用于轧制设备的张紧装置的制作方法

本发明涉及一种用于轧制设备的张紧装置，所述张紧装置用于检测并调节条或金属板在两个相邻的轧机之间的中间机架区段中的张力。

背景技术：

张紧装置是已知的，用于置于两个相邻的轧机之间的中间位置的金属板的热轧设备，以检测并调节加工中的条或金属板在中间机架区段中所受到的张力。

为了赋予产品所需的特性并且达到高的质量标准，监测条或金属板的张力。

例如，已知例如条或板的外形和平面度的特性取决于在整个轧制过程中，特别是条或板未被直接支撑的中间机架区段中维持的适当且恒定的张力值。

已知张紧装置包括张紧辊，该张紧辊安装在支撑上并且布置成在两个相邻的轧机之间的中间机架区段中与条或板接触。

可以驱动张紧辊以便相对于检测的张力值与条或板相互作用，从而作用在具有支撑的位于轴线上的液压马达。

通过安装成靠近张紧辊的测力传感器检测条或金属板的张力值。

可替代地，通过读取液压命令设备的位置和/或压力可以获得条或金属板的张力值。

已知类型的用于轧制设备的张紧装置的典型缺点是它们要求大的安装空间，这显著影响一个轧机与下一个轧机之间的距离。

前一种张紧装置引起的一个缺点在于轧机之间大的距离导致条或金属板在工作期间温度下降，这对热轧步骤造成相当大的缺陷，并且会在后续的轧制道次之前要求操作以恢复温度。

另一个随之引起的缺点在于，与在更高温度执行的相同步骤所要求的能量相比，需要更多能量来对条或金属板执行相同的加工。

另一个缺点在于，支撑接触元件并使其运动的设备的活动件之间产生滑动摩擦：这种摩擦引起过早磨损以及张紧装置的动作中的低效和不精确。

JP62156013描述了一种具有接触辊的张紧装置，该接触辊布置在具有大体垂直的轴线的液压缸的轴的端部，张力检测元件(在这种具体情况下是测力传感器)布置在改液压缸下方。

在此方案中，接触辊/液压缸的组合直接作用在测力传感器上，可能对其造成破坏并且引起测量的不精确。

US 5,718,138描述了一种具有接触辊的张紧装置，该接触辊与连接至液压缸的轴的支撑臂关联上，以便限定接触辊相对于条或金属板的放置平面的所需高度。US 5,718,138提供了检测条的张力的两种方法，第一种方法使用与张紧装置大体关联上的测力传感器，并且第二种方法使用液压缸的压力值。

因此，需要使用于轧制设备的张紧装置完美，改张紧装置能够克服现有技术的至少一个缺点。

具体地讲，本发明的一个目的是获得一种张紧装置，该张紧装置安装在中间机架区段中，允许比已知的张紧装置减小两个相邻的轧机之间的距离，以便使加工中的条或金属板的温度降低减小到最小。

因此，本发明的一个目的是获得一种紧凑且不笨重的张紧装置。

本发明的另一个目的是获得一种精确切可靠的张紧装置，并且在该张紧装置中减小活动件滑动引起的摩擦。

本发明的另一个目的是改善张紧装置的测量元件的可及性，以便进行维护步骤。

本发明的另一个目的涉及当张紧装置的张紧辊磨损或破损时无需在测量元件附近操作的情况下将其更换的可能性。

本发明的另一个目的是将测量元件定位在远离条或金属板活动的区域，原因是，由于测量元件是敏感元件，所以测量元件应当优选地放置在屏蔽振动和灰尘的地方。

此外，本发明的一个目的是提供一种简单且经济的张紧装置。

本申请人已经设计、测试并实施了本发明来克服现有技术水平的缺点，并获得了这些和其他目的和优点。

技术实现要素：

在独立权利要求中阐述并表征了本发明，而从属权利要求描述了本发明的其他特征或者主要创新点的变型。

根据上述目的，提供了一种用于包括至少一个轧机的轧制设备的张紧装置。

根据本发明，所述张紧装置包括接触装置，所述接触装置设置有：至少一个张紧辊，所述张紧辊被配置成停靠在条或金属板上并且使其处于张力状态下；至少一个致动元件，用于驱动所述接触装置，并且使其与所述条或金属板接触；以及至少一个检测装置，用于测量所述接触装置所受到的力以及因此所述条或金属板的张力。

