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Dokumentenidentifikation DE3625192A1 14.05.1987
Titel Geschwindigkeitsregelvorrichtung für eine Stahlblech-Verarbeitungsanlage
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Sato, Yoshiaki, Kobe, Hyogo, JP
Vertreter Strehl, P., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Schübel-Hopf, U., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Groening, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anw.; Schulz, R., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.- u. Rechtsanw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 25.07.1986
DE-Aktenzeichen 3625192
Offenlegungstag 14.05.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.05.1987
IPC-Hauptklasse B21B 41/12
IPC-Nebenklasse B21B 37/04   B23D 36/00   G05D 13/00   B65H 20/24   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Stellung eines Schlingenkanals sowie der Geschwindigkeit eines hindurchgehenden Stahlbleches, wobei der Schlingenkanal eine Vorrichtung zum fortlaufenden Herein- und Herausführen eines langen beispielsweise durch Schweißen endlos gemachten Stahlbleches aus einer zentralen Verarbeitungseinheit oder in eine zentrale Verarbeitungseinheit für eine kontinuierliche Stahlblechverarbeitungsanlage eines Stahlwerkes ist.

Bei einer kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage wird im allgemeinen das Stahlblech, die in einer vorbestimmten Länge um eine Haspel gewickelt ist, während der Drehung der Haspel abgewickelt und einer zentralen Verarbeitungseinheit zugeführt, um einer Verarbeitung wie beispielsweise einem Walzen, einer Oberflächenbehandlung oder ähnlichem unterworfen zu werden, wobei das Stahlblech nach der Verarbeitung in der gewünschten Weise in der zentralen Verarbeitungseinheit wieder auf eine Haspel aufgewickelt und auf die vorbestimmte Länge geschnitten und somit zu einem Produkt oder einem halbfertigen Produkt in aufgerollter Form verarbeitet wird.

Unter den Hauptbestandteilen einer derartigen kontinuierlichen Verarbeitungsanlage ist zunächst ein eintrittsseitiger Abschnitt mit einer Abgabehaspelvorrichtung vorgesehen, die aus einer Vielzahl von Haspeln besteht, um die die Stahlbleche mit einer bestimmten Länge in Form einer Rolle gewickelt sind, und mit einer Schweißvorrichtung, die das hintere Ende eines von einer der erwähnten Haspeln kommenden Stahlbleches und das vordere Ende eines Stahlbleches von einer anderen Haspel verbindet. Anschließend ist ein eintrittsseitiger Schlingenkanal vorgesehen, um ein Stahlblech, das kontinuierlich von dem oben erwähnten eintrittsseitigen Abschnitt zugeführt wird, den folgenden Abschnitten so zuzuführen, daß das Stahlblech seinen Weg durch eine Vielzahl von Rollen nimmt, die darin im wesentlichen in zwei Reihen angeordnet sind. Als zum eintrittsseitigen Schlingenkanal nächster Abschnitt ist ein zentraler Abschnitt mit einer zentralen Verarbeitungseinheit für eine bestimmte kontinuierliche Verarbeitung der Stahlbleche, beispielsweise zum Walzen, zur Oberflächenbehandlung und ähnlichem vorgesehen. Das kontinuierliche Stahlblech wird nach der speziellen Verarbeitung in der zentralen Verarbeitungseinheit aus dem zentralen Abschnitt über einen austrittsseitigen Schlingenkanal mit einem Aufbau herausgeführt, der dem Aufbau des oben erwähnten eintrittsseitigen Schlingenkanals entspricht. Das in dieser Weise herausgeführte Stahlblech wird um eine Haspel in einem vorbestimmten Maß im folgenden austrittsseitigen Abschnitt gewickelt und zu einem Produkt oder einem halbfertigen Produkt in Form einer Rolle weiterverarbeitet. Der austrittsseitige Abschnitt enthält eine Zughaspeleinrichtung, die aus einer Vielzahl von Haspeln besteht, um jede von denen eine bestimmte Länge der Stahlbleche zu wickeln ist, und eine Schere zum Abschneiden der fortlaufenden Stahlbleche, die auf jede der einzelnen Haspeln der Zughaspeleinrichtung über eine vorbestimmte Länge gewickelt sind.

