dispositivo de mando para levantar y apretar los rodillos

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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ES 2 050 099
kInt. Cl. : B21C 47/06
11 N.◦ de publicación:
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ESPAÑA
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 86114743.7
kFecha de presentación : 23.10.86
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 222 231
kFecha de publicación de la solicitud: 20.05.87
T3
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54 Tı́tulo: Dispositivo para el gobierno de los movimientos de levantamiento y apriete de los rodillos
de apriete de la banda de bobinadoras de banda laminada en caliente.
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73 Titular/es:
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72 Inventor/es: Klöckner, Jürgen y
30 Prioridad: 11.11.85 DE 35 39 900
SMS Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft
Eduard-Schloemann-Strasse 4
D-40237 Düsseldorf, DE
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
16.05.94
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45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
16.05.94
Aviso:
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Rosenthal, Dieter
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74 Agente: Gómez-Acebo Pombo, J. Miguel
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
La presente invención se refiere a un dispositivo para el gobierno de los movimientos de levantamiento y apriete de los rodillos de apriete
de la banda de bobinadoras de banda laminada
en caliente con mandril bobinador, en dependencia de señales que indican la respectiva posición
del canto delantero de la banda laminada que
rota con el mandril bobinador, mediante posicionamiento electrohidráulico de equipos de cilindro
y émbolo que accionan a los rodillos de apriete de
la banda, con regulación de fuerza simultanea.
Con dispositivos de mando de este tipo se deben eliminar los inconvenientes que se producen
al enrollarse las primeras espiras de la banda sobre el mandril de la bobinadora, porque el canto
delantero de la banda laminada provoca en las espiras siguientes puestas a continuación sobre éste
una elevación radial, que a consecuencia de la alta
presión que ejercen los rodillos de apriete de la
banda sobre las espiras de la banda, dan lugar a
fuertes solicitaciones de choque de la bobinadora
y a solicitaciones de golpe de las elevaciones y
además a que en las primeras espiras del comienzo
de la banda enrollado se produzcan marcas de la
superficie que reducen en el valor de esta parte de
la banda hasta el valor de chatarra.
En un dispositivo de mando conocido (DEAS 21 58 721) los rodillos de apriete durante el
proceso de enrollado se levantan en la cuantı́a
del espesor de la banda, es decir la magnitud de
la elevación radial que ha provocado el canto de
la banda delantero, cuando la primera elevación
pasa por debajo de ellos. Esto se consigue con
ayuda de un transmisor de impulsos que está acoplado con el mandril de la bobinadora, que influencia a un contador de impulsos que a través
de una lógica de mando produce señales para el
dispositivo de mando en virtud de las cuales éste
provoca el accionamiento de los equipos de cilindro y émbolo unido con el rodillo de apriete respectivo, por cuya zona de apriete pasa la elevación
radial del rollo de banda producido.
En otro dispositivo de mando conocido de este
tipo, el recorrido del canto de la banda laminada
que marcha sobre el mandril de la bobinadora,
se abarca durante la formación de la primera espira mediante sensores que trabajan sin contacto
fı́sico, y se sigue y mantiene fijo con ayuda de
dispositivos de registro electrónicos. Con ayuda
de los dispositivos de registro y dispositivos de
evaluación dispuestos a continuación de éstos, se
gobierna entonces el posicionamiento de los rodillos de apriete.
Los movimientos de subida y bajada de los
elementos de ajuste de los equipos de cilindro
y émbolo, que originan los movimientos de levantamiento y apriete de los rodillos de apriete
de la banda, se gobiernan en ambos dispositivos de mando conocidos y, como se describe más
adelante también en la memoria JP-A-59 179,
a través de dos circuitos de regulación electrohidráulicos independientes, concretamente un circuito de regulación de posición y un circuito de
regulación de fuerza. El movimiento de levantamiento del rodillo de apriete de la banda se
origina y gobierna en cada caso bajo prefijación
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del valor de posición correspondiente a través del
circuito de regulación de posición, mientras que
el movimiento de apriete y el siguiente apriete,
se origina asimismo bajo prefijación de un valor
teórico de fuerza a través del circuito de regulación de fuerza. Durante la regulación de posición permanece en este caso cerrado el circuito
de regulación de fuerza, es decir a partir de las
señales del seguimiento de la banda se conmuta
en dependencia del proceso constantemente entre la regulación de posición y la regulación de
fuerza para cada rodillo de apriete de la banda.
Además de esta necesidad de la conmutación permanente entre regulación de posición y regulación
de fuerza en intervalos de tiempo muy cortos este
tipo de gobierno comporta además el inconveniente de que la rápida conmutación provoca choques que perjudican el comportamiento dinámico
de los elementos que participan en el desarrollo
de los movimientos. Durante la regulación de
posición resulta otra dificultad en estos mandos
conocidos, cuando éstos debido a una averı́a no
obtienen ninguna señal de posicionamiento u obtienen señales de posicionamiento incorrectas, o
ninguna señal de conmutación o señales de conmutación en instantes falsos, ya que en este caso
el equipo de émbolo y cilindro no varı́a más la posición en la que se encuentra precisamente y, por
ejemplo, no realiza más el necesario movimiento
de desviación, y en el otro caso los rodillos de
apriete de la banda en la regulación de posición
se mantienen con fuerza máxima. Estas altas solicitaciones dan lugar a deterioros de la superficie
de la banda, y se tienen que prever por lo tanto
seguros contra sobrecarga adicionales.
