CN115372131A - 测量辊、测量辊的应用和确定带状物带材棱边位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定在测量辊上引导的带状物、尤其是金属带的特性的测量辊，该测量辊具有包括圆周面的测量辊主体；测量辊主体中的至少一个凹部，该至少一个凹部与圆周面间隔开地布置或从圆周面被引入测量辊主体的内部；布置在凹部中的第一力传感器和布置在该凹部中或与该凹部相邻的另一凹部中的第二力传感器，其中，第一力传感器具有传感器面并且第一力传感器在第一力传感器的传感器面的位置改变时可生成传感器信号，第二力传感器具有传感器面并且第二力传感器在第二力传感器的传感器面的位置改变时可生成传感器信号。

Description

测量辊、测量辊的应用和确定带状物带材棱边位置的方法
技术领域
本发明涉及用于确定在测量辊上引导的带状物、尤其金属带的特性的测量辊的特定应用。本发明还涉及用于确定带状物的带材棱边相对于基准点、基准线或基准平面的位置的方法。本发明还涉及用于确定在测量辊上引导的带状物、尤其金属带的特性的测量辊。
背景技术
在冷轧和热轧金属带时使用测量辊并且例如由DE 42 36 657 A1已知测量辊。
为了在轧制带材时通常测量平整度主要使用的方法是，使带材以一定的接触角在装有力传感器的测量辊上引导。
以这种方式在DE 42 36 657 A1中描述的测量辊中在力测量编码器或其布置在测量辊的朝测量辊表面打开的径向凹部中的遮盖部和带材之间发生碰触。在其凹部的底部处张紧的力传感器和包围其的凹部壁之间有圆柱形的间隙。该间隙可借助O形环凸肩密封地或借助塑料层前部密封地封闭，以防止污染物、例如带材磨屑和润滑剂进入力传感器和测量辊主体之间的环形间隙中。也可如在DE 42 36 657 A1中图1c中所示将测量编码器放置在实心辊的此后通过加工的膜片遮盖的凹部中。DE 42 36 657 A1中示出的遮盖部具有圆形的外表面，因此外表面的几何形状不仅关于与旋转轴线垂直的平面镜面对称，而且关于包含旋转轴线的平面镜面对称。
力传感器与包围其的壁部带有间距地布置且借助O形环或足够弹性的塑料(DE196 16 980 A1)封闭环形间隙防止了在轧制期间在测量辊的主体中作用的横向力对力传感器或测量结果有干扰作用。这种干扰力由作用到测量辊上的带材张力和与其相关的测量辊弯曲造成。其横截面在此具有椭圆形的形状，其较长的轴线平行于带材伸延。在通过力分流将带材的不平整传递给测量编码器时，测量辊弯曲部使力传感器有带材不平整的错觉。这种力分流在环形间隙中使用密封部时不能完全避免，因为密封力必然作用到力传感器上。在DE 196 16 980 A1示出的遮盖部具有圆形的外表面，因此外表面的几何形状不仅关于与旋转轴线垂直的平面镜面对称，而且关于包含旋转轴线的平面镜面对称。
由DE 102 07 501 C1已知一种在处理带状物、尤其是金属带时借助布置在凹部中的力传感器确定平整度偏差的实心辊，其中力传感器沿轴向可接触到。通常借助深孔钻工具引入轴向伸延的凹部。在测量辊具有的辊身宽度＞1000mm时必须使用非常长的钻孔工具，因为对于凹部的端侧钻孔钻孔工具必须在部分非常长的销上运行。
由DE 20 2007 001 066 U1已知在处理带状物、尤其是金属带时借助测量辊主体和至少部分地包围测量辊主体的罩管和布置在凹部中的力传感器确定平整度偏差的测量辊，其中,凹部从测量辊的端侧延伸到测量辊主体中和/或罩管中。凹部可在端侧用盖封闭。测量辊的分别在端侧设置的销模制在测量辊主体上。这种测量辊的缺点是由于引入的凹部弱化了测量辊主体或罩管。在宽的测量辊中也如在深孔钻中一样运行经过轴承销是大的缺点。另一问题是封闭直至端侧加工的通道/槽，因为通道/槽不是如在DE 102 07 501 C1中借助钻孔工具(圆形通道)制造，而是借助铣削工具(有角的通道)制造。
现有技术的测量辊根据在测量辊的圆周上分布的单个传感器得出带材的平整度。对此单个传感器的测量结果在评估时通常相互关联地得出平整度。在现有技术的测量辊中，在金属带振动时始终出现测量误差。例如在测量辊布置在卷取机附近时是这种情况。振动导致作用到各个力传感器上的力的数值不再仅与带材张力和带材的平整度相关，而是通过振动被加强或减小。这在使得在圆周上分布的单个传感器的测量结果彼此相关的评估方法中就引起测量误差。
对于特定的测量辊，由WO2020/120328 A已知测量辊用于得出带状物的位置或用于得出带状物的棱边在测量辊的圆周面上的位置的应用。WO2020/120328 A的图7中示出的遮盖部分别具有圆形的外表面，因此外表面的几何形状不仅关于与旋转轴线垂直的平面镜面对称，而且关于包含旋转轴线的平面镜面对称。WO2020/120328 A的图20中示出的力传感器具有圆环形的外表面，因此外表面的几何形状不仅关于与旋转轴线垂直的平面镜面对称，而且关于包含旋转轴线的平面镜面对称。WO2020/120328 A的图23中示出的力传感器具有正方形的外表面，因此外表面的几何形状不仅关于与旋转轴线垂直的平面镜面对称，而且关于包含旋转轴线的平面镜面对称。
由EP 3 009 206 A1已知一种适用于确定金属带的平整度的测量辊，该测量辊具有
·包括圆周面的测量辊主体，
·测量辊主体中的至少一个凹部，
·布置在凹部中的至少一个梁，该梁沿着纵轴线延伸，和
·布置在凹部中的第一力传感器和布置在凹部中的第二力传感器，
其中，梁在凹部内支撑在第一力传感器和第二力传感器上，并且其中，测量辊主体沿着旋转轴线延伸，并且梁的纵轴线不平行于测量辊主体的旋转轴线，但是在与测量辊主体的旋转轴线垂直的平面中伸延。EP 3 009 206 A1中示出测量梁具有矩形的外表面，因此外表面的几何形状不仅关于与旋转轴线垂直的平面镜面对称，而且关于包含旋转轴线的平面镜面对称。
发明内容
在此背景下，本发明要解决的问题是，提供用于确定带状物的带材棱边相对于基准点或基准线或基准平面的位置的更好方案。
本发明的目的通过根据本发明的测量辊、该测量辊的应用以及确定带材的带材棱边的方法来实现。有利的实施方式将在下面的描述中详细说明。
本发明的基于的基本思想是，改进由EP 3 009 206 A1已知的测量辊，使得该测量辊具有
·具有圆周面的测量辊主体，
·测量辊主体中的至少一个凹部，
·布置在凹部中的至少一个梁，该梁沿着纵轴线延伸，和