Da bei der kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage mit dem oben beschriebenen Aufbau das Stahlblech fortlaufend der Anlage zugeführt wird, während daran Arbeitsvorgänge wie beispielsweise das Schweißen durch die Schweißvorrichtung am eintrittsseitigen Abschnitt, die Verarbeitung durch die zentrale Verarbeitungseinheit im zentralen Abschnitt und das Schneiden durch die Schere am austrittsseitigen Abschnitt ausgeführt werden, ist es notwendig, daß die Laufgeschwindigkeit des kontinuierlichen Stahlbleches über eine Regulierung der Stellung der Rollen geregelt wird, die in einer der beiden Reihen angeordnet sind, die den eintrittsseitigen und den austrittsseitigen Schlingenkanal bilden.

Es ist daher eine Geschwindigkeitsregelvorrichtung vorgeschlagen worden, die in einem Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellt ist (JP OS 50-17 72 46/1975). Diese Vorrichtung ist auf der Grundlage der folgenden Grundgleichungen ausgebildet:

wobei VE = eintrittsseitige Geschwindigkeit

VC = zentrale Geschwindigkeit

α = Maß an Beschleunigung/Verzögerung an der Eintrittsseite

LSY = Gleichlaufsollstellung des Schlingenkanals

LP = vorliegende Stellung des Schlingenkanals.

In Fig. 1 wird die eintrittsseitige Geschwindigkeit, d. h. die eintrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal VE über eine eintrittsseitige Geschwindigkeitsmeßschaltung 13gemessen, wird die zentrale Geschwindigkeit, d. h. die austrittsseitige Geschwindigkeit des Schlingenkanals VC durch die zentrale Geschwindigkeitsmeßschaltung 12 gemessen und wird die vorliegende Schlingenkanalstellung LP durch die Schlingenkanalstellungsmeßschaltung 14 gemessen. Die zentrale Geschwindigkeit, d. h. die austrittsseitige Geschwindigkeit des Schlingenkanals VC, die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE und die vorliegende Schlingenkanalstellung LP, die durch diese Meßschaltung 12, 13 und 14 gemessen werden, werden einer Gleichlaufregelschaltung 15 für die Stellung des Schlingenkanals eingegeben, wobei in dieser Schaltung 15 die Gleichlaufsollstellung des Schlingenkanals über bestimmte Rechenvorgänge festgelegt wird. Nach Maßgabe der in dieser Weise bestimmten Gleichlaufsollstellung des Schlingenkanals wird eine eintrittsseitige Sollgeschwindigkeit VE REF von der eintrittsseitigen Geschwindigkeitsnormalisierungsschaltung 11 ausgegeben und wird die Zuführungsgeschwindigkeit des Stahlbleches an dem eintrittsseitigen Schlingenkanal in dieser Weise geregelt.

Die bekannte Geschwindigkeitsregelvorrichtung arbeitet so, wie es im Zeitdiagramm von Fig. 2 dargestellt ist. Wenn nämlich die eintrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal VE und die austrittsseitige Geschwindigkeit VC am Schlingenkanal verschieden sind, wird eine Geschwindigkeitsregelung so ausgeübt, daß der Schlingenkanal seine Stellung ändert, und wird eine Verzögerung mit einem bestimmten Maß an Verzögerung (e, Fig. 2) begonnen, wobei nach der Verzögerung über ein vorbestimmtes Zeitintervall (T2, Fig. 2) die austrittsseitige Geschwindigkeit VC und die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE synchron werden (d, Fig. 2).