Junto a la necesidad de la conmutación permanente entre regulación de posición y regulación
de fuerza dentro de intervalos de tiempo muy cortos, este tipo de gobierno comporta el inconveniente de que la rápida conmutación provoca choques que perjudican el comportamiento dinámico
de los elementos que participan en el desarrollo
de los movimientos. Durante la regulación de posición resulta otra dificultad en estos mandos conocidos cuando éstos debido a una averı́a no obtienen ninguna señal de posicionamiento o señales
de posicionamiento incorrectas, ya que en este
caso el equipo de émbolo y cilindro no varı́a la posición en la que éste se encuentra precisamente y
no realiza ya el movimiento de desviación necesario. Por lo tanto se tienen que prever dispositivos
contra sobrecarga adicionales.
La invención tiene por objeto mejorar los dispositivos de mando según la invención, de tal manera que se eliminen sin dificultades estos inconvenientes y en caso dado se pueda prescindir de la
disposición de seguros de sobrecarga especiales.
Esta tarea se resuelve según la invención porque el posicionamiento en el movimiento de levantamiento y de apriete se origina mediante regulación de posición con regulación de fuerza subordinada, permaneciendo cerrados los circuitos
de regulación de posición y de presión, mediante
prefijación de un valor teórico de posición correspondiente a la respectiva posición de apriete o
bien levantamiento de los rodillos de apriete de la
banda bajo fijación de valores teóricos de fuerza
limitados, para ambos sentidos de movimiento.
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Como prevé además la invención la limitación
del valor teórico de fuerza para el levantamiento
puede ser igual al valor máximo ajustable para
el circuito de regulación de presión. Tal y como
prevé la invención, en el circuito de regulación de
fuerza se dispone a continuación del regulador de
fuerza un limitador de inclinación.
Con esta configuración del dispositivo de
mando, a diferencia de lo que ocurre en los dispositivos de mando conocidos, la inversión del sentido de movimiento de apriete a movimiento de
levantamiento y viceversa, no se obliga mediante
conmutación respectiva entre regulación de posición y regulación de fuerza sino mediante la prefijación objetiva de diferentes valores teóricos de
posición.
Los circuitos de regulación de posición y de
fuerza están en este caso constantemente activos.
Al sobrepasarse un valor teórico de fuerza libremente seleccionable, el sistema cede automáticamente como un muelle blando. Cuando, como se
propone además, el valor de limitación de fuerza
es un valor máximo, el movimiento de levantamiento puede alcanzar siempre su velocidad completa posible. La regulación de fuerza subordinada constantemente mejora el comportamiento
dinámico de los elementos que participan en los
movimientos. No se pueden producir choques
de conmutación porque ambos circuitos de regulación están cerrados constantemente. Al faltar
las señales de posicionamiento o con señales incorrectas, el mando reacciona como un seguro de sobrecarga, pues el circuito de regulación de fuerza
subordinado regula de por si a partir del valor real
de la fuerza siempre al valor teórico de limitación
ajustado. Dado que el mando actúa en este caso
como un seguro de sobrecarga, se suprime la necesidad de equipar a los distintos equipos de cilindro
y émbolo con seguro contra sobrecarga especiales,
como por ejemplo cilindros de apoyo neumáticos.
Finalmente resulta otra ventaja porque se puede
suprimir el alojamiento necesario hasta ahora de
los rodillos de apriete en una palanca portante
que puede girar hacia el soporte propiamente dicho que realiza los movimientos de levantamiento
y apriete y apoyada elásticamente con éste, ya
que el modo de trabajo del mando según la invención hace innecesaria una suspensión de este
tipo.
La invención se explica detalladamente por
medio del ejemplo de realización representado en
el dibujo.
La figura 1 muestra el dispositivo con los elementos de accionamiento y un esquema de
conexiones en representación esquemática y
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la figura 2 muestra el diagrama del desarrollo de
los movimientos de ajuste.
Como se ve en la figura 1 el rodillo de apriete
3 reproducido por si solo, por motivos de visibilidad, para el mandril 2 de la bobinadora de banda
laminada en caliente (no representada) está alojado en un soporte monocasco 1 que está articulado a través del vástago de émbolo 4 al equipo
de cilindro y émbolo 5 alojado estacionario. El
émbolo 5a de este equipo de cilindro y émbolo
5 se puede poner bajo la acción de presión por
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los dos lados a través de tuberı́as hidráulicas 6
y 7, con ayuda de una válvula reguladora 18, y
mueve de este modo al rodillo de apriete 3. En el
vástago de émbolo 4 está dispuesto un transmisor
de recorrido 8 con el que se mide la posición real
Sreal del rodillo de apriete 3. El lado de salida 9
del transmisor de recorrido va a través de la lı́nea
13 y de sus ramificaciones 10a, 10b a un sistema
de ordenador 11 y a un regulador de posición 12
que está enlazado asimismo con el sistema de ordenador a través de una lı́nea 13. Mediante esta
lı́nea 13 se prefijan por el ordenador 11 valores
teóricos Steórico al circuito regulador de posición.