根据本发明，所述接触装置、所述致动元件和所述接触装置布置成依次堆叠，以便限定所述张紧装置的列类型的主要延伸，以此方式获得具有非常有限的侧向延伸的紧凑的张紧装置，例如，以允许使轧制设备的两个相邻的轧机定位成彼此靠近。

根据另一个特征，所述接触装置布置在可围绕轴线旋转的支撑元件 上，该轴线处于与条或金属板的放置和/或进给平面基本上平行的平面上。

根据本发明的一种构想，所述致动元件可以是根据其最大尺寸垂直布置的线性执行器，因此在使用期间布置成与所述条或金属板的放置及进给平面基本上垂直。

根据一种变型，所述致动元件在使用期间限定相对于所述条或金属板的垂线除零之外的角度。

根据本发明的一种构想，所述张紧装置包括至少一个控制装置，所述至少一个控制装置被配置成从所述检测装置接收有关在两个相邻的轧机之间在一个方向和/或另一个方向上前进的所述金属带或金属板的作用在所述张紧辊上的张力值的信号。

所述控制装置因此适用于将所述张力值的信号与预定值进行比较，并且如果不同，就驱动所述接触装置，例如，使其在顺时针或逆时针方向上旋转，以便保持所述条或金属板的张力值基本上等于最佳值。

还提供了一种轧制设备，所述轧制设备包括至少两个轧机，根据本发明的至少一个张紧装置插设在所述至少两个轧机之间。

附图说明

参照附图作为非限制性实例给出的一些实施例的以下描述会明白本发明的这些和其他特征。

图1是根据本文所述的实施例的用于轧制设备的张紧装置处于第一运行条件下的侧视图；

图2是根据本文所述的实施例的用于轧制设备的张紧装置处于第二运行条件下的侧视图；

图3示出了图1中用于轧制设备的张紧装置的III-III的剖视图。

为了便于理解，在可能的情况下使用相同的附图标记以标识附图中完全相同的元件。应当理解的是，一个实施例的元件和特征在无需进一步澄清的情况下可以便捷地并入其他实施例中。

具体实施方式

我们现在将详细描述本发明的多个实施例，附图中示出了这些实施例的一个或多个实例。每个实例通过说明本发明的方式提供，并且不得理解成其限制。例如，就此程度而言示出或描述为一个实施例的一部分的特征可以应用于其他实施例或与其相关以产生另一个实施例。应当理解的是，本发明应当包括所有这些修改和变型。

在描述这些实施例之前，我们还必须澄清，本说明书并不使其申请限于使用附图在以下描述中描述的部件的构造和布置的细节。本说明书可以提供其他实施例并且可以按照多种其他方式获得或执行。我们还必须澄清，本文使用的短语和术语仅仅是为了描述的目的，并且不得视为限制。

参照图1，该图用于描述在轧制设备11中使用的张紧装置10的示例的实施例，该张紧装置用于检测金属带15根据相应的箭头的方向在进给方向F1上在两个轧机46之间前进的金属带15的张力值。

根据一些变型，在反向机架的情况下，金属带15可以根据相应的箭头的方向在进给方向F1和与F1相反的进给方向F2上在两个轧机46之间前进。

根据一些变型，轧制设备11可以包括多个轧机46。

根据可行的变型，张紧装置10可以安装在两个相邻的轧机46之间。

根据其他变型，张紧装置10可以安装在每对相邻的轧机46之间。

根据一些变型，如使用图1所述，两个轧机46可以都包括分别布置在由至少一个导板44的上表面标识的平面下方和上方的下工作辊50和上工作辊52，在工作期间，金属带15在导板上行进并且工作辊50、52直接挤压导板。