·布置在凹部中的力传感器，
其中，梁在凹部内支撑在力传感器上，并且其中，测量辊主体沿着旋转轴线延伸，并且梁的纵轴线不平行于测量辊主体的旋转轴线，且梁的纵轴线不在与测量辊主体的旋转轴线垂直的平面中伸延，从而在带状物在测量辊上引导或借助测量辊执行确定带材棱边位置的方法时，由此改进结构的测量辊用于确定带状物的带材棱边相对于基准点或基准线或基准平面的位置。
通过使梁的纵轴线
·不平行于测量辊主体的旋转轴线伸延，且
·不在与测量辊主体的旋转轴线垂直的平面中伸延，
梁的纵轴线倾斜于旋转轴线并且倾斜于与测量辊主体的旋转轴线垂直的平面伸延。在这种倾斜布置的梁中可由通过力传感器测得的力关于时间的走向确定出，在带状物在测量辊上引导并且测量辊转动时，带状物(下面也称为带材)首次与梁上的哪个点接触。由梁的已知几何结构和例如梁相对于测量辊的边缘(测量辊主体的一端部)的已知位置例如可算出，带状物在测量辊上引导时，带状物首次接触的、梁上的点与测量辊的边缘(测量辊主体的一端部)距离多远。从中得出带材棱边相对于测量辊的边缘(测量辊主体的一端部)的位置，因为带状物首先以带材棱边碰撞在梁上。
梁的“纵轴线”理解为在梁延伸所在的主方向上的轴线。在具有彼此平行伸延的纵向棱边和垂直于纵向棱边伸延的比纵向棱边更短的侧向棱边的矩形梁中，纵轴线是在梁的中间并且平行于矩形的纵向棱边伸延的轴线。在包括平坦的、矩形的具有彼此平行伸延的纵向棱边和垂直于纵向棱边伸延的比纵向棱边更短的侧向棱边的下侧且包括弯曲的上侧的梁中纵轴线是在梁的中间且平行于矩形的下侧的纵向棱边伸延的轴线，上侧适用于与测量辊主体的圆柱形的外表面对齐并且在梁布置于凹部中时能够闭合测量辊主体的圆柱形外表面中的由凹部产生的缺口，使得形成(除了围绕梁的可能的间隙之外)闭合的、圆柱形的外表面。在具有非平坦的下侧和弯曲的上侧且设有两个端面的梁中，纵轴线是连接一端面上的一点、优选一端面的中点与另一端面上的一点、优选另一端面的中点的线，上侧适用于与测量辊主体的圆柱形的外表面对齐并且在梁布置于凹部中时能够闭合测量辊主体的圆柱形外表面中的由凹部产生的缺口，使得形成(除了围绕梁的可能的间隙之外)闭合的、圆柱形的外表面，其中，上侧和下侧从一端面延伸至另一端面。端面可为平坦的面。端面也可为弯曲的面，例如在梁未通过平坦的端面、而是通过倒圆的端面限定时可为圆柱形的子面。
在优选的实施方式中，带状物在测量辊上引导并且测量辊通过在其上引导的带状物和/或驱动器而转动，使得在测量辊的旋转方向上看，引导梁的更靠外的端部(梁的距离测量辊的边缘较近的端部)。在优选的实施方式中，在梁的较靠内的区域与带状物接触之前，梁的更靠外的区域首先与带状物接触。
在优选的实施方式中，凹部是从测量辊主体的圆周面向内延伸或从弯曲的面、优选平行于测量辊主体的圆周面伸延的圆柱形的面向内延伸的凹部。凹部以测量辊主体的圆周面中的开口终止的实施方式是可能的，其中，开口优选通过梁或通过沿径向布置在梁之上的遮盖部封闭。凹部在测量辊的最终状态中通过沿径向布置在凹部之外的材料层封闭的实施方式也是可能的。这种材料层可通过覆层产生，覆层被施加到测量辊主体半成品的圆周面上，以产生最终的测量辊主体。也已知将罩管推到测量辊主体半成品上并且由此封闭在测量辊主体半成品中存在且以测量辊主体半成品的圆周面中的开口终止的凹部的结构形式。于是罩管的壁厚确定沿径向在凹部之外的材料层。也可想到在测量辊主体半成品中存在且以测量辊主体半成品的圆周面中的开口终止的凹部通过施加在测量辊主体半成品的圆周面上的涂层封闭的结构形式，其中，凹部通过遮盖部封闭。涂层的材料厚度于是限定沿径向在凹部之外的材料层。
在优选的实施方式中，凹部的在与测量辊的径向方向垂直的平面中的多个、优选大多数(大于75％)的横截面具有相同的形状和/或相同的尺寸。
在优选的实施方式中，凹部的在
·与测量辊的径向方向垂直伸延且
·与梁相交的平面中的多个、优选大多数(大于75％)的横截面具有与梁相同的形状。在优选的实施方式中，凹部的在
·与测量辊的径向方向垂直伸延且
·与梁相交的平面中的所有横截面具有与梁相同的形状。但是在优选的实施方式中凹部具有相同的形状、但是稍大的形状(例如在相应的平面中的横截面大1％或2％)，使得梁和限定凹部的限界壁之间形成均匀的间隙。该间隙可完全地、甚至没有或部分地填充密封部。
在优选的实施方式中梁具有更靠近测量辊主体的旋转轴线布置的下侧和相对于下侧沿测量辊的径向方向布置得更向外的上侧。
在优选的实施方式中梁在凹部之内支撑在第一力传感器上和第二力传感器上，其中，第一力传感器布置在凹部中并且第二力传感器布置在凹部中。在根据本发明的方法的上下文中由第一力传感器的测量信号和/或第二力传感器的测量信号确定带状物的带材棱边相对于测量辊主体的基准点或基准线或基准平面的位置。
在优选的实施方式中梁在凹部之内以其下侧支撑在第一力传感器和第二力传感器上。下侧可实施成平坦的。下侧可具有两个凸部，其中，梁以下侧的凸部支撑在第一力传感器和第二力传感器上。
在优选的实施方式中梁具有第一端部和与第一端部相对的第二端部。在优选的实施方式中梁以第一端部支撑在第一力传感器上并且以第二端部支撑在第二力传感器上。
在优选的实施方式中梁的上侧处于弯曲的面中、优选测量辊主体的圆周面所在的圆柱形面中。在优选的实施方式中梁的上侧处于弯曲的面中、优选与弯曲的面、优选测量辊主体的圆周面所在的圆柱形面平行的圆柱形面中。但是上侧也可实施成平坦的。
在优选的实施方式中梁的上侧和下侧具有相同的横截面形状。在优选的实施方式中梁的上侧和下侧具有相同的横截面形状和相同的尺寸。在优选的实施方式中梁的上侧和下侧具有相同的横截面形状和相同的尺寸并且彼此对齐。也可想到下侧具有与上侧相同的横截面形状、但是较小的尺寸的实施方式。
在优选的实施方式中测量辊具有中间平面，中间平面垂直于测量辊主体的旋转轴线伸延并且布置在测量辊主体的一端部和与第一端部相对的第二端部之间的中间。
如果测量辊具有唯一的梁就可实现本发明的优点。在优选的实施方式中唯一的梁具有布置在中间平面的一侧上的第一端部和与第一端部相对的第二端部，第二端部布置在中间平面的相对一侧上。在优选的实施方式中唯一的梁跨越中间平面。在优选的实施方式中梁的第一端部更靠近测量辊主体的第一端部，而不是中间平面。作为补充或替代地，在优选的实施方式中梁的第二端部更靠近测量辊主体的第二端部，而不是中间平面。借助这种实施方式就可得出带材的两个棱边的位置。由力传感器测得的力关于时间的走向中可得出
