschiedlichen zu verarbeitenden Banddurchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß querschnitten und Bandwerkstoffen gerecht zu werden, ein elektrisches Rechenwerk vorgesehen ist in das Dies besonders deshalb, weil die Aufgabenstellung der die sich aus dem Bandzug (S 1,52) ergebenden me- bekannten Streckbiegerichteinrichtungen zunächst Ieohanischen Daten des jeweiligen Sollzustandes (22, 15 diglich vorsah, aus unebenem Band (mit unterschiedli-35,45) als relativ konstante Werte und als Meßwerte chen Eigenspannungen) ein planes Band zu machen, was die entsprechenden gemessenen Betriebsgrößen durch Streckbiegerichten erreicht wird. Die Drehzahleingespeist werden, in dem zwischen den konstanten regelung sollte dabei sicherstellen, daß das Band nicht Werten und den gemessenen Werten Differenzen durch zu hohe Zugkräfte belastet wird und dadurch an und/oder Quotienten gebildet werden (21,32,33,34, 20 Schwachstellen reißt Das bedeutet aber gleichzeitig, 42,43,44), aufgrund deren ein Steuerimpuls zur Ver- daß man sich mit dem sich aus der eingeregelten Gestellung der Eintauchtiefe der Biegerollen (7 oder 6) schwindigkeitsdifferenz der angetriebenen ZugroHenausgelöst wird. stände ergebenden ungleichmäßigen Bandzug zufrieden

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- geben muß.

zeichnet daß der Bandzug (S 2) als relativ konstan- 25 Es ist auch bekannt, daß durch Veränderung der Ein-

ter Wert vorgegeben ist der snit dem gemessenen tauchtiefe der Biegerollen und damit der Biegekraft (die

Bandzug verglichen wird und aufgrund der sich er- als Differenz der Zugkraft vor und nach den Biegerollen

gebenden Differenz zwischen Soll- und Istwert der definiert ist) Streckgrad und Bandzug beeinflußbar sind

Steuerimpuls für die Anstellung der Biegerollen (7 (Neue Hütte 23 (1978) H. 7 Seiten 251 bis 253). Man hat

oder 6) ausgelöst wird. 30 in der Praxis jedoch bisher versucht die Biegearbeit

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- möglichst hoch einzustellen, um mit geringen Bandzüzeichnet daß als relativ konsiinter Wert der Quo- gen arbeiten zu können. Dadurch sollte der Gefahr der tient aus der Biegcarbe^:t (Differenz der Zugkräfte Bandrisse entgegengewirkt werden und gleichzeitig S 2—Sl vor und hinter den B;-~gerollen (6, 7)) und sollten die Antriebe geschont werden. Aus eben diesen der Zugarbeit (S 2) eingespeist wird, der mit den 35 Gründen wurden auch die Biegerollen möglichst klein gemessenen entsprechenden Werten verglichen gewählt um einen großen Biegeantei! zu erhalten. Dawird und aufgrund der sich ergebenden Differenz bei wurde nicht berücksichtigt, daß infolge des hohen zwischen Soll- und Istwert der Steuerimpuls für die Biegeanteils eine übermäßige Beanspruchung der Band-Anstellung der Biegerollen (6,7) ausgelöst wird, oberfläche entstand, die beispielswvise bei verzinkten

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 40 Bändern unbedingt zu vermeiden ist Bei solchen Bänzeichnet, daß als relativ konstanter Wert der Quo- dem ist es erforderlich, die äußeren Beanspruchungen tient aus der Biegearbeit (Differenz der Zugkräfte des Bandes und damit der Zinkschicht möglichst gering 52—Sl vor und hinter den Biegerollen) und dem zu halten, so daß der Biegeanteil klein und der Zuganteil Reckgrad (Σ) eingespeist wird und aufgrund der sich hoch zu wählen ist

ergebenden Differenz zwischen Soll- und Istwert 45 Der Erfindung liegt ausgehend von der geschilderten

der Steuerimpuls für die Anstellung der Biegerollen Problemstellung die Aufgabe zugrunde, nicht nur ein

(6 oder 7) ausgelöst wird. planes (spannungsarmes) Band zu erzeugen, sondern

gleichzeitig eine gezielte Beeinflussung der Kristal I-

struktur des Bandwerkstoffes vorzunehmen, welche

50 über die Höhe des Bandquerschnittes unterschiedlich ist. Je nach den gewünschten und zu verarbeitenden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln Bändern soll der Schwerpunkt oder das Ziel der Bemüvon Anlagen zum Streckbiegerichten kontinuierlich hungen entweder die Schonung der äußeren Randfadurchlaufender Metallbänder, die zur Erzielung des sern des Werkstoffes (z. B. Deckschichten aus Zink) Reckgrades um zwei mit regelbarer Geschwindigkeits- 55 oder aber die Erzeugung einer gemittelten Werkstoffdifferenz angetriebene Zug-Rollenstände geführt sind, struktur sein, d. h. eine Beeinflussung z. B. des Streckzwischen denen das Band beim Durchlauf unter Längs- grenzenverhältnisses bzw. der Alterungsbedingungen zug Biegerichtrollensätze mit beidseitig des Bandes ge- des Bandes, möglichst im gesamten Bandquerschnitt
geneinander versetzt angeordneten anstellbaren Biege- Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine rollen durchläuft. 60 Regelvorrichtung nach dem Kennzeichen des ersten Pa-Derartige Anlagen dienen dem kontinuierlichen tentanspruches vorgeschlagen. Der Erfindung liegt so-Streckbiegerichten von Bändern. Nach der Behandlung mit der Gedanke zugrunde, neben Streckgrad und soll das Band praktisch plan sein. Des weiteren besteht Bandzug als weiteren Parameter die Biegearbeit in die die Aufgabe der Streckbiegerichtanlagen darin, am Regelung einzubeziehen, um die optimale Anpassung Bandwerkstoff noch gezielte Werkstoffänderungen vor- 65 der Anlage an die jeweiligen Forderungen an Werkzunehrnen und/oder den Zunder zu brechen. Bei den Stoffqualität und Bandplanheit zu erzielen. Weil in diese bekannten Anlagen wird vorwiegend der vorgewählte Regelung sowohl die Zugarbeit als auch die Biegearbeit Streckgrad geregelt. Dies geschieht bis jetzt in der Pra- gezielt eingehen, können die Einstellwerte, die sich aus