EP3856434A1 - Rollenbock mit elastisch gelagerten stützrollen - Google Patents

Rollenbock mit elastisch gelagerten stützrollen

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Publication number
EP3856434A1
EP3856434A1 EP19773032.8A EP19773032A EP3856434A1 EP 3856434 A1 EP3856434 A1 EP 3856434A1 EP 19773032 A EP19773032 A EP 19773032A EP 3856434 A1 EP3856434 A1 EP 3856434A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
strand
support rollers
billet
support
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19773032.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukasz BILSKI
Enrico Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of EP3856434A1 publication Critical patent/EP3856434A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to roller block for a
  • Billet caster with a support frame for storing at least one lower support roller and at least two side support rollers, one strand guide and one
  • Billet caster and a method for determining the position and / or the shape of a billet while passing through a billet caster. It also relates to a signal processing device, a
  • Irregularities in the cooling of the steel strand can result in the billet not having the desired shape.
  • a rhombic cross section can be created instead of a desired rectangular cross section.
  • Irregular cooling will take place, for example, if the steel strand is not positioned centrally and symmetrically with respect to the center line of the strand guide channel. Then the intervals of coolant will be applied
  • Steel strand may be different. Associated differences in the cooling intensity can lead to a shape defect
  • Shape defects can also already arise in the mold due to wear on the copper tube of the mold, or non-central positioning of the pouring jet or pouring tube with respect to the center of the mold, or more irregularly
  • Cooling for example, due to clogged cooling water channels. If necessary, the mold must be replaced. The earlier - in terms of time and place - regarding the need to replace the mold, replacement needs are discovered, the more economically the billet can be cast.
  • a device and a method are to be provided with which the risk of shape defects of the metal strand, such as bulging or jerking or warping - for example to a rhombic shape of the cross section - can be reduced or shape defects can be recognized at an early stage during billet casting.
  • a roller block for a billet caster with a support frame for mounting at least one lower support roller and at least two side support rollers, characterized in that the side support rollers are elastically mounted on the support frame by means of at least one passive elastic element, with an elasticity at least in Direction perpendicular to the axis of rotation of the side support rollers.
  • the billet caster is preferably suitable for
  • the metal strand is arched from the mold via the secondary cooling chamber and the WSU to the outlet area
  • Support and strand guide rollers mounted on supporting frames support and guide the metal strand, they practically form a strand guide channel.
  • the lower support roller is used to guide and support the outer arch of the metal strand.
  • the metal strand has a beginning on the mold side and an end on the roller table side. Seen in the longitudinal extension of the metal strand
  • the side support rollers serve to guide and support the metal strand on both sides. At least one lateral support roller is provided for each of the two sides of the metal strand.
  • the support rollers are rotatable about roller axes of rotation so that they move in the direction of the Can rotate metal strand. The roller rotating axes
  • the support rollers support and / or guide the metal strand - preferably steel strand - in the operation of one
  • Billet caster Due to the presence of side support rollers, it is more likely - compared to one
  • the side support rollers are elastically mounted on the support frame. The storage of the
  • Support rollers on the support frame are elastic; the support rollers are thus mounted in such a way that their position relative to the frame can be changed, and after a change in a basic position caused by a force when the force ceases due to the elasticity in the basic position
  • Elasticity of the bearing exists at least in the direction perpendicular to the axis of rotation of the respective side support roller.
  • the elastic mounting of the support rollers on the support frame can be direct or indirect.
  • Support frame is realized, for example, that the
  • these support rollers can give way if necessary due to a shape error or non-central positioning of the metal strand
  • a deflection of at least up to +/- 50 mm from a basic position is preferably possible.
  • the elasticity of the support of the lateral support rollers also enables billets with different dimensions to be processed without time-consuming conversion work.
  • the lateral support rollers are deflected into different positions by the metal strand and do not have to be brought into the appropriate position by conversion measures before the processing of the corresponding billet size.
  • At least one is passive
  • elastic element preferably a spring, elastically mounted - this applies to the at least two lateral
  • An elastic element is to be understood as an element that yields reversibly under the influence of an external force. Such behavior can be achieved by both active and passive means - or their combinations. The elastic behavior can also be provided with damping.
  • a passive elastic element is an element that obtains its elasticity - or possibly damping - through its design and material properties, such as a spring or an elastomer element.
  • An active elastic element is an element in which the Elasticity - or possibly the damping - can be set by a control or regulation, as is the case with pneumatics or hydraulics, for example.
  • a passive elastic element is used, not an active elastic element.
  • an active elastic element such as
  • a passive elastic element is comparatively low-maintenance or maintenance-free.
  • the roller block also comprises at least one upper support roller, which is elastically mounted on the support frame, with an elasticity at least in the direction perpendicular to the axis of rotation of the upper support roller.
  • the risk of jerking is reduced by the upper support roller, which guides and / or supports the inner arch of the metal strand.
  • the pressure of the upper support roller prevents the strand from lifting off and prevents it from jerking
  • the "inner bow load” - the back pressure of the roll in the inner bow - must be selected appropriately.
  • the elasticity reduces the risk of damage to the support roll and / or metal strand.
  • the elasticity also enables without having to carry out any expensive modifications
  • the support rollers are all arranged in a single plane. This allows a compact construction of the roller block.
  • the plane is preferably perpendicular to
  • Support rollers are all arranged in a first level, and the lower support roller and the optionally present upper support roller are arranged in a second level, and the first and second levels are different. The two levels are therefore offset from one another.
  • Roller axes of rotation of the lateral support rollers are therefore in one plane, and the roller axes of rotation of the lower and possibly the upper support roller are in a different plane.