下工作辊50和上工作辊52可以是例如圆柱形形状，在与进给方向F1和/或F2垂直的方向上具有椭圆形延伸。

根据一些其他的变型，两个轧机46还可以都包括下支撑辊54和上支撑辊56，这两个棍分别布置在下工作辊50下方和上工作辊52上方以在金属带15轧制期间限制金属带的弯曲。

下支撑辊54和上支撑辊56可以是圆柱形形状，在与进给方向F1和/或F2垂直的方向上具有椭圆形延伸。

下支撑辊54的布置可以设置成与下工作辊50正切，并且上支撑辊56的布置可以设置成与上工作辊52正切。

此外，下支撑辊54和上支撑辊56可以具有比下工作辊50和上工作辊52更大的大小和质量。

下支撑辊54和上支撑辊56可以在与进给方向F1和/或F2垂直的垂直轴线X的方向上活动到更靠近相应的下工作辊50和上工作辊52，并且更靠近金属带15的放置/进给平面，以克服轧制循环引起的磨损现象。

根据一些变型，如使用图1所述，张紧装置10可以定位在例如两个轧机46之间的中间位置。

张紧装置10可以包括接触装置13、致动元件26和检测装置17。

根据一些变型，接触装置13在非活动位置可以布置在至少一个导板44下方，所述导板在金属带15被加工时支撑金属带。

我们在这里必须澄清，通过“非活动位置”，我们的意思是张紧装置10在致动元件26未被驱动(即，致动元件没有展开)时所处的位置，这大体对应于接触装置13未从下方抵靠在金属带15上的情形。

导板44还限定金属带15在两个轧机46之间的放置和进给平面。

至少一个导板44可以根据接触装置13具有合适大小的中断，该中断在使用时，即，当其旋转时，至少等于接触装置的体积，以便允许其使金属带15受到张力作用，从而穿过所述中断。

接触装置13可以围绕旋转轴Z旋转，该旋转轴处于与金属带15的放置及进给平面大体平行的平面上并且具有与金属带15的进给方向F1和/或F2基本上垂直的方向。

根据一些变型，接触装置13可以包括张紧辊12和支撑元件14。

张紧辊12可以是圆柱形形状，在与旋转轴Z基本上平行的方向上具有椭圆形延伸。

此外，张紧辊12可以具有与旋转轴Z基本上平行的旋转轴。

根据一些变型，支撑元件14设置成支撑张紧辊12并且可以直接安装在轧机46的支撑支柱58上。

根据一些其他的变型，支撑元件14可以安装在专用的支撑结构上，改支撑结构不同于轧机46的支撑支柱58。

根据可行的实施例，第一枢转装置可以使支撑元件14围绕旋转轴Z旋转以使张紧辊12与金属带15接触。

根据一些其他的变型，支撑元件14也可以连接至连接板19。

此外，连接板19可以依次连接至轧机46的支撑支柱58，并且由附连元件42夹持。

根据一些可行的实施例，连接板19可以安装在不同于轧机46的支撑支柱58的专用支撑结构上。

接触装置13可以在其停靠在下机械挡块18的最大孔的最小下点处于第一“非活动”位置(参见图1)，并且在其停靠在上机械挡块20的最大孔的最大上点处于至少第二位置，如以下更加详细地所解释的。