·带材何时第一次碰撞到梁上，由此可算出第一带材棱边的位置，以及
·带材何时离开梁，由此可算出第二带材棱边的位置。
如果已知两个带材棱边的位置，额外地也可作为两个带材棱边之间的间距得出带材宽度。
如果测量辊具有第一梁和第二梁，可特别好地实现本发明的优点。在优选的实施方式中第一梁具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，其中，第一梁的第一端部和第二端部布置在中间平面的一侧上。在优选的实施方式中第二梁具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，其中，第二梁的第一端部和第二端部布置在中间平面的相对侧上。在优选的实施方式中第一梁和第二梁与中间平面都不交叉。在优选的实施方式中
·第一梁的第一端部距离测量辊主体的第一端部比距离中间平面更近地布置，
·第一梁的第二端部距离中间平面比距离第一梁的第一端部更近地布置，
·第二梁的第一端部距离测量辊主体的第二端部比距离中间平面更近地布置，
·第二梁的第二端部距离中间平面比第二梁的第一端部更近地布置，
·第一梁的第一端部和第二梁的第一端部布置在一条线上，该线平行于测量辊主体的旋转轴线伸延。
在优选的实施方式中第一梁和第二梁关于中间平面镜面对称。
在中间平面的一侧上具有第一梁并且在中间平面的相对侧上具有第二梁的实施方式可特别好地用于借助第一梁确定一带材棱边的位置并且借助第二梁确定第二带材棱边的位置。如果已知两个带材棱边的位置，也可额外地作为两个带材棱边之间的间距得出带材宽度。
具有多于两个梁的实施方式也是可能的。优选地在该实施方式中将每两个梁组成由第一梁和第二梁构成的一对，其中优选地该对中的第一梁和第二梁关于中间平面镜像对称。在优选的实施方式中第一对沿周向方向与第二对间隔开地布置。通过增加对的数量可提高解析度。测量辊主体上沿周向方向布置越多对，得出测量辊每转的带材棱边位置越频繁。
通过在凹部中的唯一的力传感器就可实现本发明的优点，梁在凹部中支撑在该力传感器上。研究表明，在带材处于梁上使得带材棱边在梁上引导时，梁的希望得出的部分遮盖部可由唯一的力传感器的信号得出并且也可得出部分遮盖部的程度，使得可得出带材棱边在梁上的位置以及带材棱边在测量辊上的位置。
在凹部中仅设有唯一的在凹部中支撑梁的力传感器的实施方式中能够将梁仅支撑在力传感器上并且否则不支撑在其上。除了支撑在力传感器上以外，在该实施方式中梁因此实施成自由浮动的。在替代的实施方式中，梁支撑在唯一的力传感器上并且在凹部中的凸部上还具有至少一个第二支承点。优选地，在该实施方式中梁只具有两个支撑部，即一个在力传感器上，一个在凹部中的凸部上的唯一的支承点上。
梁在凹部中支撑在多于两个力传感器上的实施方式也是可能的。
在优选的实施方式中梁的纵轴线在与包含旋转轴线的平面成10°至80°、优选15°至75°、优选15°至50°、优选20°至45°、优选30°至60°角的平面中。
在优选的实施方式中梁在包含梁的纵轴线或平行于纵轴线伸延的平面中的横截面是矩形的并且不是正方形的。梁实施成大致矩形、但是在其端部以半圆倒圆的实施方式是可能的。这对于凹部具有与梁相同的横截面形状的实施方式是允许的，实施成具有圆形端部并且没有裂开风险的角部的凹部。
在优选的实施方式中梁在
·垂直于与梁的纵轴线相交的测量辊径向方向伸延的多个、优选主要的多个平面中具有如下的横截面形状，所述横截面形状
·关于包含与梁的纵向方向相交的测量辊径向方向和梁的纵向方向的平面径向对称，和/或
·关于包含与梁的纵向方向相交的测量辊径向方向并且垂直于梁的纵向方向伸延的平面径向对称。
在优选的实施方式中梁从其第一端部直至其第二端部具有的长度相应于测量辊主体沿着平行于测量辊主体的旋转轴线的线的最长的长度的至少5％、优选至少10％、优选至少15％、优选至少20％、优选至少30％。
梁尤其优选地借助张紧螺钉旋紧在凹部中。在优选的实施方式中每个力传感器在凹部中都设有张紧螺钉。在优选的实施方式中相应的力传感器实施成环形的并且张紧螺钉穿过环的中间。张紧螺钉以其头部优选地安置在槽中、尤其优选地安置在与张紧螺钉的头部的横截面形状相应的槽中、例如圆形的槽或六边形的槽中。借助张紧螺钉可在力传感器上产生预紧。力传感器本身具有用于张紧螺钉的螺纹的实施方式也是可能的。
借助根据本发明的应用和根据本发明的方法相对于基准点、基准线或基准平面确定带状物的带材棱边的位置。在优选的实施方式中借助根据本发明的应用和根据本发明的方法相对于测量辊的基准点、基准线或基准平面确定带状物的带材棱边的位置。但是借助根据本发明的应用和根据本发明的方法相对于安装有测量辊的设备的基准点、基准线或基准平面，例如轧机或卷取机的竖向中间平面确定带状物的带材棱边的位置的构造形式也是可能的。基准点可为测量辊主体的端部上的点。基准线可为环绕测量辊主体一周的线。基准平面可为测量辊主体的端部所在的平面。基准平面可为中间平面。
根据本发明提出的测量辊用于确定带材棱边位置的应用可借助测量辊实施，该测量辊仅包含该梁或多个梁。在本发明中可借助测量辊仅确定带材棱边位置。但是在本发明中也可借助相同的测量辊测量带材棱边的长度和带材宽度(该带材宽度从一带材棱边至另一带材棱边得出)以及带状物的其他特性，例如带状物的平整度或带材张力。在优选的实施方式中在根据本发明提出的应用中使用除了根据本发明设置的一个梁或除了根据本发明设置的多个梁以外还具有包括另外的力传感器的另外的凹部的测量辊。另外的凹部的力传感器例如用于确定平整度和/或用于确定带材张力。对于根据本发明的应用可加装用于确定平整度和/或确定带材张力的现有的测量辊，方式是将根据本发明设置的一个梁和为其设置的凹部或根据本发明设置的多个梁和为其设置的凹部额外地加工到现有的测量辊中。
因此本发明也提出一种测量辊，该测量辊用于确定在测量辊上引导的带状物、尤其金属带材的特性，该测量辊具有
·包括圆周面的测量辊主体，
·在测量辊主体中的至少一个凹部，其中，凹部具有第一横截面形状，
·布置在凹部中的至少一个梁，梁沿着纵轴线延伸，以及
·布置在凹部中的第一力传感器，
其中，梁在凹部中支撑在第一力传感器上，并且其中，测量辊主体沿着旋转轴线延伸并且梁的纵轴线不平行于测量辊主体的旋转轴线且梁的纵轴线不在与测量辊主体的旋转轴线垂直的平面中伸延，其中，在测量辊主体中设有至少一个另外的凹部，其中，在另外的凹部中布置有第二力传感器并且另外的凹部具有与第一横截面形状不同的第二横截面形状。
