WO1993013885A1 - Verfahren zum absiehen eines in der strang- oder rohrpresse erzeugten stranges, sowie steuerung einer abziehvorrichtung hierzu - Google Patents

Abstract

Der in einer Strang- oder Rohrpresse erzeugte Strang wird mit einer geregelten, den auslaufenden Strang gestreckt haltenden Zugkraft abgezogen, durch die die Strangbildung nicht beeinflußt werden soll. Um die im Matrizenbereich auf den Strang wirkende Zugkraft konstant zu halten, wird erfindungsgemaß so verfahren, daß dieser dem Querschnitt und dem Fließverhalten in der Matrize angepaßten Zugkraft (Abziehkraft) eine proportional zur ausgepreßten Stranglänge zunehmende, das Längeneinheitsgewicht und den Reibungswert zwischen Strang und Auslauftisch berücksichtigende Zugkraft (Abschleppkraft) überlagert wird. Insbesondere wird hierzu nach dem Abtrennen eines Stranges und dessen Ausziehen aus der Matrize die Abschleppkraft und die Länge des ablaufenden Stranges gemessen und die Abschleppkraft dividiert durch die Stranglänge beim Auspressen eines folgenden Stranges gleichen Sollquerschnitts als Vorgabe für die mit der durch Wegmessung ermittelten Stranglänge zu multiplizierende spezifische Profilreibkraft eingegeben. Die Steuerung erfolgt derart, daß als Sollwert der auf die Strangspitze ausgeübten Zugkraft zusätzlich zu einem den Fahrwiderstand des Wagens der Abziehvorrichtung berücksichtigenden Wert als erstem Summanden und einem vom Strangquerschnitt abhängigen Grundwert der Abziehkraft als zweitem Summanden beginnend mit dem Erfassen der Strangspitze durch die Greifer der Abziehvorrichtung ein zunehmender, als jeweiliges Produkt des Ergebnisses fortlaufender Austrittswegmessung und vorgegebener spezifischer Profilreibungskraft zwischen auslaufendem Strang und Auslauftisch sich ergebender Wert als drittem Summanden ermittelt und eingegeben wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Abziehen eines in der Strang- oder Rohrpresse erzeugten Stranges, sowie Steuerung einer Abziehvorrichtung hierzu.

Mit der beginnenden Mechanisierung des Abziehens der in einer Strang- oder Rohrpresse erzeugten Stränge kam die Forderung auf, die auf den Strang ausgeübte, den Strang gestreckt haltende Zugkraft so zu begrenzen, daß die StrangbildLing in der Matrize nicht beeinflußt wird (DE-PS 484 649). Sofern Stränge erzeugt werden, die entweder nicht aufgewickelt werden können oder nicht atifgewickelt werden sollen, ist es Üblich, hinter der Presse einen die auslaufenden Stränge aufnehmenden und während des Auspressens führenden Tisch vorzusehen, wobei möglichst

durchgehende ebene Stützflächen vorgesehen werden, um

Verwerfungen der Stränge bei der Abkühlung zu vermeiden. Schon wegen der Gefahr des Ausknickens dünner Stränge und wegen der Rückwirkung der Schubkraft auf die Strangbildung in der Matrize, die zur Stauchung des austretenden Stranges führt, ist es üblich Abziehvorrichtungen zu verwenden, die aus entlang des Tisches von einem Fahrantrieb bewegten und mit die Spitzen der

austretenden Stränge fassenden Greifern versehenen Wagen

bestehen. Es ist aber Sorge dafür zu tragen, daß die von einer Abziehvorrichtung auf einen Strang aLisgeübte Zugkraft nun nicht die Strangbildung in der Matrize beeinflußt, indem sie zu einer Einschnürung des austretenden Stranges führt. Um die Forderung nach immer engeren Toleranzen der Querschnittsabmessungen der Stränge erfüllen zu können, wurden die Fahrantriebe mit der Messung und Regelung der auf die Stränge aufzubringenden

Zugkraft in zahlreichen Vorschlägen dahingehend verbessert, daß durch genauere und direkte Messung der Zugkraft an den Greifern und besonders ausgestaltete Fahrantriebe eine in engen Grenzen konstante, möglichst geringe Zugkraft ausreicht, um die Stränge gestreckt zu halten Lind das Auftreten von Druckkräften im Strangauszuschließen. Auch die Erfindung hat eine Verbesserung der

Querschnittstoleranzen der aus einer Strangpresse abgezogenen, ausgepreßten Stränge durch Minϊmierung der im Bereich der