根据一些变型，接触装置13还可以包括安装在旋转轴Z中心的第一位置变换器22，该变换器即时检测接触装置13的位置并且因此还可以检测张紧辊12的位置。

第一位置变换器22可以是例如角度位置或旋转位置变换器，例如，角度编码器或旋转式编码器，特别是例如，测转速编码器、相对或增量编码器或绝对编码器。

根据一些变型，致动元件26可以在内侧包括布置在其轴向的第二位置变换器23。

致动元件26内侧的第二位置变换器23的定位允许从“非活动”位置检测致动元件26的偏差，并且因此检测接触装置13的位置，因此以及张紧辊12的位置。

根据一些可行的实施例，张紧装置10可以包括第一位置变换器22和第二位置变换器23以检测接触装置13的位置。

根据一些变型，接触装置13可以连接至致动元件26。

如本文所述的实施例中使用的致动元件26，在单个致动元件的情况下以及在几个专用致动元件的情况下，可以包括对应的驱动构件。

驱动构件可以选自由以下各项组成的组：电动马达、气动马达、液压活塞、压电执行器。通常，如结合本文所述的实施例所用的执行器可 以是具有内在线性运动或者被构造成将圆形运动转换成线性运动的执行器。这种转换通常通过选自由以下各项组成的组的机构类型来完成：丝杠执行器，如螺套丝杠、滚珠丝杠执行器和滚柱丝杠执行器，或轮和轴，例如滚筒、齿轮、滑轮或轴，执行器，如起重索、绞盘、齿条和小齿轮组、链传动、皮带传动、具有刚性链和刚性带的执行器。

有利地，致动元件26可以是线性执行器。

致动元件26可以包括套筒28以及被构造成在套筒28内侧滑动的轴29。

此外，致动元件26可以在与由垂直轴X标识的方向基本上平行的方向上位于接触装置13下方。

根据一些可行的变型，致动元件26可以安装成相对于由垂直轴X标识的方向倾斜一定角度。

仅仅作为非限制性实例，致动元件26可以相对于垂直轴X标识的方向在-35°与+35°之间倾斜。

根据一些变型，致动元件26可以设置有第一端30和第二端32，其中第一端30可以与轴29的远端部分对应，而第二端32可以与套筒28的远端部分对应。

根据一些变型，致动元件26可以通过作用在致动元件26的中心线上的振荡销(oscillating pin)连接。

通过使轴29的第一端30枢转到支撑元件14可以完成接触装置13与致动元件26之间的连接。

根据一些变型，致动元件26可以安装成通过第二端32连接至检测装置17。

此外，检测装置17可以在与垂直轴X所标识的方向基本上平行的方向上位于致动元件6的下方。

根据一些可行的变型，检测装置17可以位于致动元件26下方，使得两个部件未完美对齐，即，使得两者之间形成一定的倾斜角度，当检测装置17检测金属带15的张力值时检测装置考虑到该倾斜。

根据一些可行的实施例，检测装置17可以包括连接元件34、传感器装置38和支撑架40。

根据其他可行的实施例，检测装置17还可以包括支撑板37。

通过使第二端32枢转到连接元件34可以完成致动元件26与检测装置17之间的连接。

根据一些变型，连接元件34设置成可旋转并且直接安装在轧机46的支撑支柱58上。

根据一些可行的实施例，连接元件34可以安装在不同于轧机46的支撑支柱58的专用支撑结构上。

根据一些其他的变型，连接元件34可以相对于第二枢转装置所连接上的支撑板37依次旋转。

此外，支撑板37可以连接至轧机46的支撑支柱58，并且由附连元件42夹持。

根据一些可行的实施例，支撑板37可以安装在不同于轧机46的支撑支柱58的专用支撑结构上。

连接元件34可以围绕与旋转轴Z平行并且因此与进给方向F1和/或F2垂直的旋转轴旋转。

根据一些变型，在连接元件34下方，在与垂直轴X所标识的方向平行的方向上，传感器装置38可以定位成测量由于至少工作辊50、52和张紧辊12的牵引动作而作用在金属带15上的张力。

根据一些可行的变型，传感器装置38可以位于连接元件34下方，使得两个元件未完美对齐，即，使得两者之间形成一定的倾斜角度，当传感器装置38检测金属带15的张力值时传感器装置考虑到该倾斜。

传感器装置38可以由支撑架40支撑并且通过附连元件42与其稳定连接上。

支撑架40可以在与垂直轴X所标识的方向平行的方向上位于传感器装置38下方。

根据一些变型，支架40可以通过附连元件42连接至支撑板37。

可替代地，支撑架40可以直接连接至轧机46的支撑支柱58，并且通过附连元件42夹持。

根据一些可行的实施例，支撑架40可以安装在不同于轧机46的支撑支柱58的专用支撑结构上。

在作为非限制性实例提供的一些实施例中，传感器装置38可以包括一个或多个传感器以检测由于金属带15上的工作辊50、52和张紧辊12牵引引起的张力所造成的致动元件26施加在其上的力。