在优选的实施方式中另外的凹部的横截面形状是圆形。
在优选的实施方式中另外的凹部是沿轴向且进而平行于旋转轴线伸延的钻孔，例如在DE 102 07 501 C1中公开的凹部。也可设置包括力传感器的多个另外的凹部。
在优选的实施方式中另外的凹部是径向伸延的钻孔，该钻孔如DE 42 36 657 A1中已知的凹部实施。也可设置具有力传感器的多个另外的凹部。
根据本发明还提出用于确定在测量辊上引导的带状物、尤其金属带的特性的测量辊，该测量辊具有
·包括圆周面的测量辊主体，
·在测量辊主体中的至少一个凹部，
·布置在凹部中的力传感器以及
·遮盖部，遮盖部至少部分地封闭凹部并且在测量辊主体的径向方向上看遮盖部布置在力传感器之上，
其中，测量辊主体具有旋转轴线，
其中，
·遮盖部具有外表面和/或力传感器具有外表面和/或布置在遮盖部和力传感器之间的中间件具有外表面，该外表面的几何形状关于包含旋转轴线的对称平面镜像对称、但是该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称，
或
·遮盖部具有外表面和/或力传感器具有外表面和/或布置在遮盖部和力传感器之间的中间件具有外表面，该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的对称平面镜像对称、但是该外表面的几何形状关于包含旋转轴线的平面非镜像对称，
或
·遮盖部具有外表面和/或力传感器具有外表面和/或布置在遮盖部和力传感器之间的中间件具有外表面，该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称并且关于包含旋转轴线的平面非镜像对称。
遮盖部、中间件和/或力传感器例如可具有三角形或四角形以及包括奇数角部、例如五角形或七角形的外表面或例如包括梯形的形状或平行四边形的形状的外表面。
在优选的实施方式中在遮盖部和力传感器之间没有中间件，由此本发明通过以下方式实现，即
·遮盖部具有外表面和/或力传感器具有外表面，该外表面的几何形状关于包含旋转轴线的对称平面镜像对称、但是该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称，
或
·遮盖部具有外表面和/或力传感器具有外表面，该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的对称平面镜像对称、但是该外表面的几何形状关于包含旋转轴线的平面非镜像对称，
或
·遮盖部具有外表面和/或力传感器具有外表面，该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称并且关于包含旋转轴线的平面非镜像对称。
在优选的实施方式中遮盖部沿着纵轴线延伸，其中，在特别优选的实施方式中外表面关于包含纵轴线的平面非镜像对称。
在优选的实施方式中力传感器沿着纵轴线延伸，其中，在特别优选的实施方式中外表面关于包含纵轴线的平面非镜像对称。
在优选的实施方式中在遮盖部和力传感器之间布置的中间件沿着纵轴线延伸，其中，在特别优选的实施方式中外表面关于包含纵轴线的平面非镜像对称。
在优选的实施方式中设有张紧螺钉，张紧螺钉的头部布置在遮盖部的槽中并且张紧螺钉与凹部的底部拧紧。尤其优选地，力传感器实施成环形的并且张紧螺钉穿过力传感器。
已经发现，通过根据本发明提出的遮盖部和/或力传感器和/或(如果存在的话)中间件的外表面的造型可实现以下的效果，即
·力传感器在遮盖部仅覆盖带状物的第一部分的运行情况中的测量信号随时间的走向
显著地不同于
·力传感器在遮盖部仅覆盖带状物的与第一部分不同的第二部分的运行情况中的测量信号随时间的走向，
由此可从时间走向的角度来看遮盖部覆盖带状物的程度。
在优选的实施方式中测量辊主体具有成型体所在的凹口。在优选的实施方式中该凹口邻接凹部。在特别优选的实施方式中凹口具有底面，优选平坦的底面。在特别优选的实施方式中凹部通入凹口的底面中。在优选的实施方式中凹部与底面的边缘间隔开地通入底面中、优选在中间通入凹口的底面中。在优选的实施方式中凹部在凹部的底面处开始继续延伸到测量辊主体中、优选沿径向继续延伸到测量辊主体中。
在优选的实施方式中成型体固定、优选拧紧和/或粘结在凹口中。
在凹部通入凹口的底面中的优选实施方式中，至少部分地封闭凹部的遮盖部布置在凹部中并且具有与凹口的底面对齐的外表面。在凹部通入凹口的底面中的替代实施方式中，至少部分地封闭凹部的遮盖部具有在测量辊的径向方向上看比凹口的底面更外部的外表面。在这种实施方式中遮盖部可完全布置在凹部之上以及之外或可从凹部伸入凹口中。在这种实施方式中遮盖部的外表面可与测量辊主体的圆周面对齐和/或与布置在凹口中的成型体的外表面对齐。测量辊主体具有测量辊主体半成品和施加在测量辊主体半成品上的外罩并且遮盖部的外表面与测量辊主体半成品的圆周面对齐和/或与布置在凹口中的成型体的外表面对齐的实施方式也是可能的。
至少部分地布置在凹口中的凹部之上的遮盖部在布置于凹部之上和凹口中的部分中的与通过遮盖部、优选在中间通过遮盖部的测量辊主体径向垂直的尺寸可小于凹部的开口的指向相同方向的尺寸，该凹部以该开口通入凹口的底面中。在替代的实施方式中，遮盖部的布置在凹部之外、但是在凹口之内的部分至少朝一个方向、优选朝两个相对的方向、优选朝多于两个方向突出到凹部的开口上，该凹部以该开口通入凹口的底面中。在优选的实施方式中在仅布置于凹口中的遮盖部中遮盖不是实施成圆的。在遮盖部部分地布置在凹部中且部分地布置在凹口中的优选实施方式中优选遮盖部的布置在凹口中的部分不是实施成圆的。
在优选的实施方式中在凹口中布置有两个成型体。在优选的实施方式中现有的成型体充满凹口或在现有的伸入凹口的空间中的遮盖部充满凹口的还留有的空间。在优选的实施方式中相应的成型体具有与测量辊主体的圆周面或测量辊主体半成品的圆周面对齐的外表面，例如圆周面补充成闭合的圆柱表面。
在优选的实施方式中凹部通入凹口的底面中并且唯一的成型体布置在凹口中，其中，成型体具有在成型体中实施的柱塞，柱塞布置在遮盖部之上，优选地与遮盖部接触。在优选的实施方式中柱塞通过成型体中的切口、优选环形的切口实施。