Wenn bei der oben beschriebenen bekannten Geschwindigkeitsregelvorrichtung jedoch in der Mitte der Verzögerung der eintrittsseitigen Geschwindigkeit VE am Schlingenkanal nach Beginn der Verzögerung (e, Fig. 2) zur Synchronisation mit der austrittsseitigen Geschwindigkeit VC am Schlingenkanal beispielsweise die austrittsseitige Geschwindigkeit VC am Schlingenkanal beschleunigt wird, wird ein beträchtlich langes Zeitintervall benötigt, um die Synchronisation zwischen beiden Geschwindigkeiten herzustellen, was bei der bekannten Vorrichtung ein Problem darstellt. Wenn insbesondere die austrittsseitige Geschwindigkeit VC am Schlingenkanal an der Stelle a in Fig. 2 beschleunigt wird, wird die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE verzögert, bis sie den Punkt b in Fig. 2 erreicht, wo sie gleich der austrittsseitigen Geschwindigkeit VC wird, die sich auf dem Geschwindigkeitszunahmeast befindet, von diesem Punkt an wird jedoch die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE beschleunigt und nicht weiter verzögert. Obwohl daher eine Synchronisation eines vorbestimmten Zeitintervalls T2 abgeschlossen sein sollte, wird durch die Änderung in der Mitte des Verlaufs bewirkt, daß das vorbestimmte Zeitintervall T2 überschritten wird und ein Zeitintervall T1 bis zum Punkt c in Fig. 2 benötigt wird, an dem die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE und die austrittsseitige Geschwindigkeit VC miteinander synchron werden. Wenn daher bei der bekannten Geschwindigkeitsregelvorrichtung, bei der die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE mit einem konstanten Maß an Verzögerung oder Beschleunigung α verzögert oder beschleunigt wird, um sie mit der austrittsseitigen Geschwindigkeit synchron zu machen, eine Änderung in der eintrittsseitigen Geschwindigkeit VC auftritt, wird die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE zunächst beschleunigt, so daß sie größer als die Synchron- oder Gleichlaufgeschwindigkeit wird und anschließend entsprechend dem Verzögerungs- und Beschleunigungsmaß α verzögert, so daß die Geschwindigkeitsregelung verlangsamt ist und viel Zeit benötigt wird, bevor die Regelung erzielt ist.

Durch die Erfindung soll die Zeit verkürzt werden, die benötigt wird, um eine Gleichlaufregelung zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsregelung der eintrittsseitigen Geschwindigkeit am Schlingenkanal zur Synchronisierung mit der austrittsseitigen Geschwindigkeit am Schlingenkanal zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung für eine kontinuierliche Stahlblechverarbeitungsanlage umfaßt eine Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung zum Berechnen einer relativen Geschwindigkeitsdifferenz auf der Grundlage der eintrittsseitigen und der austrittsseitigen Geschwindigkeit am Schlingenkanal, sowie der Stellungsdaten des Schlingenkanals, der als Stahlblechtransportmechanismus in der kontinuierlichen Verarbeitungsanlage vorgesehen ist, und eine Eintrittsgeschwindigkeitsrecheneinrichtung zum Berechnen der optimalen Geschwindigkeit an der Eintrittsseite des Schlingenkanals aus dem Ergebnis der oben erwähnten Berechnung und der austrittsseitigen Geschwindigkeit am Schlingenkanal.

Die Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung gemäß der Erfindung berechnet die relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite aus dem Maß der relativen Beschleunigung/Verzögerung zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite, so daß die eintrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal unter Bezug auf die austrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal auf der Grundlage der berechneten relativen Geschwindigkeitsdifferenz geregelt werden kann. Die Gleichlaufregelung des Schlingenkanals kann daher innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls abgeschlossen werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer bekannten Geschwindigkeitsregelvorrichtung für eine kontinuierliche Stahlblechverarbeitungsanlage,

Fig. 2 in einem Zeitdiagramm die Art der Geschwindigkeitsregelung bei der bekannten Geschwindigkeitsregelvorrichtung,

Fig. 3 schematisch den Aufbau einer kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage, bei der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung vorgesehen ist,

Fig. 4(a) bis (1) Ansichten zum Erläutern der Arbeitsvorgänge im einzelnen am eintrittsseitigen Abschnitt von Fig. 3 der kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage, bei der das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung vorgesehen ist,

Fig. 5 im einzelnen einen wesentlichen Teil des eintrittsseitigen Schlingenkanals des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels für eine kontinuierliche Stahlblechverarbeitungsanlage, bei der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung vorgesehen ist,

Fig. 6 in einem Zeitdiagramm die Geschwindigkeitsmuster des eintrittsseitigen Schlingenkanals und des zentralen Abschnittes von Fig. 3,

Fig. 7 in einem Blockschaltbild den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung und

Fig. 8 in einem Zeitdiagramm die Art der Geschwindigkeitsregelung durch die in Fig. 7 dargestellte Geschwindigkeitsregelvorrichtung.