Matrize wirkenden, die Strangbildung beeinflussenden Zugkraft im Strang zum Ziel. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß der Strang mit zunehmendem Abstand von der Matrize infolge der Abkühlung durchaus mit zunehmender Zugkraft belastet werden kann, ohne daß sich Querschnittsveränderungen einstellen. Beim Abziehen des Stranges mit einer die Strangbildung nicht beeinflussenden, den Strang gestreckt haltenden, geregelten Zugkraft wird erfindungsgemäß so verfahren, daß einer dem

Querschnitt und dem Fließverhalten in der Matrize angepaßten Zugkraft (Abziehkraft) eine proportional zur ausgepreßten

Stranglänge zunehmende, das Längeneinheitsgewicht und den

Reibwert zwischen Strang und Auslauftisch berücksichtigende Zugkraft (Abschleppkraft) überlagert wird. Indem die Zugkraft entsprechend dem mit der ausgepreßten Länge wachsendem

Reibwiderstand erhöht wird, kann die im Matrizenbereich

herrschende Zugkraft auf einem zum Gestreckthalten des Stranges ausreichenden Minimalwert konstant gehalten werden.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Aufgabe und Lösung besteht eine besondere Schwierigkeit in der ausreichend genauen Bestimmung der dem Grundwert zu überlagernden Größe der Jeweiligen

Zugkraft. Während sich die jeweilige Länge des ausgepreßten Stranges in bekannter Weise fortlaufend messen läßt, ist

insbesondere der Reibungsbeiwert größeren, von den

Betriebsbedingungen abhängigen Schwankungen unterworfen, so daß sich als besondere und wesentliche weitere Aufgabe der Erfindung die genaue Bestimmung der jeweiligen spezifischen Reibungskraft ergibt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß so verfahren, daß jeweils nach dem Abtrennen eines Stranges und dessen Ausziehen aus der Matrize die zu seinem Abschleppen erforderliche Kraft gemessen wird, die dividiert durch die jeweils gleichzeitig festgestellte Länge des Stranges als

Vorgabe einer spezifischen Prcfilreibkraft dient, die

multipliziert mit der jeweiligen Stranglänge als Abschleppkraft dem Grundwert der Abziehkraft und dem Fahrwiderstand überlagert wird. Zur Ausübung des Verfahrens ist die Abziehvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Steuerung versehen, bei der als Sollwert für die auf die Strangspitze ausgeübte Zugkraft zusätzlich zu einem vorgegebenen, den Fahrwiderstand des Wagens der

Abziehvorrichtung berücksichtende Wert als erstem Summanden und einem vom Strangquerschnitt abhängigen Grundwert der Abziehkraft als zweiten Summanden beginnend mit dem Erfassen der

Strangspitze durch die Greifer der Abziehvorrichtung ein

zunehmender, als jeweiliges Produkt des Ergebnisses

fortlaufender Austrittswegmessung und vorgegebener spezifischer Profilreibkraft zwischen auslaufendem Strang und Auslauftisch sich ergebender Wert als drittem Summanden ermittelt und

eingegeben wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Steuerung so vorgesehen, daß ausgehend von der nach dem Abtrennen eines Stranges und dessen Ausziehen aus der Matrize ermittelten

Abschleppkraft als Istwert unter Berücksichtigung der Länge des Stranges ein Korrekturwert zur spezifischen Profilreibkraft ermittelt und zum Auspressen des folgenden Stranges gleichen Sollquerschnitts eingegeben wird. Hierdurch werden

betriebsbedingte Veränderungen der spezifischen Profilreibkraft fortlaufend ermittelt und korrigiert.

Veränderungen können sich auch beim Fahrwiderstand des

Ausziehwagens ergeben und bei zunehmenden Fahrwiderstand würde schließlich die auf den Strang wirkende Ausziehkraft unter

Umständen nicht ausreichen, so daß es zur Schlingenbildung und schließlich zur Stauchung des Stranges kommen kann. Um dies auszuschließen ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, die vor dem Greifen des Stranges allein zum

Verfahren des Ausziehwagens benötigte Kraft zu messen und als ersten Summanden einzugeben. Es ist auch möglich, den

Fahrwiderstand gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung aus der Differenz der in dem den Ausziehwagen ziehenden Seil

wirkenden Kraft und der am Greifer wirkenden Kraft festzustellen und als ersten Summanden einzugeben. Um in jedem Falle und mit Sicherheit auszuschließen, daß es zu keiner Stauchung des Stranges kommen kann, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, eine Abweichungen vom gradlinigen, schlingefreien Auslauf des Stranges und damit das Absinken der auf den Strang im Matrizenbereich wirkenden

Ausziehkraft Czweiter Summand der Abziehkraft) auf Null

signalisierende Vorrichtung im Bereich des Gegenholms der Presse vorzusehen, die die Untergrenze der Abziehkraft steuert.