在优选的实施方式中遮盖部与成型体实施成一件。成型体可具有实施在成型体中的柱塞，柱塞从凹部之上伸入凹部中并且与位于凹部中的力传感器接触。在优选的实施方式中柱塞的多个部分通过切口在成型体之内凹出、优选借助环形的切口。
在优选的实施方式中成型体与通入凹口的底面中的凹部重合。在优选的实施方式中成型体与凹部仅微小地重合。在优选的实施方式中成型体的成型体在凹部上重合的面小于凹部通入凹口的地面中的面(凹部在底面中的开口的面)的30％、尤其优选小于20％、尤其小于10％。
在优选的实施方式中成型体和/或遮盖部实施成覆层，优选独立的构件，该独立的构件实施成例如在3D打印方式中制造的覆层。
根据本发明，遮盖部至少部分地封闭凹部。在优选的实施方式中遮盖部至少部分地封闭凹部，使得遮盖部至少部分地、优选完全地布置在凹部中。遮盖部优选带有环绕的间隙地布置在凹部中。优选地，凹部的形状相应于遮盖部。
优选地，凹部至少在其设置在凹部的径向外端部处的开口的区域中实施成，
·开口具有的几何形状关于包含旋转轴线的对称平面镜像对称、但是其几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称，
或
·开口具有的几何形状关于与旋转轴线垂直的对称平面镜像对称、但是其几何形状关于包含旋转轴线的平面非镜像对称，
或
·开口具有的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称并且关于包含旋转轴线的平面非镜像对称。
然而每种实施方式都可理解为“至少部分地封闭凹部”并且可表述为遮盖部“至少部分地封闭凹部”，其中遮盖部在沿着测量辊主体的径向的观察方向上至少部分地与凹部重合、尤其与设置在凹部的径向外端部的开口重合。这在遮盖部布置在凹部中时实现。但是这也在遮盖部布置在凹部之外以及凹部之上、例如布置在测量辊主体的凹口中并且成型和定位成使得如此成型和定位的遮盖部在沿着测量辊的径向的观察方向上至少部分地与凹部、尤其与设置在凹部的径向外端部上的凹口重合时实现。
遮盖部可如上所述为布置在凹部中的沿着纵轴线延伸的梁。但是遮盖部布置在凹部之外的实施方式也是可能的。在优选的实施方式中在这些实施方式中设有中间件，中间件布置在遮盖部和力传感器之间。优选地，中间件至少在运行情况中以一端部与遮盖部接触并且以相对的端部与力传感器接触。中间件可将施加到遮盖部上的压力传递到力传感器上。
中间件的形状、尤其横截面形状可匹配遮盖部的形状、尤其横截面形状并且可采用遮盖部的非对称的形状、尤其非对称的横截面形状。在此中间件的形状、尤其横截面形状与力传感器的形状、尤其横截面形状不同的实施方式也是可能的。例如遮盖部可具有非对称的横截面形状并且中间件和力传感器具有对称的横截面形状。
中间件的形状、尤其横截面形状可匹配力传感器的形状、尤其横截面形状并且可采用力传感器的非对称的形状、尤其非对称的横截面形状。在此中间件的形状、尤其横截面形状与遮盖部的形状、尤其横截面形状不同的实施方式也是可能的。例如中间件和力传感器可具有非对称的横截面形状并且遮盖部具有对称的横截面形状。
最后中间件具有的形状、尤其横截面形状与遮盖部的横截面形状不同且与力传感器的横截面形状不同的实施方式也是可能的。例如中间件可具有非对称的横截面形状并且遮盖部和力传感器可具有对称的横截面形状。
关于前述实施方式的前述横截面形状尤其涉及在与测量辊主体的径向垂直的平面中的相应横截面形状。
在优选的实施方式中中间件是独立的元件。但是也可想到中间件是主体的形成遮盖部的部分的实施方式。例如主体具有横截面形状为圆形并且用作遮盖部的上部的实施方式是可能的，其中，主体具有形成横截面形状非对称构造的中间件的下部。在优选的实施方式中设有包括用作遮盖部的上部的主体，其中，主体具有形成横截面形状非对称构造的中间件的下部，使得
·设有中间件的指向力传感器的外表面，该外表面的几何形状关于包含旋转轴线的对称平面镜像对称、但是其几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称，
或
·设有中间件的指向力传感器的外表面，该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的对称平面镜像对称、但是其几何形状关于包含旋转轴线的平面非镜像对称，
或
·设有中间件的指向力传感器的外表面，该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称并且关于包含旋转轴线的平面非镜像对称。
在说明书中“覆层”包括材料覆层，借助材料覆层可将尤其由金属构成的层首先点状地、线状地或成排地和/或网格状地施加，以一层或多层叠置地形成三维物体。在覆层时当前施加的层与位于下面的层或如果该层是施加在测量辊主体上的第一层的话与测量辊主体固定连接。可层状地通过计算机控制由一种或多种液态的或固态的物质根据预设的量和形状进行材料施加。在材料施加时可进行物理或化学的固化或熔融过程。借助覆层可产生闭合的基本光滑的表面。覆层可由唯一的层构成。唯一的层可通过其一次性地点状地、线状地或成排地和/或网格状地施加来产生。在这种构造中在一次性产生的第一层上没有其他的层被点状地、线状地或成排地和/或网格状地施加。但是在优选的实施方式中该层结构由优选依次建立的多个层构成。“点状地”理解为以沿着测量辊主体的圆周面没有相对运动的一个工序施加层或层的部分。术语“点状地”不应理解为对以该工序施加的层或层的以该工序施加的部分的尺寸的限制。“点状地”也可意味着施加大面积的层或层的大面积部分，只要该工序沿着测量辊主体的圆周面不能相对运动。
在优选的实施方式中借助印刷通过3D打印机、激光束熔融(LBM)、电子束熔融(EBM)、激光粉末面层焊接、包括送丝的光弧焊接、热浇注、面层焊接、线激光面层焊接、粉末床方法、尤其优选所谓的“选择性激光烧结”(SLS)或所谓的“选择性激光熔融”(SLM)、激光金属沉积(LMD)、超高速激光面层焊接(EHLA)和/或面层钎焊形成覆层。由此可借助基于3D模型的增材制造覆层。例如如果提及制造覆层，则基于3D模型的增材制造包括自由射束粘合剂涂覆、包括定向的能量引入的材料涂覆、材料挤压、自由射束材料涂覆、基于粉末床的熔融、层压、基于浴的光聚合和上述方法的组合。由此凹部单独地或凹部与遮盖部或梁和力传感器可至少部分地封闭，优选完全地封闭。所述方法提供的优点是用于覆层的材料输入部可借助线性轴或机器人在测量辊主体上运动。在此可使用材料混合物或基本上使用纯粹的材料。产生熔体是可能的。尤其可借助激光或电子束产生输入材料的熔体，该熔体施加在测量辊主体上或已经在测量辊主体上的层上。可使得材料作为粉末借助保护气体流或借助送丝机构输送到产生材料熔体的区域中以进行覆层。尤其借助所述方法可执行接合原理，该接合原理尤其是熔融焊接。由此实现材料连接。