In Fig. 3 ist schematisch der Aufbau eines Teils einer kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage in einem Stahlwerk mit den oben beschriebenen Schlingenkanälen dargestellt. In Fig. 3 sind eine Abgabehaspeleinrichtung 1 mit zwei Haspeln 1a, 1b, die am eintrittsseitigen Abschnitt 100 vorgesehen sind und um die das Stahlblech 300 in Form einer Rolle gewickelt ist, eine Schweißvorrichtung 2, die in ähnlicher Weise am eintrittsseitigen Abschnitt vorgesehen ist, um die Stahlbleche 300, die um die oben erwähnte Abgabehaspeleinrichtung 1 gewickelt sind, zu verschweißen, und ein eintrittsseitiger Schlingenkanal 3 zum Aufspeichern und Ausgeben des Stahlbleches 300 nach Maßgabe der eintrittsseitigen Geschwindigkeit und der austrittsseitigen Geschwindigkeit dargestellt. Ein zentraler Abschnitt 4 dient zum kontinuierlichen Verarbeiten des vom eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 kommenden Stahlbleches 300, ein austrittsseitiger Schlingenkanal 5 arbeitet ähnlich wie der oben erwähnte eintrittsseitige Schlingenkanal 3, eine Schere 6 ist am austrittsseitigen Abschnitt 200 vorgesehen, um das Stahlblech auf eine vorbestimmte Länge zu schneiden, und eine Zughaspeleinrichtung 7 dient dazu, das durch die Schere 6 geschnittene Stahlblech 300 aufzuwickeln.

Die Arbeitsvorgänge der kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage mit dem oben beschriebenen Aufbau werden im folgenden anhand der Fig. 4 (a) bis (1) und Fig. 5 beschrieben.

Zunächst wird die Arbeitsweise der Abgabehaspeleinrichtung 1 und der Schweißvorrichtung 2 am eintrittsseitigen Abschnitt 100 einer kontinuierlichen Verarbeitungsanlage anhand der Fig. 4 (a) bis 4(1) beschrieben. Wie es in Fig. 4(a) dargestellt ist, wird ein um die Haspel 1a gewickeltes Stahlblech 300a abgewickelt und über den eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 in Fig. 3 zum zentralen Abschnitt 4 befördert, wie es in den Fig. 4(b), (c) dargestellt ist. Wenn in Fig. 4(b) das hintere Ende des Stahlbleches 300a die Schweißvorrichtung 2 erreicht, wird der Transport des Stahlbleches 300a unterbrochen, wobei das hintere Ende in der Schweißvorrichtung 2 ortsfest angehalten wird. Dann wird das Stahlblech 300b, das um die Haspel 1b vorher in Form eines Coils gewickelt wurde, abgewickelt (Fig. 4(d)). Das vordere Ende des Stahlbleches 300b wird in der Schweißvorrichtung 2 angehalten (Fig. 4(e)), wo dann das vordere Ende des Stahlbleches 300b und das hintere Ende des Stahlbleches 300a, die in der Schweißvorrichtung 2 ortsfest gehalten werden, durch die Schweißvorrichtung 2 miteinander verschweißt werden (Fig. 4(f)), so daß ein zusammengeschlossenes Stahlblech 300A geliefert wird (Fig. 4(g). Danach wird das Stahlblech 300b auf der Haspel 1b über den eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 zum zentralen Abschnitt 4 befördert, wobei dann, wenn das Stahlblech 300b vollständig abgewickelt ist (Fig. 4(i)), das nächste Stahlblech 300c in derselben Weise wie es oben beschrieben wurde abgewickelt (Fig. 4(j)), verschweißt (Fig. 4(k)) und als zusammengeschlossenes Stahlblech 300B abgegeben wird. (Fig. 4(l)). In der oben beschriebenen Weise werden die Stahlbleche 300a, 300b und 300c von den Haspeln 1a, 1b abgewickelt und vom eintrittsseitigen Abschnitt 100 an den eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 in Form eines zusammengeschlossenen Stahlbleches 300B abgegeben.

Bevor die Arbeitsweise des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 beschrieben wird, wird im folgenden anhand von Fig. 5 im einzelnen der Aufbau des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 und des austrittsseitigen Schlingenkanals 5 beschrieben.

