[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes
für ein Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb
in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen
mit wechselndem Drehsinn über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung
der Kurbelwelle zeitweise zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und
Vorschieben des Rohres mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter
druckmittelgeregelter Hydromotoren erfolgt.
[0002] In den 60er Jahren wurden die Bewegungen der Dreh- und Vorschubantriebe für das Rohr
bei der Ausübung des Kaltpilgerwalzverfahrens hydromechanisch dargestellt, d.h. die
Bewegung der Steuerkolben der Ventile der Hydraulikmotoren wurde durch Kurvenscheiben
vorgegeben. Diese mechanisch aufwendige Art der Ventilansteuerung führte zu häufigen
Ausfällen; weiterhin traten wegen sehr harter Bremsrampen häufig Rohrleitungsbrüche
auf.
[0003] In den Kaltpilgerwalzwerken der 90er Jahre wurde mit Hilfe einer sehr aufwendigen
servohydraulischen Wegregelung die Bewegung der ansonsten rein mechanisch mit Kurvenscheibengetrieben
erzeugten Dreh- und Vorschubbewegung nachempfunden. Dieses System arbeitet zuverlässig,
weist aber hinsichtlich Herstellkosten und Wartung Nachteile auf. Bei den zum Einsatz
kommenden Servoventilen handelt es sich um Spezialfabrikate, die im Schadensfall lange
Lieferzeiten haben. Wenn diese Servoventile als Ersatzteile bevorratet werden, müssen
sie regelmäßig von Konservierungsmittel gereinigt und neu konserviert werden.
[0004] Hinzu kommt, daß die aufwendige Wegregelung dazu führt, daß es schwierig ist, Fehler
zu lokalisieren. Es sind gut ausgebildete Experten notwendig, die klären, ob es sich
um eine Störung in der Servohydraulik, in der Regelung oder der Mechanik handelt.
Derartig hoch qualifiziertes Personal ist in vielen Rohrherstellungsbetrieben nicht
verfügbar.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einer bekannten Regelung
eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes eine Ausrüstung für ein Kaltpilgerwalzwerk
zu schaffen, mit der der Dreh- und Vorschubantrieb zuverlässig, wartungsfreundlich
und kostengünstig realisiert werden kann.
[0006] Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Druckmittelzufuhr
jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt wird, das abhängig von dem
geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans für ein diesen Weg
proportionales Zeitintervall geöffnet wird.
[0007] Die erfindungsgemäße Regelung erfolgt mit einer einfach nachvollziehbaren Logik mit
Hilfe von einfachen Komponenten. Die komplizierte Wegregelung wird ersetzt, durch
die Vorgabe eines Zeitintervalls, indem ein Steuerventil geöffnet bleibt. Damit wird
eine kostengünstige Lösung für das anstehende Problem gefunden, die zugleich mit geringem
Wartungsaufwand auskommt und keine außergewöhnlichen Anforderungen an das Wartungspersonal
stellt.
[0008] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die von jedem Antriebsorgan
oder Hydromotor ausgeführte Bewegung gemessen und mit einem gespeicherten Sollwert
verglichen wird, und daß anhand festgestellter Abweichungen die Zeitintervalle für
die Ventilöffnung korrigiert werden.
[0009] Die vorgesehene Regelung ist wegen der Zuverlässigkeit und Genauheit ausreichend
für den Betrieb eines gattungsgemäßen Kaltpilgerwalzwerkes; mit einem einfachen Regelkreis
läßt sich das Kaltpilgerwalzwerk auch ohne anspruchsvolle Regelung betreiben. Fehler
der Anlage lassen sich einfach orten, weil die bislang aufwendige Wegregelung der
Servoventile entfällt.
[0010] Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Drehantriebes für das Rohr oder
die Dornstange erläutert. Es zeigt:
- Figur 1
- das Schema eines Drehantriebes für das Rohr, und
- Figur 2
- das zugehörige Regelungsschema.
[0011] In Figur 1 ist mit 1 ein Hydromotor bezeichnet, der über das Stirnradgetriebe 2,
3, 4 eine das Rohr 5 umgreifende Hülse 6 drehantreibt, die ihrerseits mit dem Spannfutter
7 verbunden ist. Das Spannfutter 7 ist mit Klemmbacken 8 ausgerüstet, die an die Oberfläche
des Rohres 5 anlegbar sind und dieses so festklemmen, daß bei Betätigung des Hydromotors
1 das über das Getriebe 2 bis 4 eingeleitete Drehmoment auf das Rohr 5 übertragen
wird.
[0012] In Figur 2 ist das zugehörige erfindungsgemäße Regelungsschema dargestellt. Der Kurbelwinkel
ϕ
ist wird an der Kurbelwelle gemessen. Ein Startwert ϕ
start wird extern fest vorgegeben. Wenn der Kurbelwinkel ϕ
ist größer als der Startwert ϕ
start ist, wird ein Proportionalventil für die Zeit T geöffnet. Infolgedessen wird über
den Hydraulikantrieb 1 das Spannfutter 7 mit der Drehgeschwindigkeit ρ bewegt, woraus
sich während des Zeitintervalls T der Drehwinkel ρ
ist ergibt. Proportional zur Differenz von dem gewünschten Drehwinkel ρ
soll und dem tatsächlichen Drehwinkel ρ
ist wird ein Korrekturwert ΔT für das Zeitintervall ΔT berechnet, in dem das Ventil geöffnet
bleibt.
[0013] In der Situation
wird der Korrekturwert ΔT für einen Rechenzyklus auf einen Addierer geschaltet, so
daß der gespeicherte Wert T für die Öffnungszeit des Proportionalventils verändert
wird.
1. Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes für ein Kaltpilgerwalzwerk
zur Herstellung von Rohren in einem von einem Kurbeltrieb in Walzrichtung hin- und
herbewegbaren Walzgerüst, dessen verjüngend kalibrierte Walzen mit wechselndem Drehsinn
über dem Walzgut abrollen und das Rohr abhängig von der Stellung der Kurbelwelle zeitweise
zum Vorschieben und Drehen freigeben, wobei das Drehen und Vorschieben des Rohres
mittels den daran angreifenden Antriebsorganen zugeordneter druckmittelgeregelter
Hydromotoren erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckmittelzufuhr jedes Hydromotors über ein Proportionalventil geregelt
wird, das abhängig von dem geforderten Weg des von diesem Hydromotor bewegten Antriebsorgans
für ein diesem Weg proportionales Zeitintervall geöffnet wird.
2. Verfahren zum Regeln eines hydraulischen Dreh- und Vorschubantriebes nach Anspruch
1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die von jedem Antriebsorgan oder Hydromotor ausgeführte Bewegung gemessen und
mit einem gespeicherten Sollwert verglichen wird, und dass anhand festgestellter Abweichungen
die Zeitintervalle für die Ventilöffnung korrigiert werden.