在优选的实施方式中覆层具有至少一种适用于焊接的材料、至少一种适用于焊接的合金和/或陶瓷强化颗粒。通过合适地选择用于覆层的材料可符合测量辊的要求和/或在能够良好制造的同时考虑良好的热稳定性。尤其优选地，金属具有高的强度和韧性。特别优选的是铁、钴、镍、铬、钼、钒及其合金，例如铬-钼合金(CrMo)，例如42CrMo4，或铬-钼-钒合金(CrMoVa)，例如86CrMoV7或用于例如钨镍铬合金(WCNiCr)。
在优选的实施方式中覆层具有组分彼此不同的层，由此可考虑层在测量辊主体上的位置的不同要求。例如可将一个层或多个层直接地构造在具有相同物质的凹部上，该物质尤其可以是与测量辊主体的物质相同或类似的物质。在覆层的直接布置在凹部上的层上的一个层或多个层可借助高耐磨物质形成。尤其优选的是碳化硅、碳化钨、碳化钛、碳化钽和/或碳化铬。
在优选的实施方式中测量辊主体实施成层结构。
根据本发明的测量辊具有测量辊主体。优选地，测量辊主体具有闭合的圆周面。在优选的实施方式中测量辊主体是沿着纵轴线延伸的实心辊。实心辊理解为一件式并且形状通过成型工艺、例如浇铸制造和/或几何形状通过分离方法、尤其通过切削、尤其通过车削、钻孔、铣削或磨削由一件式的半成品制造的测量辊主体。在优选的实施方式中在这种构造成实心辊的测量辊主体中分别布置在测量辊的端侧的测量辊销是一件式主体的一部分以使测量辊可转动地支承在例如球轴承中。但是也可想到例如在DE 20 2014 006 820 U1的图2中示出的结构形式，其中测量辊主体的主部分实施成圆柱形的实心辊，实心辊具有布置在端侧的盖，测量辊销实施在盖上。此外，根据本发明的测量辊主体例如可如在DE 20 2014006 820 U1的图3中实施的测量辊主体一样构造，其中测量辊主体构造有模制的销并且将罩管推到测量辊主体上。但是在特别优选的实施方式中测量辊没有罩管，而是实施成实心辊。可想到根据本发明的测量辊主体由各个并排布置的盘片形成，如例如在DE 26 30 410C2中所示。
在根据本发明的测量辊的测量辊主体中设有至少一个凹部。已经发现本发明的优点借助测量辊主体中的唯一的凹部就可实现。因此在平整度测量中可想到提供关于在测量辊上引导的带状物在测量辊每一转中的平整度的信息。
在优选的实施方式中测量辊主体具有多个凹部。在优选的实施方式中凹部相对于测量辊主体的轴线有相同的径向间距。在优选的实施方式中所有凹部沿周向方向彼此等间距地分布布置。但是也可想到如下实施方式，即设有第一组凹部，第一组凹部尤其优选相对于纵轴线有相同的径向间距并且沿周向方向等间距地分布布置，并且除了第一组凹部设有至少另一凹部，另一凹部相对于纵轴线的径向间距与第一组凹部不同地实施和/或沿周向方向与其他的凹部的间距与其余凹部彼此具有的间距不同。因此例如可想到，在平整度测量方面如现有技术的测量辊那样、例如如DE 102 07 501中已知的实心辊或DE 10 2014012 426 A1中已知的测量辊那样实施测量辊，以便为现有技术的测量辊设置实施在网格之外的、例如实施不同测量的另外的凹部来根据本发明进行设计。
在优选的实施方式中测量辊具有轴承销。在优选的实施方式中在测量辊具有端侧的实施方式中轴承销形成在端侧上。
在优选的实施方式中测量辊主体实施成圆柱形。
在优选的实施方式中力传感器具有传感器面，其中力传感器在力传感器的传感器面的位置改变时可生成传感器信号。多个力传感器称为力传感器，因为它们用于测量力、尤其优选压力。为了测量作用在力传感器上的力，力传感器实施成，其具有传感器面并且在传感器面的位置改变时可生成传感器信号。力传感器大多具有属于其的基准系统并且对传感器面在该基准系统中的位置的改变作出反应。一般力传感器具有壳体。基准系统一般是壳体。在这种实施方式中力传感器例如可确定传感器面相对于壳体的位置是否已经改变。例如如果力传感器实施成压电式力传感器，则力传感器具有压电石英，压电石英可在其表面相对于基准面、例如压电石英的相对表面的位置改变时生成电信号，压电石英例如被压缩。在力传感器实施成应变仪时由于力传感器的表面的位置改变使得测量线或由测量线形成的测量格片的长度改变、大多为延展，但是也部分地收缩。在力传感器设计成光学的力传感器时，力传感器的光学特性、例如折射率或反射特性通过表面的位置改变而改变。
根据本发明使用的力传感器具有传感器面，力传感器观察传感器面的位置改变以确定作用在其上的力。可想到传感器面是元件的表面的实施方式，该实施方式的特性发生改变以生成传感器信号，例如压电石英的表面本身。但是一般在这种力传感器中设有中间件，在中间件上形成传感器面。一般这种中间件是刚性块，其中由于块的刚性，通过刚性块的表面的位置的改变直接地引起相对面的位置的改变。这种中间件可用于使传感器面从力传感器的其余部件、尤其从壳体突出。通过使传感器面相对于力传感器的其他部件突出提高了测量精度，因为提供了周边可作用在其上的明确限定的面。通过突出的传感器面例如可防止由于力分流引起的测量误差。根据本发明的力传感器可如例如DE 1 773 551 A1中示出的力传感器那样实施并且具有布置在壳体中、由多层的晶体组件构成的压电元件，压电元件布置在两个力传动盘之间。在这种实施方式中传感器面是DE 1 773 551 A1的图1中上部的力传动盘的外表面或是DE 1 773 551 A1的图1中下部的力传动盘的外表面。
在优选的实施方式中传感器面实施成平坦的。在优选的实施方式中力传感器的平坦的传感器面的面法线指向圆周面的方向。
在优选的实施方式中实施成平坦的传感器面的面法线在传感器面的传感器面与测量辊主体的径向相交的点处与测量辊的径向所成的角小于45°、尤其优选小于20°、尤其优选小于10°、尤其优选小于5°。
在优选的实施方式中在根据本发明的测量辊中使用的力传感器的传感器面是平坦的面。
在优选的实施方式中传感器面是从力传感器的其余元件抬升的、与朝向圆周面封闭的遮盖部的凹部接触的面。