Die weitere Erläuterung der Erfindung in einem

Ausführungsbeispiel erfolgt anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

Figur 1 den Verfahrensablauf in einem die Abhängigkeit der

Ausziehkraft von der ausgezogenen Länge zeigenden

Diagramm,

Figur 2 ein Schemabild der Steuerung,

Figur 3 eine Gesamtansicht einer Presse mit Auslauf im

Grundriss,

Figur 4 in einem Ausschnitt aus Figur 3 in größerem Maßstab den Ausziehwagen in Aufsicht, wozu

Figur 5 eine Seitenansicht und

Figur 6 eine Ansicht in Stranglaufrichtung zeigen.

Eine zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Anlage ist in Figur 3 dargestellt und besteht aus einer Strangoder Rohrpresse 1 und einem Auslauf 2 für die ausgepreßten

Stränge.

Die dargestellte Strangpresse 1 besteht aus einem Zylinderholm 3 mit Preßzylinder, dem Laufholm 4, der von einem Preßkolben bewegt wird und den Preßstempel 5 trägt, einem Aufnehmer 6 für den zu verpressenden Metallblock und einem die Matrize

stützenden Gegenholm 7, der durch Zuganker 8 mit dem

Zylinderholm 3 verbunden ist. Der Auslauf 2 besteht aus einem in der Längsachse der Presse 1 angeordneten Auslauftisch 11, über dem entlang ein Ausziehwagen 12 verfahrbar ist. Die ausgepreßten und ausgezogenen Profile werden mittels Rechen über das KUhlbett 13 quergefördert zu einem Sammeltisch 14, von wo aus sie von einem Rollgang 15 längsgefördert werden gegen einen Anschlag 16, um von einer TeilVorrichtung (Schere oder Säge) 17 auf Handelslänge geteilt und auf eine Sammelvorrichtung 18 quergefördert zu werden.

Wie aus den Figuren 4, 5 und 6 detaillierter zu ersehen ist, wird der Ausziehwagen 12 entlang einer auf Stützen 19 ruhenden Schiene 20 verfahren. Der im Bereich der Schiene 20 nach unten offene Rahmen 21 des Ausziehwagens 12 ist an beiden Stirnseiten mit Lagerböcken für die den Ausziehwagen 12 entlang der Schiene 20 führenden Räder 22 versehen. Mit einem Ausleger 23 ist der Ausziehwagen 12 an einer weiteren Schiene 24 mittels der am Ausleger 23 gelagerten Räder 25 geführt. Im Rahmen 21 des

Ausziehwagens 12 ist auf Stangen 26 in Ausziehrichtung beweglic ein Greifer 27 geführt. Der Greifer 27 besteht aus einer

zweigeteilten Bodenplatte 28, deren Hälften seitlich

ausschwenkbar sind, so daß der Greifer 27 nach unten geöffnet werden kann. Ferner sind um eine Achse 29 schwenkbare Lamellen 30 vorgesehen, zwischen denen und der Bodenplatte 28 die

auszuziehenden Profile vom Greifer 27 gefaßt werden können. Der Greifer 27 ist gegenüber dem Rahmen 21 des Ausziehwagens 12 übe Druckmeßdosen 31 in Ausziehrichtung abgefangen, so daß über die Druckmeßdosen 31 die vom Greifer 27 auf das auszuziehende Profil ausgeübte Zugkraft gemessen wird. Eine Kolben-Zylinder-Einheit

32 ist vorgesehen, um die Lamellen 30 zum Freigeben des Strange ausschwenken zu können. Das Verfahren des Ausziehwagens 12 entlang der Schienen 20 und 24 erfolgt Über einen Seilzug, bestehend aus einem Zugseil 33 und einem Spill bzw. einer Winde 34, der bzw. die von einem drehzahl- und drehmoment-regelbaren Gleichstrommotor 35 angetrieben ist. Die Verbindung des Zugseil

33 mit dem Ausziehwagen 12 erfolgt über eine Zugmeßvorrichtung 36, die die am Greifer 27 herrschende, auf den Strang ausgeübte Zugkraft und den Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 mißt. Die von der Zugmeßvorrichtung 36 gemessene Zugkraft abzüglich der vom Greifer 27 auf den Strang ausgeübten, von den Druckmeßdosen 31 gemessenen Zugkraft ergibt somit den Fahrwiderstand des

Ausziehwagens 12.