  • this has the advantage that it is easier to process a wide range of different dimensions of metal strands, because when arranged in a plane, elastic deflection, for example of a pair of lateral support rollers, from the upper support roller or the lower one Support role may be limited. When arranged in two different levels, such disability is avoided.
  • rollers are easier to use the same rollers as side support rollers and as upper or lower support rollers, since their dimensioning does not mean that the limitation problems mentioned above have to be avoided.
  • the planes are preferably perpendicular to the center line of the strand guide channel. Preferably the first and the second level parallel. This allows a compact construction of the roller block.
  • the elastically mounted support rollers - that is to say the at least two lateral support rollers and, if appropriate, the at least one upper support roller - are elastically spring-loaded.
  • the elasticity of their storage is given by elastic springs. This enables simple manufacture and operation. For example, a complex hydraulic system can be dispensed with in comparison to a hydraulic elastic bearing.
  • the material of the springs can be, for example, 2.4669 /
  • NiCrl5Fe7TiAl can also be used in a billet caster under the demanding conditions - for example temperatures up to 550 ° C.
  • a support roller is provided in the roller block on each side, and optionally on the upper roller arch.
  • Roller stands with several support rollers on each side,
  • roller stand is easier to manufacture and maintain, but it provides sufficient support.
  • the lateral support rollers are with position measuring devices - for example
  • Position sensors such as differential transformer LVDT or resolver RVDT - provided.
  • the position measuring devices - there is at least one, preferably at least one per support roller - are suitable for determining whether or how much support rollers are deflected from a basic position or with respect to a reference.
  • the elastic mounting ensures that the respective support rollers always keep contact with the metal strand.
  • the lateral support rollers will be deflected to different degrees if the steel strand is not positioned centrally with respect to the center line of the strand guide channel. Likewise, they are in the rhombic shape of the cross section of the
  • Form defects are closed. This enables the operator to determine whether there are shape defects or asymmetrical positioning.
  • Controller converted for easy display in an HMI human machine interface.
  • roller stands according to the invention are installed, the more
  • a roll block according to the invention is preferably included
  • Position measuring devices arranged in the secondary cooling chamber of the billet caster. However, it can also be arranged in the WSU or the run-out area at the roller table.
  • Another object of the present application is a strand guide of a billet caster, which comprises at least one roller block according to the invention.
  • the strand guide comprises the secondary cooling chamber.
  • Another object of the present application is a billet caster, the at least one
  • Roller block according to the invention or a strand guide according to the invention comprises.
  • the WSU also provides a support frame for storing at least one lower support roller and at least two on the side Support rollers. If there are side support rollers mounted elastically on the support frame, with an elasticity at least in the direction perpendicular to the axis of rotation of the side support rollers, it also represents a roller block according to the invention.
  • the run-out area at the roller table has a support frame for at least one lower support roller. If the support frame is designed such that it also carries elastically mounted lateral support rollers, with an elasticity at least in the direction perpendicular to the axis of rotation of the lateral support rollers, it also represents a roller block according to the invention.
  • Another object of the present application is a method for determining the position and / or the shape of a billet strand during the passage of a
  • Billet caster which is characterized in that during the passage of at least one roller block
  • Another object of the present application is a signal processing device with a machine-readable program code, which has control commands for performing the method according to the invention.
  • Signal processing device is suitable for processing signals about detected changes in the position of at least the lateral support rollers with respect to a reference. Based on the information of these signals, the
  • Strand guide channel and / or the shape of the billet strand can be determined.
  • Another object of the present application is a machine-readable program code for a
  • Another subject of the present application is a storage medium with a storage medium stored thereon
  • Figure 1 shows schematically the general scheme of a conventional billet caster with sheet guide with support rollers for the metal strand in roller stands, on both sides and above and below.
  • Figure 2 shows a cross section through the strand guide channel along the broken line A-A of Figure 1 in the direction of the mold.
  • Figure 3 shows a roller block from Figure 1 in an oblique view.
  • FIG. 4 shows a roller block according to the invention in
  • Figure 5 shows another embodiment of a
  • Roller bracket according to the invention in an oblique view.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a roller block according to the invention with position measuring devices.
  • FIGS 7a, 7b, 7c show the use of
  • FIG. 8 shows the arrangement of the invention
  • Roller stands at various points in the section of a billet caster shown.
  • Examples 1 shows schematically in an oblique view how in a billet caster 1 a metal strand 2, for example a steel strand, in a strand guide 3 in an arc from the mold 4 via the secondary cooling chamber 5 and WSU 6 to
  • Roller table 7 is performed.
  • roller blocks 8 supported in support frame 9 support rollers 10 and guide him, they practically form a strand guide channel, the
  • Center line coincides with the center line of the centrally and symmetrically positioned metal strand; it is indicated by the dashed line 11. Chilled beams with cooling nozzles are not shown for better clarity.
  • the inner arc of the metal strand has the radius RI, the outer arc has the larger radius R2.
  • FIG. 2 shows a cross section through the strand guide channel along the broken line A-A from FIG. 1 in the direction of the mold.
  • the metal strand is centric and
  • the center line of the strand guide channel is indicated by a point 12.
  • FIG. 3 shows a roller block 8 with support frame 9 and
  • Support rollers schematically in an oblique view.
  • the center line of the strand guide channel 12 is indicated by dashed lines.
  • FIG. 4 shows a roller block 13 according to the invention
  • FIG. 5 shows a roller block 20 according to the invention
  • Roller bracket 20 also includes an upper support roller 21, which is elastically mounted on the support frame, with an elasticity in the direction perpendicular to the axis of rotation of the upper support roller 21. All support rollers are in one plane
  • the elastic mounting consists of the rocker arm 22 which holds the upper support roller 21 and which can swing about a rocker axis parallel to the axis of rotation of the upper support roller.