A continuación del regulador de posición 12 está
dispuesto un limitador de valor teórico de fuerza
14 ajustable para ambos sentidos de movimiento.
El lado de salida del limitador de valor teórico de
fuerza 14 suministra los valores teóricos de fuerza
Freal para el circuito de regulación de fuerza interno. El valor real de la fuerza Freal se averigua
mediante los transductores de presión 19 y 20. El
regulador de fuerza 16, al que está postconectado
un limitador de inclinación 17, obtiene como entrada la diferencia entre el valor real de la fuerza
Freal y el valor teórico de la fuerza Fteórico y gobierna a la válvula reguladora 18. El valor real de
la fuerza Freal se regula siempre al valor teórico de
la fuerza prefijado por el circuito de regulación de
posición exterior. Ambos circuitos de regulación
están constantemente cerrados.
De la figura 2 resulta que ambos movimientos,
el movimiento de levantamiento para la rápida retracción del rodillo de apriete 3 en la medida de
la elevación radial del rollo de banda creciente,
antes de que ésta alcance la zona del rodillo de
apriete 3, y el siguiente apriete de la banda B se
producen en regulación de posición con regulación
de fuerza subordinada, un poco después de que la
elevación radial ha pasado la zona. Al circuito de
regulación de posición se prefija primeramente el
valor teórico 1, que es dependiente del espesor de
la banda y de la cinemática del sistema de rodillos de apriete. Una vez que el canto de la banda
delantero ha pasado el instante t1 se varı́a el valor
teórico de posición de manera que se invierte el
sentido de movimiento. El rodillo de apriete 3 se
arrima a la banda B. Dado que el valor teórico
de posición 13 se ha fijado tanto alto que como
valor teórico de fuerza 15 hay permanentemente
un valor constante, el circuito de regulación de
fuerza interior regula el valor real de la fuerza 21
a este valor constante. La banda B se presiona ası́
pues hacia el mandril 2 con una fuerza definida,
cuya magnitud se puede fijar en dependencia de
las respectivas dimensiones y de la resistencia a la
variación de forma de la banda B. En el instante
t2 el valor teórico de posición se varı́a entonces
con relación al efecto de la banda que entra y se
inicia el siguiente movimiento de levantamiento.
Para esto es necesario seguir ya durante el movimiento de apriete el valor real de posición actual,
ya que del valor real actual se deriva la variación
de posición. El cálculo y la prefijación de estos
valores teóricos de posición cambiantes se realizan en el ordenador 11. Los otros ajustes en los
instantes t3 , t4 y t5 se efectúan análogamente.
Los otros recorridos de desplazamiento necesarios
para el proceso de enrollado, tales como el giro ha3
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al diámetro acabado a esperar del rollo antes de la
entrada del final de la banda, se efectúa asimismo
en regulación de posición con regulación de fuerza
subordinada a través de la válvula reguladora 18.
cia fuera del rodillo de apriete 3 después de que
las primeras espiras están aplicadas sobre el mandril 2, a la posición final, y el giro de los rodillos
de apriete 3 a un posición previa correspondiente
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REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para el gobierno de los movimientos de levantamiento y apriete de los rodillos de apriete de la banda (3) de bobinadoras de banda laminada en caliente, con mandril
bobinador, en dependencia de señales que indican la respectiva posición del canto delantero de
la banda laminada que rota con el mandril bobinador (2), mediante posicionamiento electrohidráulico de equipos de cilindro y émbolo (5, 5a)
que accionan a los rodillos de apriete de la banda
(3), con regulación de fuerza simultanea, caracterizado porque el posicionamiento en el movimiento de levantamiento y de apriete se origina
mediante regulación de posición con regulación de
fuerza subordinada, permaneciendo cerrados los
circuitos de posicionamiento y de regulación de
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fuerza, mediante prefijación de un valor teórico
de posición (13) correspondiente a la respectiva
posición de apriete o bien levantamiento de los
rodillos de apriete de la banda (5, 5a) bajo fijación
de valores teóricos de fuerza (15) limitados, para
ambos sentidos de movimiento.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la limitación del valor
teórico de fuerza, para el movimiento de levantamiento es igual al valor máximo ajustable en el
circuito de regulación de fuerza.
3. Dispositivo según una o varias de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque comprende un limitador de inclinación (17) dependiente del sentido, dispuesto a continuación del
regulador de fuerza (16) en el circuito de regulación de presión.
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