这里应当指出的是，如本文所述的实施例中使用的传感器装置38中包括的一个或多个传感器可以是选自由以下各项组成的组的至少一个传感器元件：

-力传感器或变换器，如测力传感器，例如具有伸长计的测力传感器、液压或静水测力传感器、压电测力传感器、振动电线测力传感器或电容测力传感器；

-压力传感器或变换器，例如，通常用于收集力以测量由施加在区域上的力引起的变形或偏差的电子式传感器，如具有压阻式引伸计的传感器、电容式传感器、电磁传感器、压电传感器和光学传感器或电位传感器。

应当理解的是，根据传感器装置38的具体布置，传感器装置还可以包括至少一个压力传感器和至少一个力传感器，例如，测力传感器。

根据本文所述的实施例的不同实施方式，施加在传感器装置38上的力可以通过使用引伸计、压电元件、压电电阻元件、霍尔效应元件等的一个或多个测力传感器、一个或多个压力传感器或一个或多个其他的传 感器检测。由此，必须认为压力是每单位面积上施加的力，使得根据一个或多个传感器是否设置成压力传感器或力传感器或测力传感器，有可能需要考虑转换。

根据一些可行的实施例，还可以设置控制装置24，该控制装置被配置成从检测装置17接收与金属带15的张力值有关的信号，改金属带作用在张紧辊12上，并且布置成在两个相邻的轧机46之间前进。

此外，控制装置24适用于将所述信号的值与预定的最佳值进行比较，并且逆动地命令接触装置13在一个方向或另一个方向上旋转，以便减小或增大在张紧辊12上输送的金属带15所施加的压力，以便保持保持金属带15的张力值基本上等于最佳值。

根据一些其他变型，如参照图2所述，张紧装置10设置在接触装置13从“非活动”位置旋转一定角度使得其停靠在上机械挡块20上的第二运行状态下。因此，0与涉及最大孔的位置有关的值之间所包括的角度分别标识“非活动”位置与后者之间的所有中间位置。

根据一些变型，再次参照图2所述，致动元件26的轴29当其相对于接触装置13可以确保的其他位置处于最大可行行程时发现其自身处于这种条件下。

根据驱动致动元件26所用的力，因此产生具有相同的方向和相同的强度但是由于金属带15在张力作用下产生反作用力而感觉相反的力。

传感器装置38测量该力，并且如果该力与预定力不同，控制装置24就发送信号以使接触装置13旋转预定角度或者使致动元件26移动一定行程。

有利地，张紧辊12与金属带15之间的接触点可以设置在两个相邻的轧机46之间的几乎中心，使得致动元件26受到尽可能与进给方向F1和/或F2垂直并且因此尽可能与垂直轴X平行的反作用力。这使得传感器装置38执行的测量在恒定的发生条件下可重复。

根据一些变型，如参照图3所述，张紧装置10可以包括至少一个接触装置13、至少一个致动元件26(例如两个)和至少一个检测装置17(例如两个)，所述至少一个接触装置继而可以包括至少一个张紧辊12和至少一个支撑元件14(例如两个)。

根据一些其他变型，如果张紧装置10包括例如一个张紧辊12、两个支撑元件14、两个致动元件26和两个检测装置17，那么支撑元件14、致动元件26和检测装置17可以根据张紧辊12的椭圆形延伸的远端部分进行有利地布置。

使用两个检测装置17可以使检测稍微不同于控制装置24可以处理并且调解的金属带15的张力值，从而导致进一步细化张紧装置10的追溯调整。

显然在不脱离本发明的技术领域和范围的情况下可以对上述张紧装置10进行修改和/或增设。

还应当清楚，尽管参照一些具体实例描述了本发明，但是本领域技术人员应当必定能够获得张紧装置10的许多其他等效形式，从而使权利要求中阐述的所有特征并且因此10全部都在籍此限定的保护范围内。