  • the spring 23 gives the bearing the elasticity perpendicular to the roll axis of rotation.
  • FIG. 6 shows a roller block 24 largely analogous to FIG. 5 from the front. Parts which are analogous to FIG. 5 are not provided with reference numerals for better clarity.
  • the lateral support rollers are provided with position measuring devices 25a, 25b.
  • FIG. 7a shows a metal strand 26 with a width b without
  • Metal strand with width b is positioned asymmetrically with respect to the center of the strand guide without any form errors.
  • X is larger than b / 2 of Figure 7a.
  • Figure 7c shows how a
  • Metal strand is positioned centrally and symmetrically with respect to the center of the strand guide, but has a shape defect.
  • the cross section of the metal strand is rhombic, i.e. warped in a diamond shape.
  • Y is larger than b in FIG. 7a.
  • b, X, Y can be measured. This enables the operator to determine whether there are shape defects or asymmetrical positioning.
  • the signals of the position measuring devices in PLC programmable logic controllers are preferred for a simple
  • Billet caster 28 are available. In the
  • Secondary cooling chamber 29 are two as shown
  • Roller block 32 is present in the WSU 31.
  • Roller block 34 is present in the outlet area 33 of the roller table.
  • the area with dashed lines represents a support frame for mounting a lower support roller and two side support rollers.
  • the side support rollers are on
  • Support frame mounted elastically, with an elasticity
  • Position measuring devices (not shown in detail) on the roller blocks 30a, 30b, 32, 34 are connected to a PLC 35, which in HMI 36 displays information about the positioning and shape or shape errors of the billet strand.
  • FIGs 2, 4, 5, 6 is shown schematically an indirect elastic mounting of the support rollers on the support frame in rockers, the rockers on the support frame are pivotally mounted about a pivot axis and pivoting of the rockers can be done elastically by a spring between the rocker and the support frame .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Rollers For Roller Conveyors For Transfer (AREA)

Abstract

Rollenbock (13) für eine Knüppelstranggießanlage (1), mit einem Tragrahmen (14) zur Lagerung zumindest einer unteren Stützrolle (15) und zumindest zweier seitlicher Stützrollen (16a,16b), wobei die seitlichen Stützrollen (16a,16b) mittels zumindest eines passiven elastischen Elementes am Tragrahmen (14) elastisch gelagert sind, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen (16a,16b). Verfahren zur Ermittlung der Position und/oder der Form eines Knüppelstrangs, wobei während des Durchlaufens zumindest eines Rollenbocks (30a,30b) Änderungen der Position zumindest der seitlichen Stützrollen gegenüber einer Referenz erfasst werden, und auf dieser Information basierend die Position des Knüppelstranges bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals und/oder die Form des Knüppelstranges ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Rollenbock mit elastisch gelagerten Stützrollen
Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft Rollenbock für eine
Knüppelstranggießanlage, mit einem Tragrahmen zur Lagerung zumindest einer unteren Stützrolle und zumindest zweier seitlicher Stützrollen, eine Strangführung und eine
Knüppelstranggießanlage, sowie ein Verfahren zur Ermittlung der Position und/oder der Form eines Knüppelstrangs während des Durchlaufens einer Knüppelstranggießanlage. Sie betrifft weiterhin eine Signalverarbeitungseinrichtung, einen
maschinenlesbaren Programmcode, und ein Speichermedium dafür.
Stand der Technik
In Knüppelstranggießanlagen wird ein Metallstrang,
beispielsweise ein Stahlstrang, in einer Strangführung in einem Bogen von der Kokille über die Sekundärkühlkammer und die WSU - withdrawal straightening unit, Auszieh- und
Wechseleinrichtung - zum Auslaufbereich beziehungsweise Rollgang geführt. In Rollenböcken in Tragrahmen gelagerte Stütz- und Strangführungsrollen stützen und führen ihn dabei, sie bilden praktisch einen Strangführungskanal. Im Rahmen dieser Anmeldung werden die Stütz- und Strangführungsrollen nachfolgend zur besseren Übersichtlichkeit lediglich mit dem Begriff Stützrolle bezeichnet.
Bei mangelnder seitlicher Strangführung des Stahlstranges und mangelnder oberer Strangführung kann es zu Formdefekten des Stahlstranges wie Bulging - Ausbauchung - kommen. Wird eine obere Stützrolle nicht genügend stark an den Stahlstrang gedrückt, kann es zum Jerking - Strangrucken - kommen. Ohne seitliche Strangführung lässt sich schwierig gewährleisten, dass der Stahlstrang zentrisch und symmetrisch bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals positioniert ist.
Unregelmäßigkeiten bei der Abkühlung des Stahlstranges können dazu führen, dass der Knüppel nicht die gewünschte Form aufweist. Beispielsweise kann statt einem gewünschten rechtwinkligen Querschnitt ein rhombischer Querschnitt entstehen .
Unregelmäßige Kühlung wird beispielsweise stattfinden, wenn der Stahlstrang nicht zentrisch und symmetrisch bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals positioniert ist. Dann werden die Abstände von Kühlflüssigkeit aufbringenden
Kühldüsen vom Stahlstrang für verschiedene Seiten des
Stahlstranges verschieden sein. Damit verbundene Unterschiede in der Kühlintensität können zu einem Formdefekt durch
Verziehen des Stahlstranges führen.