In Fig. 5 sind drehbare Rollen 3a, 3b, 3c dargestellt, von denen die Rollen 3a und 3b in einer bestimmten Lage drehbar festliegen, während die Rollen 3c, die auch Karren- oder Zugrollen genannt werden, in einer Reihe miteinander verbunden sind und sich auf- und abbewegen, wobei jede Rolle drehbar ist. Eine feste Trommel 3d dient dazu, simultan die Rollen 3c mit einer konstanten Kraft über ein Seil 3e nach unten zu ziehen, wobei die Trommel gewöhnlich von einem nicht dargestellten Gleichstrommotor angetrieben wird.

Im folgenden wird anhand von Fig. 5 die Arbeitsweise des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 beschrieben. Der eintrittsseitige Schlingenkanal 3 arbeitet so, daß er das Stahlblech 300 zwischen den festen Rollen 3b und den beweglichen Rollen 3c im eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 dadurch aufstaut, daß die beweglichen Rollen 3c, die auch Karrenrollen oder Zugrollen genannt werden, über das Seil 3e abgesenkt werden, das durch die Trommel 3d aufgewickelt wird. Der eintrittsseitige Schlingenkanal 3 arbeitet weiterhin so, daß er das Stahlblech 300 von den festen Rollen 3a auf der Austrittsseite des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 ablaufen läßt, indem die beweglichen Rollen 3c angehoben werden. Die Rollen 3c werden daher entsprechend der Geschwindigkeit im eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 an der Eintrittsseite, d. h. der Seite des eintrittsseitigen Abschnittes 100, und an der zentralen Seite, d. h. der Seite des zentralen Abschnittes 4, auf- und abbewegt. Wenn insbesondere die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE größer als die zentrale Geschwindigkeit VC ist, wird die Trommel 3c in den Aufwickelzustand gebracht, um die Rollen 3c abzusenken und damit das Stahlblech 300 entsprechend der Differenz zwischen der eintrittsseitigen Geschwindigkeit VE und der zentralen Geschwindigkeit VC in dem eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 aufzustauen. Wenn umgekehrt die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE kleiner als die zentrale Geschwindigkeit VC ist, wird die Trommel 3d in den Abwickelzustand gebracht, um die beweglichen Rollen 3c anzuheben und dadurch das Stahlblech 300 entsprechend der Differenz zwischen der zentralen Geschwindigkeit VC und der eintrittsseitigen Geschwindigkeit VE auszugeben. Wenn jedoch die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE gleich der zentralen Geschwindigkeit VC ist, wird die Trommel 3d angehalten, wodurch auch die beweglichen Rollen 3c angehalten werden, ohne daß diese irgendeine Auf- und Abbewegung ausführen. Ähnliche Arbeitsvorgänge wie im eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 werden im austrittsseitigen Schlingenkanal 5 ausgeführt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der kontinuierlichen Verarbeitungsanlage, in der die oben beschriebenen einzelnen Arbeitsvorgänge ausgeführt werden, anhand von Fig. 3 beschrieben. Wenn das Stahlblech auf der Abgabehaspel 1a im eintrittsseitigen Abschnitt 100 zur Seite des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 abgewickelt wird und sein hinteres Ende in der Schweißvorrichtung 2 angehalten ist, wie es in Fig. 4(d) dargestellt ist, wird mit dem Abwickeln des Stahlbleches auf der Abgabehaspel 1b begonnen und wird das Stahlblech auf der Abgabehaspel 1b in der Schweißvorrichtung 2 angehalten, wie es in Fig. 4(e) dargestellt ist, woraufhin sein vorderes Ende und das hintere Ende des Stahlbleches von der Abgabehaspel 1a verschweißt werden und die Stahlbleche 300a und 300b auf den Abgabehaspel 1a und 1b zu einem zusammengeschlossenen kontinuierlichen Stahlblech 300A zusammengeschweißt werden. Im eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 wird die Trommel 3d, die in Fig. 5 dargestellt ist, so angetrieben, daß sie die Rollen 3c nach Maßgabe der Geschwindigkeitsdifferenz zum Zeitpunkt der Schweißarbeiten zwischen der eintrittsseitigen Geschwindigkeit VE und der zentralen Geschwindigkeit VC auf der Seite des zentralen Abschnitts 4 auf- und abbewegt, um dadurch das Stahlblech 300 aufzustauen und auszugeben und die Geschwindigkeitsdifferenz zu kompensieren. Das Stahlblech 300 wird einer fortlaufenden Be- oder Verarbeitung im zentralen Abschnitt 4 unterworfen und zum austrittsseitigen Schlingenkanal 5 ausgegeben. Ein ähnlicher Arbeitsvorgang wie beim oben beschriebenen eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 wird im austrittsseitigen Schlingenkanal 5 ausgeführt und das in dieser Weise von dem austrittsseitigen Schlingenkanal 5 ausgegebene Stahlblech 300 kommt zum austrittsseitigen Abschnitt 200, wo es auf eine bestimmte Länge durch die Schere 6 geschnitten und auf die Zughaspel 7 aufgewickelt wird. Die beschriebenen Änderungen im Zustand sind im Zeitdiagramm von Fig. 6 dargestellt.