Beim Auspressen und Abziehen des Stranges wird wie folgt

verfahren:

Zu Beginn des Arbeitsspiels steht der Ausziehwagen 12

unmittelbar hinter dem Gegenholm 7 der Presse 1 in Bereitschaft. Sobald die Spitze des Stranges in den Bereich des Ausziehwagens 12 mit seinem Greifer 27 gelangt, wird der Ausziehwagen 12 beschleunigt bis zum Gleichlauf mit dem Strang. Der sich dann ergebende Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 wird festgestellt als Teilkraft (erster Summand) einer von dem Fahrantrieb (Motor 35, Spill bzw. Winde 34) vom Zugseil 33 aufzubringenden Zugkraft Csiehe Diagramm Figur 1). Sobald der Fahrwiderstand festgestellt ist, schließt der Greifer 27, indem die Kolben-Zylinder-Einheit 32 gelüftet wird, so daß sich die Lamellen 30 auf die

Bodenplatte 28 absenken und so die Strangspitze einklemmen.

Das Längeneinheitsgewicht des Stranges entspricht unter

Berücksichtigung des seinem Werkstoff eigenen spezifischen

Gewichts einem Querschnitt, von dem wiederum die Kraft abhängt, mit der der Strang ohne Gefahr einer Querschnittseinschnürung, also ohne Einfluß auf die Formgebung in der Matrize ausgezogen werden kann. Diese Teilkraft bildet den zweiten Summanden der aufzubringenden Zugkraft im Zugseil 33.

Die Länge des ausgepreßten Stranges wird fortlaufend durch

Impulszählung an einem mit der Umlenkrolle 37 für das Zugseil 33 verbundenen Impulsgeber 38 gemessen und multipliziert mit der spezifischen Profilreibkraft zwischen Strang und Auslauftisch als dritter, proportional mit der Stranglänge wachsender

Teilwert (dritter Summand) der aufzubringenden Zugkraft im

Zugseil 33 aufgebracht.

Nachdem ein Strang ausgepreßt, von seinem Preßrest getrennt und aus der Matrize ausgestoßen oder ausgezogen ist, wird die am Greifer 27 von den Druckmeßdosen 30 gemessene Abschleppkraft und gleichzeitig die Länge des abgeschleppten Stranges gemessen. Die Abschleppkraft dividiert durch die Stranglänge entspricht dem Istwert der spezifischen Profilreibkraft und wird für das folgende Arbeitsspiel beim Auspressen eines gleichen

Strangquerschnitts zur Ermittlung des dritten Summanden der Zugkraft vorgegeben.

Anstelle der mit dem Zugseil 33 verbundenen Zugmeßvorrichtung 36 kann zur Feststellung der Zugkraft im Zugseil 33 eine

Drehmomentmessung an der Winde bzw. dem Spill 34 oder verbunden mit einer Drehzahlmessung eine Messung der Leistungsaufnahme am Motor 35 vorgesehen und daraus die Zugkraft im Zugseil 33 ermittelt werden.

Da der Fahrwiderstand des Ausziehwagens 12 im normalen Betrieb sich nicht ändert, kann dieser als Konstante von der im Zugseil 33 festgestellten Kraft abgezogen werden, um die Summanden 2 (Abziehkraft) und 3 (Abschleppkraft) zu ermitteln, so daß auf die Druckmeßdose 31 und die in Ausziehrichtung bewegliche

Befestigung des Greifers 27 im Ausziehwagen 12 verzichtet und somit der bauliche Aufwand der Ausziehvorrichtung verringert werden kann.