Formdefekte können auch bereits in der Kokille entstehen aufgrund Verschleiß des Kupferrohres der Kokille, oder nicht zentrischer Positionierung von Gießstrahl oder Gießrohr bezüglich dem Zentrum der Kokille, oder unregelmäßiger
Kühlung beispielsweise aufgrund verstopfter Kühlwasserkanäle. Gegebenenfalls ist die Kokille auszutauschen. Je früher - zeitlich und örtlich bezüglich Austritt aus der Kokille - Austauschbedarf entdeckt wird, desto wirtschaftlicher kann der Knüppelstrang gegossen werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es sollen eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt werden, mit denen beim Knüppelstranggießen die Gefahr von Formdefekten des Metallstranges, wie Bulging oder Jerking oder Verziehen - beispielsweise zu rhombischer Form des Querschnitts -, vermindert werden kann, beziehungsweise Formdefekte frühzeitig erkannt werden können. Technische Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Rollenbock für eine Knüppelstranggießanlage, mit einem Tragrahmen zur Lagerung zumindest einer unteren Stützrolle und zumindest zweier seitlicher Stützrollen, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Stützrollen am Tragrahmen mittels zumindest eines passiven elastischen Elementes elastisch gelagert sind, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen.
Die Knüppelstranggießanlage ist bevorzugt geeignet zum
Strangguss eines Stahlstranges.
Der Metallstrang wird in einem Bogen von der Kokille über die Sekundärkühlkammer und die WSU zum Auslaufbereich
beziehungsweise Rollgang geführt. In Rollenböcken in
Tragrahmen gelagerte Stütz- und Strangführungsrollen stützen und führen den Metallstrang dabei, sie bilden praktisch einen Strangführungskanal .
Bezüglich eines Metallstranges bezieht sich „oben" im Rahmen dieser Anmeldung auf den inneren Bogen des Metallstranges, während sich „unten" auf den äußeren Bogen des Metallstranges bezieht. Der innere Bogen des Metallstranges hat einen geringeren Radius als der äußere Bogen des Metallstranges.
Die untere Stützrolle dient zum Führen und Stützen des äußeren Bogens des Metallstranges. Der Metallstrang hat kokillenseitig einen Anfang und rollgangseitig ein Ende. In Längserstreckung des Metallstranges gesehen hat der
Metallstrang zwischen innerem Bogen und äußeren Bogen Seiten. Die seitlichen Stützrollen dienen zum beidseitigen Führen und Stützen des Metallstranges. Für jede der beiden Seiten des Metallstranges ist zumindest eine seitliche Stützrolle vorgesehen. Die Stützrollen sind um Rollendrehachsen drehbar gelagert, so dass sie sich in Richtung der Bewegung des Metallstranges drehen können. Die Rollendrehachsen
entsprechen bevorzugt den Längsachsen der Stützrollen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Stützrollen stützen und/oder führen den Metallstrang - bevorzugt Stahlstrang - im Betrieb einer
Knüppelstranggießanlage. Durch das Vorhandensein seitlicher Stützrollen kann eher - im Vergleich zu einer
Verfahrensführung nur mit unteren Stützrollen - zentrische und bezüglich einer Referenzposition, wie beispielsweise der Mittellinie des Strangführungskanals, symmetrische Position des Stahlstrang gewährleistet werden. Die Gefahr einer
Ausbauchung wird dadurch vermindert, beziehungsweise
auftretendes Ausbauchen des Metallstranges wieder eingeebnet.
Um die Gefahr einer Beschädigung von Stützrollen und/oder Metallstrang zu vermindern, sind die seitlichen Stützrollen am Tragrahmen elastisch gelagert. Die Lagerung der
Stützrollen am Tragrahmen ist elastisch; die Stützrollen sind also derart gelagert, dass ihre Position gegenüber dem Rahmen veränderbar ist, und nach einer durch eine Kraft bewirkten Veränderung bezüglich einer Grundposition bei Wegfall der Kraft aufgrund der Elastizität in die Grundposition
zurückgekehrt werden kann. Elastizität der Lagerung besteht zumindest in Richtung senkrecht zur Rollendrehachse der jeweiligen seitlichen Stützrolle. Die elastische Lagerung der Stützrollen am Tragrahmen kann direkt oder indirekt sein.
Eine direkte elastische Lagerung der Stützrollen am
Tragrahmen ist beispielsweise so realisiert, dass die
Stützrollen in am Tragrahmen befestigten Lagerböcken
elastisch gelagert sind. Eine indirekte elastische Lagerung der Stützrollen am Tragrahmen ist beispielsweise so
realisiert, dass die Stützrollen in Schwingen gelagert sind, wobei die Schwingen am Tragrahmen um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sind und ein Schwenken der Schwingen mittels einer Feder zwischen Schwinge und Tragrahmen
elastisch erfolgt. Entsprechend können diese Stützrollen gegebenenfalls etwas nachgeben, wenn aufgrund eines Formfehlers oder nicht zentrischer Positionierung vom Metallstrang eine einen
Grenzwert überschreitende Kraft auf sie ausgeübt wird.
Aufgrund der Elastizität werden sie bei Abwesenheit einer solchen Kraft wieder in ihre ursprüngliche Position
zurückkehren. Vorzugsweise ist eine Auslenkung von zumindest bis zu +/- 50 mm von einer Grundposition möglich.
Die Elastizität der Lagerung der seitlichen Stützrollen ermöglicht es auch, ohne aufwendige Umbauarbeiten Knüppel mit verschiedenen Dimensionen zu verarbeiten. Je nach seitlicher Ausdehnung werden die seitlichen Stützrollen vom Metallstrang in verschiedene Positionen ausgelenkt, und müssen nicht vor Beginn der Verarbeitung der entsprechenden Knüppeldimension durch Umbaumaßnahmen in die adäquate Position gebracht werden .
Erfindungsgemäß ist mittels zumindest eines passiven
elastischen Elementes, vorzugsweise einer Feder, elastisch gelagert - das gilt für die zumindest zwei seitlichen
Stützrollen und gegebenenfalls die zumindest eine obere Stützrolle .