Fig. 6a zeigt das Geschwindigkeitsmuster im eintrittsseitigen Abschnitt 100, Fig. 6b zeigt das Geschwindigkeitsmuster im zentralen Abschnitt 4, Fig. 6c zeigt die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem eintrittsseitigen Abschnitt 100 und dem zentralen Abschnitt 4 und Fig. 6d zeigt die Änderungen in der Stellung des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3. In den Fig. 6a bis 6d entspricht der Abschnitt A einem Zustand, bei dem die eintrittsseitige Geschwindigkeit und die zentrale Geschwindigkeit im eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 gleich sind, entspricht der Abschnitt B einem Zustand, bei dem die eintrittsseitige Geschwindigkeit verzögert wird, um das Stahlblech zum Schweißen anzuhalten und die Schweißarbeiten nach dem Anhalten des Stahlbleches auszuführen, entspricht der Abschnitt C einem Zustand, bei dem nach Abschluß der Schweißarbeiten die eintrittsseitige Geschwindigkeit auf die höchste Geschwindigkeit beschleunigt wird, so daß die Stellung des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 in die Gleichaufstellung verschoben werden kann, und entspricht der Abschnitt D einem Zustand, bei dem die Gleichaufstellung erreicht ist und die eintrittsseitige Geschwindigkeit verzögert wird, um sie mit der zentralen Geschwindigkeit zu synchronisieren.

Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsregelvorrichtung kann bei kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlagen angewandt werden derart, daß sie in der oben beschriebenen Weise arbeitet, was im folgenden anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben wird.

Zunächst wird die Ausbildung der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung anhand von Fig. 7 beschrieben. Da die Bauteile 11 bis 14 in Fig. 7 die gleichen sind, wie sie anhand von Fig. 1 beschrieben wurden, werden sie nicht nochmals beschrieben. Eine Geschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung 16berechnet die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der zentralen Seite (Austrittsseite), die notwendig ist, um die Gleichaufstellung des Schlingenkanals zu erreichen, aus den Meßergebnissen der eintrittsseitigen Geschwindigkeit, der zentralen Geschwindigkeit, d. h. der austrittsseitigen Geschwindigkeit und der Schlingenkanalstellung und eine Rechenschaltung 17 berechnet die optimale eintrittsseitige Geschwindigkeit aus der optimalen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der zentralen Seite (Austrittsseite3), die durch die Geschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung 16 in Verbindung mit der zentralen Geschwindigkeit (Austrittsseite) berechnet wurde.

In der Geschwindigkeitsregelvorrichtung mit der oben beschriebenen Ausbildung ist das Grundprinzip, das die Geschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung 16 leitet, gegeben durch

wobei β das Verhältnis der relativen Beschleunigung und Verzögerung zwischen der Eintrittsseite und der zentralen Seite (Austrittsseite) ist. Das, was die Stellung des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 bestimmt, wird dann nicht die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE und die zentrale Geschwindigkeit VC, sondern die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten sein. Bei einer Änderung der zentralen Geschwindigkeit VC kann daher ein Gleichlauf innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls dadurch erzielt werden, daß die eintrittsseitige Geschwindigkeit VE die notwendige Geschwindigkeitsdifferenz liefert. Wenn einmal mit der Regelung des Gleichlaufs des Schlingenkanals nach den oben erwähnten Gleichungen (3) und (4) begonnen ist, muß danach nur die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der zentralen Seite (Austrittsseite) entsprechend

-

geliefert werden, so daß die festzulegende eintrittsseitige Geschwindigkeit berechnet wird durch:

-

Der Zustand der in der oben beschriebenen Weise ausgeübten Geschwindigkeitsregelung ist im Zeitdiagramm von Fig. 8 dargestellt. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die Eintrittsgeschwindigkeit VE immer in der Geschwindigkeitsregelvorrichtung so festgelegt wird, daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der zentralen Seite (Austrittsseite) einen bestimmten Wert bekommt und daß somit die Regelung zum Gleichlauf innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls T2 abgeschlossen wird, selbst wenn sich die zentrale Geschwindigkeit VC an der Austrittsseite während der Regelung des Gleichlaufs ändert.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde nur der eintrittsseitige Schlingenkanal 3 der kontinuierlichen Verarbeitungsanlage beschrieben, dasselbe wie beim obigen Ausführungsbeispiel kann jedoch auch am austrittsseitigen Schlingenkanal 5 mit dem gleichen Aufbau erzielt werden.

Dieselben Wirkungen können weiterhin bei einer anderen Industrieanlage als einem Stahlwerk erzielt werden, wenn die kontinuierliche Verarbeitungsanlage so ausgebildet ist, daß sie mit dem oben beschriebenen Schlingenkanal versehen ist.

Da es gemäß der Erfindung möglich ist, den optimalen Wert der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Schlingenkanals aus der eintrittsseitigen Geschwindigkeit, der zentralen Geschwindigkeit und der Stellung des Schlingenkanals zu berechnen und die eintrittsseitige Geschwindigkeit direkt aus dem Ergebnis des oben erwähnten Rechenvorganges berechnet wird, kann die Regelung des Gleichlaufes für den Schlingenkanal innerhalb eines außerordentlich kurzen bestimmten Zeitintervalls erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Geschwindigkeitsregelvorrichtung zum Regeln der Zuführungs- oder Abgabegeschwindigkeit eines Stahlbleches in einer kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage mit einer zentralen Verarbeitungseinheit, die einem endlosen kontinuierlich zugeführten Stahlblech eine bestimmte Be- oder Verarbeitung gibt, und mit einem Schlingenkanal, der an der Stahlblechzuführungsseite der zentralen Verarbeitungseinheit oder der Stahlblechabgabeseite vorgesehen ist, um das kontinuierliche Stahlblech in die zentrale Verarbeitungseinheit einzuführen oder aus der zentralen Verarbeitungseinheit herauszuführen, gekennzeichnet durch eine eintrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (13), die die Stahlblechbeförderungsgeschwindigkeit auf der Eintrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) ermittelt, eine austrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (12), die die Stahlblechbeförderungsgeschwindigkeit auf der Austrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) ermittelt, eine Schlingenkanalstellungsdetektoreinrichtung (14), die die relative Lage der Rollen (3c, 5c) auf der beweglichen Seite bezüglich der Rollen (3b, 5b) auf der ortsfesten Seite ermittelt, wobei beide Rollen (3b, c, 5b, c) den Schlingenkanal (3, 5) bilden, eine Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung (16), die die optimale Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Schlingenkanals (3) aus einer relativen Geschwindigkeitsdifferenz auf der Grundlage der Ergebnisse der Ermittlung durch die verschiedenen Detektoreinrichtungen (12, 13, 14) berechnet, damit die beweglichen Rollen (3c, 5c) nach Maßgabe der Ermittlungsergebnisse der verschiedenen Detektoreinrichtungen (12, 13, 14) reguliert werden können, um die optimale Stellung einzunehmen, bei der die eintrittsseitige Geschwindigkeit mit der austrittsseitigen Geschwindigkeit des Schlingenkanals (3, 5) synchronisiert ist, und eine eintrittsseitige Geschwindigkeitsrecheneinrichtung (17) zum Berechnen der optimalen Geschwindigkeit auf der Eintrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) aus dem Rechenergebnis der Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung (16) und dem Ergebnis der Ermittlung der austrittsseitigen Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (12).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Verarbeitungseinheit (4) aus einer Walzanlage zum Walzen des kontinuierlich zugeführten Stahlbleches besteht.