Wie das in Figur 2 dargestellte Schemabild der Steuerung zeigt, wird als 1. Summand der Fahrwiderstand vorgegeben bzw.

eingegeben als die im Zugseil 33 bei Gleichlauf des

Ausziehwagens 12 mit dem auslaufenden Strang vor dem Schließen der Greifer 27 gemessenen Zugkraft. Dieser wird zusammengeführt mit dem 2. Summanden, mit dem die profilspezifische,

querschnittsabhängige, empirisch ermittelte Abziehkraft

vorgegeben ist. Der 3. Summand ist das Produkt aus der durch Wegmessung mittels dem Impulsgeber 38 ermittelten jeweiligen Länge des Stranges und der spezifischen Profilreibkraft, wobei diese für den ersten Preßvorgang empirisch ermittelt und

vorgegeben wird und für den jeweils folgenden Preßvorgang durch Messung der zum Abschleppen des ausgepreßten Stranges nach dessen Trennung vom Preßrest und Austritt aus der Matrize benötigten Zugkraft dividiert durch die ebenfalls gemessene Länge dieses Stranges ermittelt und eingegeben wird. Der sich ergebene 3. Summand wird mit der Summe von 1. und 2. Summanden zusammengeführt und ergibt den jeweiligen Sollwert der Zugkraft und aus dem Vergleich mit dem jeweiligen Istwert der Zugkraft wird über einen Motorregler der Motor zum Antrieb der

Ausziehvorrichtugn in seinem Drehmoment geregelt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abziehen eines in der Strang- oder

Rohrpresse erzeugten Stranges mit einer die Strangbildung in der Matrize nicht beeinflussenden, den Strang gestreckt

haltenden, geregelten Zugkraft,

dadurch gekennzeichnet,

daß einer dem Querschnitt und dem Fließverhalten in der Matrize angepaßten Zugkraft (Abziehkraft) eine proportional zur

ausgepreßten Stranglänge zunehmende, das Längeneinheitsgewicht und den Reibungsbeiwert zwischen Strang und Auslauftisch (11) berücksichtigende Zugkraft (Abschleppkraft) überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß nach dem Abtrennen eines Stranges und dessen Ausziehen aus der Matrize die Abschleppkraft und die Länge des ablaufenden Stranges gemessen und die Abschleppkraft dividiert durch die Stranglänge beim Auspressen eines folgenden Stranges gleichen Sollquerschnitts als Vorgabe für die mit der durch Wegmessung ermittelten Stranglänge zu multiplizierende spezifische

Profilreibkraft eingegeben wird.

3. Steuerung zur Konstanthaltung der im Matrizenbereich auf den aus einer Strang- oder Rohrpresse auslaufenden Strang wirkenden Kraft,

dadurch gekennzeichnet,

daß als Sollwert der auf die Strangspitze ausgeübten Zugkraft zusätzlich zu einem vorgegebenen, den Fahrwiderstand des Wagens (12), der Abziehvorrichtung berücksichtigenden Wert als erstem Summanden und einem vom Strangquerschnitt abhängigen Grundwert der Abziehkraft als zweitem Summanden beginnend mit dem

Erfassen der Strangspitze durch die Greifer (27) der

Abziehvorrichtung ein zunehmender, als jeweiliges Produkt des Ergebnisses fortlaufender Austrittswegmessung (38) und

vorgegebener spezifischer Profilreibungskraft zwischen auslaufendem Strang und Auslauftisch (11) sich ergebender Wert als drittem Summanden ermittelt und eingegeben wird.

4. Steuerung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß ausgehend von der nach dem Abtrennen des Stranges und dessen Ausziehen aus der Matrize ermittelten Abschieppkraft als Istwert unter Berücksichtigung der Stranglänge ein

Korrekturwert zur spezifischen Profilreibungskraft ermittelt und eingegeben wird.

5. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die vor dem Greifen des Stranges allein zum Verfahren des Ausziehwagens (12) benötigte Kraft gemessen und als erster Summand eingegeben wird.

6. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die in dem den Ausziehwagen (12) ziehenden Seil (33) wirkende Kraft und die am Greifer (27) wirkende Kraft gemessen und die Differenz dieser Kräfte als erster Summand

(Fahrwiderstand) eingegeben wird.

7. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Abweichungen vom gradlinigen, schlingenfreien Auslauf des Stranges und damit das Absinken des zweiten Summanden der Abziehkraft auf Null signalisierende Vorrichtung im Bereich des Gegenholms (7) der Presse (19 vorgesehen ist, die die

Untergrenze der Abziehkraft steuert.

8. Steuerung nach einem der vorhergehenden Anspüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Sollwert im Vergleich zum Istwert der an der

Abziehvorrichtung gemessenen Zugkraft als Regelgröße dient und abhängig hiervon das Drehmoment eines eine Seilwinde (34) zu der aus Wagen (12) und Greifer (27) bestehenden

Abziehvorrichtung antreibenden Gleichstrommotors (35) geregelt ist.