Unter elastischem Element ist ein Element zu verstehen, das reversibel unter Einfluss einer äußeren Kraft nachgibt. Ein solches Verhalten kann sowohl durch aktive als auch passive Mittel - oder deren Kombinationen - erreicht werden. Das elastische Verhalten kann auch mit einer Dämpfung versehen sein .
Ein passives elastisches Element ist ein Element, das seine Elastizität - beziehungsweise gegebenenfalls Dämpfung - durch seine Gestaltung und Materialeigenschaften erhält, wie beispielsweise eine Feder oder ein Elastomerelement.
Ein aktives elastisches Element ist ein Element, bei dem die Elastizität - beziehungsweise gegebenenfalls die Dämpfung - durch eine Steuerung oder Regelung eingestellt werden kann, wie beispielsweise bei einer Pneumatik oder der Hydraulik der Fall .
Erfindungsgemäß wird ein passives elastisches Element eingesetzt, nicht ein aktives elastisches Element. Gegenüber einem aktiven elastischen Element wie beispielsweise
hydraulisch oder pneumatisch einstellbar hat das den Vorteil, dass auf dafür notwendige Vorrichtungen wie Leitungen,
Pumpen, Kompressoren sowie deren Wartung verzichtet werden kann. Ein passives elastisches Element ist vergleichsweise wartungsärmer beziehungsweise wartungsfrei.
Es ist vorteilhaft, dass der Rollenbock auch zumindest eine obere Stützrolle umfasst, die an dem Tragrahmen elastisch gelagert ist, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu der Rollendrehachse der oberen Stützrolle.
Bezüglich Elastizität der Lagerung gelten die voranstehend zu den seitlichen Stützrollen gemachten Ausführungen.
Die Gefahr einer Ausbauchung wird dadurch vermindert, beziehungsweise auftretende Ausbauchung wieder eingeebnet.
Die Gefahr von Jerking wird durch die obere Stützrolle, die den inneren Bogen des Metallstranges führt und/oder stützt, vermindert. Durch den Druck der oberen Stützrolle wird ein Abheben des Stranges verhindert und ein Strangrucken
verhindert; dabei ist die „inner bow load" - der Gegendruck der Rolle im inneren Bogen - passend zu wählen. Wie bereits voranstehend für die seitlichen Stützrollen dargelegt, vermindert die Elastizität die Gefahr einer Beschädigung von Stützrolle und/oder Metallstrang. Die Elastizität ermöglicht es auch, ohne aufwendige Umbauarbeiten Knüppel mit
verschiedenen Dimensionen zu verarbeiten. Während bei low speed - also kleiner 4m/min - Knüppelstranggießanlagen auf obere Stützrollen verzichtet werden kann, werden bei high speed - also 4 m/min oder mehr - Knüppelstranggießanlagen zur Vermeidung von Bulging durch besonders effiziente und exakte Stützung bevorzugt obere Stützrollen vorgesehen.
Nach einer Variante sind die Stützrollen alle in einer einzigen Ebene angeordnet. Das erlaubt kompakte Bauweise des Rollenbocks. Die Ebene steht bevorzugt senkrecht zur
Mittellinie des Strangführungskanals.
Nach einer bevorzugten Variante sind die seitlichen
Stützrollen alle in einer ersten Ebene angeordnet, und sind die untere Stützrolle sowie die gegebenenfalls vorhandene obere Stützrolle in einer zweiten Ebene angeordnet, und sind die erste und die zweite Ebene verschieden. Die beiden Ebenen weisen also zueinander einen Versatz auf. Die
Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen befinden sich also in einer Ebene, und die Rollendrehachsen der unteren und der gegebenenfalls vorhandenen oberen Stützrolle befinden sich in einer anderen Ebene.
Gegenüber einer Anordnung in einer einzigen Ebene hat das den Vorteil, dass es einfacher ist, eine große Bandbreite von verschiedenen Dimensionen von Metallsträngen zu verarbeiten, denn bei Anordnung in einer Ebene kann elastische Auslenkung beispielsweise eines Paares von seitlichen Stützrollen von der oberen Stützrolle beziehungsweise der unteren Stützrolle begrenzt sein. Bei Anordnung in zwei verschiedenen Ebenen wird derartige Behinderung vermieden .
Außerdem ist bei einer Anordnung in zwei Ebenen die
Verwendung von gleichen Rollen als seitliche Stützrollen und als obere beziehungsweise untere Stützrollen einfacher möglich, da bei ihrer Dimensionierung nicht auf Vermeidung der vorab angesprochenen Begrenzungsprobleme geachtet werden muss .
Die Ebenen stehen bevorzugt senkrecht zur Mittellinie des Strangführungskanals. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Ebene parallel. Das erlaubt kompakte Bauweise des Rollenbocks .
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die elastisch gelagerten Stützrollen - also die zumindest zwei seitlichen Stützrollen und gegebenenfalls die zumindest eine obere Stützrolle - elastisch federgeladen. Die Elastizität ihrer Lagerung ist also durch elastische Federn gegeben. Das erlaubt einfache Fertigung und Betrieb. Beispielsweise kann im Vergleich zu einer hydraulischen elastischen Lagerung auf ein aufwendiges Hydrauliksystem verzichtet werden.