在优选的实施方式中至少两个在根据本发明的测量辊中使用的力传感器、尤其优选多个在根据本发明的测量辊中使用的力传感器、尤其优选所有在根据本发明的测量辊中使用的力传感器同样地实施，因此相同类型地实施并且尤其相同的结构类型地实施、尤其优选完全一致地构造。
在优选的实施方式中测量辊具有多个力传感器，力传感器都布置在凹部中。尤其优选地，多于5个、尤其优选多于7个、尤其优选多于10个、尤其优选多于15个力传感器布置在凹部中。
根据本发明的测量辊尤其优选应用在冷轧或热轧金属带材时确定金属带材的特性、尤其用于确定金属带的平整度。其他的应用领域可为继续加工线，例如平整机(平整机组)、带钢退火线、镀锌线、拉弯矫直设备。
附图说明
下面根据附图中示出的实施例详细描述本发明。在附图中示出：
图1示出了根据本发明的用于确定带材棱边位置的测量辊的示意图；
图2示出了测量辊的测量辊主体的在一平面中开卷的圆周面和在该圆周面上运行的带状物的示意图；
图3示出了测量辊和在测量辊主体中实施的凹部的一部分的示意性剖视图，在凹部中设有布置在凹部中的梁和第一力传感器及第二力传感器；
图4示出了根据图2的示意图的局部；
图5示出了根据本发明的测量辊的圆周面的一部分的俯视图；
图6示出了根据本发明的测量辊的一部分的沿图5中的剖切线A-A的剖视图；
图7示出了根据本发明的测量辊的一部分的沿图5中的剖切线B-B的剖视图；
图8示出了根据本发明的测量辊的另一实施方式的一部分的与图6的视图类似的剖视图；
图9示出了测量辊的力传感器的示意性俯视图；
图10示出了测量辊的中间件和力传感器的示意性俯视图；
图11示出了测量辊的中间件和力传感器的示意性俯视图；
图12示出了作用到测量辊上的力的示意图。
具体实施方式
根据图1，根据本发明需要用于带材棱边位置的测量辊1具有销2并且具有实施成实心辊的测量辊主体1a。测量辊主体1a具有旋转轴线A，旋转轴线同时是测量辊主体1a的纵轴线A。
测量辊主体1a实施成圆柱体并且具有圆周面1b。圆柱形的测量辊主体1a的圆周面1b在图2中作为开卷的面示出。
图1中示出的实施方式具有两个凹部300。在两个凹部300中分别布置有一梁301。各个梁301沿着纵轴线302延伸。在图1示出的实施方式中，各个梁301实施成大致矩形的并且在其端部上具有半圆形的端部，因此梁301的端面是弯曲的面，即圆柱体的子面。在图2示出的实施方式中端面是平坦的面。
在图1示出的实施方式中在每个凹部300中布置有第一力传感器303和第二力传感器304。各个梁301在凹部内支撑在第一力传感器303和第二力传感器304上。各个梁301的相应的纵轴线302未平行于测量辊主体1a的旋转轴线A伸延并且未在与测量辊主体1a的旋转轴线A垂直的平面中伸延。梁301倾斜地在测量辊主体1a上伸延。
在图1中示出了测量辊主体1a的中间平面305。中间平面305垂直于测量辊主体1a的旋转轴线A伸延并且布置在测量辊主体1a的一端部306和与第一端部306相对的第二端部307之间的中间。
第一梁301具有第一端部308和与第一端部308相对的第二端部309，其中，第一梁301的第一端部308和第二端部309布置在中间平面305的一侧上。第二梁301具有第一端部310和与第一端部310相对的第二端部311，其中，第二梁301的第一端部310和第二端部311布置在中间平面305的相对侧上。第一梁301和第二梁301都与中间平面不交叉。第一梁301和第二梁301实施成，
·第一梁301的第一端部308距离测量辊主体1a的第一端部306比距离中间平面305更近地布置，
·第一梁301的第二端部309距离中间平面305比距离测量辊主体1a的第一端部308更近地布置，
·第二梁301的第一端部310距离测量辊主体1a的第二端部307比距离中间平面305更近地布置，
·第二梁301的第二端部311距离中间平面305比第一端部310更近地布置，
·第一梁301的第一端部308和第二梁301的第一端部310布置在一条线312上，该线平行于测量辊主体1a的旋转轴线A伸延。
第一梁301和第二梁301关于中间平面305镜面对称。
图3示出了梁301具有上侧313和下侧314。上侧313比下侧314沿径向更靠外布置。上侧布置在弯曲的面315中，弯曲的面是圆柱形的并且平行于测量辊主体1a的圆柱形的圆周面1b伸延。
图3示出了覆层316，覆层从上方施加到梁301的上侧313上。通过覆层316封闭凹部300并且产生测量辊主体1a的闭合的圆周面1b。覆层316可通过增材制造方法制成。覆层316可通过面层焊接制成。覆层316可在3D打印、尤其优选整个测量辊主体1a的3D打印的过程中制成。
为了确定带状物318(带材318)的带材棱边317的位置将带材318在测量辊1上引导，使得带材以接触角ALPHA(参见图12)围绕测量辊。通过带材318的运动使得测量辊1围绕旋转轴线A转动。作为补充可设置驱动器，驱动器辅助测量辊1围绕旋转轴线转动。
在图2以及图4中部分地示出了带材318。为了更清楚起见，带材318在带材318首次与第一梁301接触(碰撞点(Auflaufpunkt)319)的线处已被切断。实际中在图2和图4中带材318从切割棱边320还进一步向右延伸。带材318朝箭头321的方向在测量辊1上运动。通过该运动，带材318使得测量辊1同样朝箭头321的方向转动。通过测量辊1的转动使得第一梁301和第二梁302在测量辊1的每转中都与带材318接触一次。由于梁301的倾斜位置，相应的梁301作为每转首次与带材318接触(相应的碰撞点319)的点的位置与带材棱边317相对于中间平面305的位置相关或与带材棱边317相对于第一端部306的位置相关或与带材棱边317相对于第二端部307的位置相关。在图2和图4示出的运行情况中上部的带材棱边317比下部的带材棱边317距离中间平面305更远。上部的带材棱边317与测量辊主体1a的第一端部306的间距小于下部的带材棱边317与测量辊主体1a的第二端部307的间距更小。因此，上部的带材棱边317在第一梁301上的碰撞点319与第一梁301的第一端部308的间距小于下部的带材棱边317在第二梁301上的碰撞点319与第二梁301的第一端部310的间距。在图2和图4示出的运行情况中上部的带材棱边317恰好碰撞在第一梁301上，而下部的带材棱边317还未碰撞到第二梁301上。支撑第一梁301的力传感器发出信号。支撑第二梁301的力传感器还没有发出信号。