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlingenkanal (3, 5) aus ortsfesten Rollen (3b, 5b), die fest auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite angeordnet sind, und beweglichen Rollen (3c, 5c) besteht, die zwischen den ortsfesten Rollen (3b, 5b) angeordnet und derart einstellbar sind, daß sie sich in einer Richtung senkrecht zu einer gedachten Linie bewegen, die die Achsen der ortsfesten Rollen (3b, 5b) verbindet.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlingenkanal (3, 5) aus ersten ortsfesten Rollen, die fest auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite angeordnet sind, einer Gruppe von zweiten ortsfesten Rollen, wobei eine Vielzahl dieser Rollen in einer Linie parallel zu einer gedachten Linie angeordnet sind, die die Achsen der ersten ortsfesten Rollen verbindet, und in einem bestimmten Abstand davon gehalten ist, und beweglichen Rollen besteht, wobei eine Vielzahl dieser Rollen parallel zu den zweiten ortsfesten Rollen angeordnet ist und in einer Richtung senkrecht zu einer gedachten Linie bewegbar ist, in der die Achsen der zweiten ortsfesten Rollen angeordnet sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Rollen (3c, 5c) des Schlingenkanals (3, 5) bewegliche Stellungen bezüglich der ortsfesten Rollen (3b, 5b) über einen Bewegungsmechanismus einnehmen können, der aus einem Verbindungselement, das die Achsen der beweglichen Rollen (3c, 5c) fest verbindet, und einem Draht (3e, 5e) besteht, dessen vorderes Ende am Verbindungselement befestigt ist und dessen hinterer Endabschnitt um eine feste Trommel (3d, 5d) gewickelt werden kann.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eintrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (13) an der ortsfesten Rolle (3b, 5b) an der Eintrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) vorgesehen ist und von einer Geschwindigkeitsmeßschaltung gebildet wird, die die Laufgeschwindigkeit eines durchgehenden Stahlbleches dadurch ermittelt, daß sie die Anzahl der Umdrehungen der Rolle (3b, 5b) zählt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die austrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (12) an der ortsfesten Rolle (3b, 5b) auf der Austrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) vorgesehen ist und von einer Geschwindigkeitsmeßschaltung gebildet wird, die die Laufgeschwindigkeit eines durchgehenden Stahlbleches dadurch ermittelt, daß sie die Anzahl der Umdrehungen der Rolle (3b, 5b) zählt.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (14) für die Schlingenkanalstellung von einer Schlingenkanalstellungsmeßschaltung gebildet wird, die den Abstand der beweglichen Rollen (3c, 5c) von einer gedachten Linie mißt, die die Achsen der ortsfesten Rollen (3b, 5b) auf der Eintrittsseite und auf der Austrittsseite verbindet, um dadurch die Daten über die Stellung des Schlingenkanals (3, 5) zu erhalten.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlingenkanalstellungsmeßschaltung (14) die Daten über die Stellung des Schlingenkanals (3, 5) aus der Länge des Absenkungsdrahtes (3e, 5e) ermitteln kann, der die beweglichen Rollen (3c, 5c) und die ortsfeste Trommel (3d, 5d) verbindet und das Maß der Bewegung der beweglichen Rollen (3c, 5c) reguliert.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung (16) von einer Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung gebildet wird, an der als elektrisches Signal sowohl der ermittelte Geschwindigkeitswert durch die eintrittsseitige Geschwindigkeitsmeßschaltung (13), der ermittelte Geschwindigkeitswert durch die austrittsseitige Geschwindigkeitsmeßschaltung (12) als auch die ermittelten Stellungsdaten durch die Schlingenkanalstellungsmeßschaltung (14) liegen und die nach der Ausführung der Berechnung auf der Grundlage der Signalverarbeitung ein Optimalgeschwindigkeitsdifferenzsignal der eintrittsseitigen Geschwindigkeitsrecheneinrichtung (17) liefert.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eintrittsseitige Geschwindigkeitsrecheneinrichtung (17) von einer eintrittsseitigen Geschwindigkeitsrechenschaltung gebildet wird, an der das Optimalgeschwindigkeitsdifferenzausgangssignal von der Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung (16) und das Ausgangssignal für die austrittsseitige Geschwindigkeit von der austrittsseitigen Geschwindigkeitsmeßschaltung (12) liegen und die nach der Durchführung der Berechnung aufgrund dieser Daten ein Signal für die eintrittsseitige Geschwindigkeit einer eintrittsseitigen Geschwindigkeitsnormalisierungsschaltung (11) liefert.






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