Das Material der Federn kann beispielsweise 2.4669 /
NiCrl5Fe7TiAl sein; es ist auch unter den anspruchsvollen Bedingungen - beispielsweise Temperaturen bis zu 550 ° C - in einer Knüppelstranggießanlage einsatzfähig.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Rollenbock pro Seite, sowie gegebenenfalls am oberen Rollenbogen, jeweils eine Stützrolle vorgesehen. Im Vergleich zu
Rollenböcken mit mehreren Stützrollen pro Seite,
beziehungsweise gegebenenfalls am oberen Rollenbogen, ist ein solcher Rollenbock einfacher zu fertigen und zu warten, stützt aber ausreichend.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die seitlichen Stützrollen, und gegebenenfalls auch die obere Stützrolle, mit Positionsmessvorrichtungen - beispielsweise
Positionssensoren wie Differentialtransformator LVDT oder Drehmelder RVDT - versehen. Die Positionsmessvorrichtungen - es ist zumindest eine vorhanden, bevorzugt ist pro Stützrolle zumindest eine vorhanden - sind geeignet zur Feststellung, ob beziehungsweise wie sehr Stützrollen aus einer Grundposition beziehungsweise gegenüber einer Referenz ausgelenkt sind.
Im Betrieb kann damit ermittelt werden, ob beziehungsweise wie sehr die Stützrollen aus einer Grundposition
beziehungsweise gegenüber einer Referenz ausgelenkt sind. Die elastische Lagerung bewirkt, dass die jeweiligen Stützrollen immer Kontakt mit dem Metallstrang halten. Beispielsweise werden die seitlichen Stützrollen verschieden weit ausgelenkt werden, wenn der Stahlstrang bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals nicht zentrisch positioniert ist. Ebenso werden sie bei rhombischer Form des Querschnitts des
Metallstranges anders ausgelenkt als bei rechtwinkliger Form. Aus den Auslenkungen kann somit auf die Position des
Metallstranges beziehungsweise auf das Vorliegen von
Formdefekten geschlossen werden. Der Betreiber kann dadurch ermitteln, ob Formdefekte oder unsymmetrische Positionierung vorliegen. Bevorzugt werden die Signale der
Positionsmessvorrichtungen in PLC programmable logic
Controller für eine einfache Anzeige in einem HMI human machine interface konvertiert.
Korrekturmaßnahmen können somit frühzeitiger ergriffen werden, als wenn Formdefekte erst an den produzierten
Knüppeln entdeckt werden. Je näher an der Kokille
erfindungsgemäße Rollenböcke installiert sind, desto
frühzeitiger kann Austauschbedarf für die Kokille entdeckt werden. Dadurch lässt sich der Betrieb der
Knüppelstranggießanlage effizienter gestalten.
Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßer Rollblock mit
Positionsmessvorrichtungen in der Sekundärkühlkammer der Knüppelstranggießanlage angeordnet. Er kann aber auch in der WSU oder dem Auslaufbereich beim Rollgang angeordnet sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Strangführung einer Knüppelstranggießanlage, die zumindest einen erfindungsgemäßen Rollenbock umfasst. Die Strangführung umfasst die Sekundärkühlkammer.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Knüppelstranggießanlage, die zumindest einen
erfindungsgemäßen Rollenbock oder eine erfindungsgemäße Strangführung umfasst.
Das kann beispielsweise in der Strangführung, in der WSU beziehungsweise in dem Auslaufbereich beim Rollgang sein.
Auch die WSU stellt einen Tragrahmen zur Lagerung zumindest einer unteren Stützrolle und zumindest zweier seitlicher Stützrollen dar. Wenn am Tragrahmen elastisch gelagerte seitliche Stützrollen, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen, vorhanden sind, stellt sie also auch einen erfindungsgemäßen Rollenbock dar.
Der Auslaufbereich beim Rollgang weist eine Tragrahmen für zumindest eine untere Stützrolle auf. Wenn der Tragrahmen so ausgeführt ist, dass er auch elastisch gelagerte seitliche Stützrollen, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen, trägt, stellt er also auch einen erfindungsgemäßen Rollenbock dar .
Bestehende Rollenböcke lassen sich einfach durch
erfindungsgemäße Rollenböcke ersetzen, so dass das
erfindungsgemäße Einsparungspotential nicht nur bei
Neubauten, sondern auch bei Modernisierungen einfach erzielt werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zur Ermittlung der Position und/oder der Form eines Knüppelstrangs während des Durchlaufens eines
Strangführungskanals in einer Sekundärkühlkammer und/oder einer WSU und/oder einem Auslaufbereichs einer
Knüppelstranggießanlage, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Durchlaufens zumindest eines Rollenbocks
Änderungen der Position zumindest der seitlichen Stützrollen gegenüber einer Referenz erfasst werden, und auf dieser Information basierend die Position des Knüppelstranges bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals und/oder die Form des Knüppelstranges ermittelt wird. Daraus kann wiederum auf Austauschbedarf der Kokille geschlossen werden - wirtschaftlich vorteilhaft wird die Kokille nicht zu früh oder zu spät getauscht -, oder auf Justierungsbedarf der Kühldüsen. Vorzugsweise wird das Verfahren bereits in der Sekundärkühlkammer der Knüppelstranggießanlage durchgeführt, um möglichst früh nach dem Verlassen der Kokille die
Information zu erhalten und Gegenmaßnahmen - beispielsweise Änderung der Betriebsparameter wie Gießgeschwindigkeit oder Sekundärkühlungsparameter - einleiten zu können.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle aufweist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die
Signalverarbeitungsvorrichtung ist geeignet, Signale über erfasste Änderungen der Position zumindest der seitlichen Stützrollen gegenüber einer Referenz zu verarbeiten. Auf der Information dieser Signale basierend kann mittels der
Signalverarbeitungsvorrichtung die Position des
Knüppelstranges bezüglich der Mittellinie des
Strangführungskanals und/oder die Form des Knüppelstranges ermittelt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein maschinenlesbarer Programmcode für eine
Signalverarbeitungseinrichtung, wobei der Programmcode
Steuerbefehle aufweist, welche die
Signalverarbeitungseinrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten
maschinenlesbaren erfindungsgemäßen Programmcode.
Mit einem erfindungsgemäßen Rollenbock beziehungsweise einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, verschiedene Formate schneller zu gießen, da auf zeitaufwändige Änderungen der Positionen der Stützrollen beim Formatwechsel verzichtet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand schematischer beispielhafter
Darstellungen von Ausführungsformen erläutert. Figur 1 zeigt schematisch das generelle Schema einer herkömmlichen Knüppelstranggießanlage mit Bogenführung mit Stützrollen für den Metallstrang in Rollenböcken, beidseitig sowie oben und unten.
Figur 2 zeigt Querschnitt durch den Strangführungskanal entlang der unterbrochenen Linie A-A der Figur 1 in Richtung Kokille gesehen.
Figur 3 zeigt einen Rollenbock aus Figur 1 in Schrägansicht.
Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollenbock in
Schrägansicht .
Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Rollenbocks in Schrägansicht.
Figur 6 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rollenblocks mit Positionsmessvorrichtungen.
Figuren 7a, 7b, 7c zeigen die Nutzung von
Positionsmessvorrichtungen .
Figur 8 zeigt die Anordnung von erfindungsgemäßen
Rollenböcken an verschiedenen Stellen des dargestellten Ausschnitts einer Knüppelstranggießanlage.
Beschreibung der Ausführungsformen
Beispiele Die Figur 1 zeigt schematisch in Schrägansicht, wie in einer Knüppelstranggießanlage 1 ein Metallstrang 2, beispielsweise ein Stahlstrang, in einer Strangführung 3 in einem Bogen von der Kokille 4 über Sekundärkühlkammer 5 und WSU 6 zum
Rollgang 7 geführt wird. In Rollenböcken 8 in Tragrahmen 9 gelagerte Stützrollen 10 stützen und führen ihn dabei, sie bilden praktisch einen Strangführungskanal, dessen
Mittellinie mit der Mittellinie des zentrisch und symmetrisch positionierten Metallstranges zusammenfällt; sie ist mit der strichlierten Linie 11 angedeutet. Kühlbalken mit Kühldüsen sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Der innere Bogen des Metallstranges hat den Radius RI, der äußere Bogen den größeren Radius R2.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Strangführungskanal entlang der unterbrochenen Linie A-A aus Figur 1 in Richtung Kokille gesehen. Der Metallstrang ist zentrisch und
symmetrisch bezüglich der Mitte der Strangführung 3, also bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals,
positioniert. Die Mittellinie des Strangführungskanals ist mit einem Punkt 12 angedeutet.
Figur 3 zeigt einen Rollenbock 8 mit Tragrahmen 9 und
Stützrollen schematisch in Schrägansicht. Die Mittellinie des Strangführungskanals 12 ist strichliert angedeutet.
Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollenbock 13 in
Schrägansicht. An dem Tragrahmen 14 sind eine untere
Stützrolle 15, und zwei seitliche Stützrollen 16a, 16b gelagert und in einer Ebene angeordnet. Die beiden seitlichen Stützrollen 16a, 16b sind am Tragrahmen elastisch gelagert. Ihre Lagerung weist eine Elastizität in Richtung senkrecht zu ihren Rollendrehachsen auf. Im dargestellten Fall besteht die elastische Lagerung aus die seitlichen Stützrollen 16a, 16b haltenden Schwingen 17a, 17b, die um Schwingenachsen 18a, 18b schwingen können. Die Schwingenachsen 18a, 18b sind parallel zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen 16a, 16b. Die Federn 19a, 19b geben der Lagerung die Elastizität senkrecht zu den Rollendrehachsen. Figur 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollenbock 20 in
Schrägansicht. Zu Figur 4 analoge Teile sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht mit Bezugszeichen versehen.
Rollenbock 20 umfasst auch eine obere Stützrolle 21, die an dem Tragrahmen elastisch gelagert ist, mit einer Elastizität in Richtung senkrecht zu der Rollendrehachse der oberen Stützrolle 21. Alle Stützrollen sind in einer Ebene
angeordnet. Im dargestellten Fall besteht die elastische Lagerung aus der die obere Stützrolle 21 haltenden Schwinge 22, die um eine zur Rollendrehachse der oberen Stützrolle parallele Schwingenachse schwingen kann. Die Feder 23 gibt der Lagerung die Elastizität senkrecht zur Rollendrehachse.
Figur 6 zeigt einen zu Figur 5 weitgehend analogen Rollenbock 24 von vorne. Zu Figur 5 analoge Teile sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht mit Bezugszeichen versehen. Die seitlichen Stützrollen sind mit Positionsmessvorrichtungen 25a, 25b versehen.
Figur 7a zeigt einen Metallstrang 26 mit Breite b ohne
Formfehler, der zentrisch und symmetrisch bezüglich der Mitte der Strangführung, also bezüglich der Mittellinie 27 des Strangführungskanals, zwischen zwei seitlichen Stützrollen 28a, 28b positioniert ist. Figur 7b zeigt, wie ein
Metallstrang mit Breite b ohne Formfehler unsymmetrisch bezüglich der Mitte der Strangführung positioniert ist. X ist größer als b/2 der Figur 7a. Figur 7c zeigt, wie ein
Metallstrang zentrisch und symmetrisch bezüglich der Mitte der Strangführung, positioniert ist, aber einen Formdefekt aufweist. Der Querschnitt des Metallstrangs ist rhombisch, also rautenförmig verzogen. Y ist größer als b der Figur 7a. Mit Hilfe von Positionsmessvorrichtungen können b, X, Y vermessen werden. Der Betreiber kann dadurch ermitteln, ob Formdefekte oder unsymmetrische Positionierung vorliegen. Bevorzugt werden die Signale der Positionsmessvorrichtungen in PLC programmable logic Controller für eine einfache
Anzeige in einem HMI human machine interface konvertiert. Figur 8 zeigt, wie erfindungsgemäße Rollenböcke an
verschiedenen Stellen eines Ausschnitts einer
Knüppelstranggießanlage 28 vorhanden sind. In der
Sekundärkühlkammer 29 sind wie dargestellt zwei
erfindungsgemäße Rollenböcke 30a, 30b angeordnet - es könnten selbstverständlich grundsätzlich auch mehr oder weniger sein. In der WSU 31 ist Rollenbock 32 vorhanden. Im Auslaufbereich 33 des Rollgangs ist Rollenblock 34 vorhanden. Der
strichliert umrandete Bereich stellt einen Tragrahmen zur Lagerung einer unteren Stützrolle und zweier seitlicher Stützrollen dar. Die seitlichen Stützrollen sind am
Tragrahmen elastisch gelagert, mit einer Elastizität
zumindest in Richtung senkrecht zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen. Auf Darstellung von
Schneidevorrichtungen wurde zur besseren Übersichtlichkeit verzichtet .
Nicht im Detail dargestellte Positionsmessvorrichtungen an den Rollenblöcken 30a, 30b, 32, 34 sind mit einer PLC 35 verbunden, die in HMI 36 Informationen über Positionierung und Form beziehungsweise Formfehler des Knüppelstranges darstellt .
In den Figuren 2, 4, 5, 6 ist schematisch dargestellt eine indirekte elastische Lagerung der Stützrollen am Tragrahmen in Schwingen, wobei die Schwingen am Tragrahmen um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sind und ein Schwenken der Schwingen durch eine Feder zwischen Schwinge und Tragrahmen elastisch erfolgen kann.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen. Liste der Bezugszeichen
1 Knüppelstranggießanlage
2 Metallstrang
3 Strangführung
4 Kokille
5 Sekundärkühlkammer
6 WSU
7 Rollgang
8 Rollenbock
9 Tragrahmen
10 Stützrollen
11 Mittellinie des
Strangführungskanals
12 Mittellinie des
Strangführungskanals
13 Rolllenbock
14 Tragrahmen
15 Untere Stützrolle
16a, 16b Seitliche Stützrollen 17a, 17b Schwingen
18a, 18b Schwingenachsen
19a, 19b Federn
20 Rollenbock
21 Obere Stützrolle
22 Schwinge
23 Feder
24 Rollenbock
25a, 25b Positionsmessvorrichtungen 26 Metallstrang
27 Mittellinie des
Strangführungskanals
28 Knüppelstranggießanlage 29 Sekundärkühlkammer
30a, 30b Rollenböcke
31 WSU
32 Rollenbock
33 Auslaufbereich 7
Rollenbock
PLC
HMI

Claims

Ansprüche
1. Rollenbock (13) für eine Knüppelstranggießanlage (1), mit einem Tragrahmen (14) zur Lagerung zumindest einer unteren Stützrolle (15) und zumindest zweier seitlicher Stützrollen (16a, 16b), dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen
Stützrollen (16a, 16b) am Tragrahmen (14) mittels zumindest eines passiven elastischen Elementes elastisch gelagert sind, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu den Rollendrehachsen der seitlichen Stützrollen (16a, 16b).
2. Rollenbock (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er auch zumindest eine obere Stützrolle (21) umfasst, die an dem Tragrahmen elastisch gelagert ist, mit einer Elastizität zumindest in Richtung senkrecht zu der
Rollendrehachse der oberen Stützrolle (21) .
3. Rollenbock (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stützrollen ( 15 , 16a, 16b, 21 ) alle in einer einzigen Ebene angeordnet sind.
4. Rollenbock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Stützrollen (16a, 16b) alle in einer ersten Ebene angeordnet sind, und die untere Stützrolle (15) sowie die gegebenenfalls vorhandene obere Stützrolle (21) in einer zweiten Ebene angeordnet sind, und die erste und die zweite Ebene verschieden sind.
5. Rollenbock (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch gelagerten Stützrollen (16a, 16b, 21) elastisch federgeladen sind.
6. Rollenbock (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Stützrollen (16a, 16b), und gegebenenfalls auch die obere Stützrolle, mit
Positionsmessvorrichtungen (25a, 25b) versehen sind.
7. Strangführung einer Knüppelstranggießanlage (28), dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Rollenbock (13) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.
8. Knüppelstranggießanlage (28), dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Rollenbock gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eine Strangführung gemäß Anspruch 7 umfasst.
9. Verfahren zur Ermittlung der Position und/oder der Form eines Knüppelstrangs während des Durchlaufens eines
Strangführungskanals in einer Sekundärkühlkammer (29) und/oder einer WSU (31) und/oder einem Auslaufbereichs (33) einer Knüppelstranggießanlage (28), dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchlaufens zumindest eines Rollenbocks (30a, 30b) Änderungen der Position zumindest der seitlichen Stützrollen gegenüber einer Referenz erfasst werden, und auf dieser Information basierend die Position des Knüppelstranges bezüglich der Mittellinie des Strangführungskanals und/oder die Form des Knüppelstranges ermittelt wird.
10. Signalverarbeitungseinrichtung mit einem
maschinenlesbaren Programmcode, dadurch gekennzeichnet, dass er Steuerbefehle zur Durchführung des Verfahrens gemäß
Anspruch 9 aufweist.
11. Maschinenlesbarer Programmcode für eine
Signalverarbeitungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode Steuerbefehle aufweist, welche die
Signalverarbeitungseinrichtung gemäß Anspruch 10 zur
Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 9 veranlassen.
12. Speichermedium mit einem darauf gespeicherten
maschinenlesbaren Programmcode gemäß Anspruch 11.
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