图4示出了带材棱边317与测量辊1的第一端部306的间距可通过公式by＝b–(ax/tan(BETA))
计算，其中，
b＝梁301的第二端部309的与中间平面305最近布置的点的轴向间距；
ax＝沿周向方向在梁301的第二端部309的与中间平面305最近布置的点和碰撞点319(测量信号首次发出)之间的间距；
BETA＝辊轴线和梁之间的角。
间距ax可经由转动编码器得出。转动编码器也可用于解析力传感器关于转动角的信号。因此可确定在哪个转动角时首次发出力传感器的信号。例如如果在表格中存储在哪个转动角时存在哪个间距ax，则可从对力传感器关于转动角的信号的监控中确定值ax。如果首次发出信号确定和输出在哪个转动角进行首次发出，则可经由转动角和转动角与ax之间的对应表格得出属于该转动角的值ax。
图1示出测量辊仅可实施成确定带材棱边位置以及如果期望的话借助带材棱边位置确定带材宽度。对于这种应用测量辊1仅配备两个梁301。
图2示出了需要用于确定带材棱边位置的梁301可与另外的凹部中的例如用于确定平整度的另外的力传感器组合。因此图2示出了第一排凹部203和第二排凹部203。
在图1、图2示出的实施方式中，实施成梁301的遮盖部实施成，使得其具有几何形状不仅关于与旋转轴线A垂直的平面非镜面对称，而且关于包含旋转轴线A的平面非镜面对称的外表面。
图5示出了根据本发明的测量辊1的外表面的一部分的俯视图。测量辊1具有凹口400。在凹口400中布置有两个成型体401和402以及遮盖部403。在图5的与沿着测量辊主体1a的径向的俯视图相应的俯视图中遮盖部403具有梯形的横截面形状。遮盖部通过张紧螺钉404保持。成型体401、402借助固紧螺钉405保持。在图5中标出了测量辊主体1a的旋转轴线A。图5示出了遮盖部403实施成，
·遮盖部403具有几何形状不仅关于与旋转轴线A垂直的平面非镜面对称，而且关于包含旋转轴线A的平面非镜面对称的外表面。
图6、图7示出了在遮盖部403和力传感器406之间布置有中间件407。中间件407实施成梯级的，但是在垂直于固紧螺钉404的纵轴线的横截面中实施成对称的、即圆形。力传感器406实施成圆环状地围绕固紧螺钉404的纵轴线。
图6示出了成型体401、402伸出到测量辊主体1a中的凹部408之上。
测量辊主体1a中的凹口400具有平坦的底面409。
图8示出了遮盖部403和成型体401、402可为一件式主体的一部分。在主体中可设有实施在其中的柱塞410，柱塞布置在中间件407之上，优选与中间件407接触。柱塞410通过主体中的环形的切口411实施。
图9示出了力传感器412的俯视图，力传感器布置在测量辊主体1a中的未详细示出的相同成型的凹部中。旋转轴线A在图9中示出。图9示出了一种结构形式，其中
·力传感器412具有几何形状不仅关于与旋转轴线A垂直的平面非镜面对称，而且关于包含旋转轴线A的平面非镜面对称的外表面。
图10示出了(虚线示出的圆形的)力传感器413的俯视图，力传感器布置在测量辊主体1a中的未详细示出的相同成型的凹部中。在力传感器413之上以及在(图10中未示出的)遮盖部之下设有中间件414。旋转轴线A在图10中示出。图10示出了一种结构形式，其中
·布置在遮盖部和力传感器413之间的中间件414具有几何形状关于包含旋转轴线A的对称平面镜面对称，但是几何形状关于与旋转轴线A垂直的平面非镜面对称的外表面。
图11示出了(虚线示出的圆形的)力传感器414的俯视图，力传感器布置在测量辊主体1a中的未详细示出的相同成型的凹部中。在力传感器415之上以及在(图10中未示出的)遮盖部之下设有中间件416。旋转轴线A在图11中示出。图11示出了一种结构形式，其中
·布置在遮盖部和力传感器415之间的中间件416具有几何形状不仅关于与旋转轴线A垂直的平面非镜面对称，而且关于包含旋转轴线A的平面非镜面对称的外表面。
图12示出了通过部分地环绕测量辊1、在带材张力下的金属带施加到测量辊1上的力。布置在测量辊1中的凹部中的石英力传感器产生电荷。电荷与石英施加的力成正比。
通常以I单位(I-Units)测量的一般代表带材平整度的带材长度偏差可基于以下关系式计算：
凹口的径向力，单位N
FR,i
凹口的拉力，单位N
FZ,i＝FR,i/(2x sinα/2)
α＝围绕测量辊的带材偏转角
凹口的拉应力，单位N/mm2
Figure BDA0003655385190000241
bEl＝测量区宽度
d＝带材厚度
拉应力偏差，单位N/mm2
Figure BDA0003655385190000242
Figure BDA0003655385190000243
带材长度偏差，单位μm/m
Figure BDA0003655385190000251
E＝E模量(EStahl＝2.06x105 N/mm2)
带材长度偏差，单位I-Unit
Figure BDA0003655385190000252
E＝E模量(EStahl＝2.06x105 N/mm2)
示例：
石英力传感器：灵敏度＝4.2pC/N
传感器上的电荷：＝210pC
传感器上的力：FR,i＝50N
FZ,i＝50/(2x0.342/2)＝146.19Nα＝20°
Figure BDA0003655385190000253
Figure BDA0003655385190000254
Figure BDA0003655385190000255
E＝E模量(EStahl＝2.06x105N/mm2)
Figure BDA0003655385190000256

Claims (7)

1.一种用于确定在测量辊上引导的带状物(318)、尤其金属带的特性的测量辊(1)，所述测量辊具有
·具有圆周面(1b)的测量辊主体(1a)，
·测量辊主体(1a)中的至少一个凹部(203、300、408)，
·布置在所述凹部(203、300、408)中的力传感器(303、304、406、412、413、415)，以及
·遮盖部(403)，所述遮盖部至少部分地封闭所述凹部(203、300、408)并且所述遮盖部在所述测量辊主体(1a)的径向方向上看布置在所述力传感器(303、304、406、412、413、415)之上，
其中，所述测量辊主体(1a)具有旋转轴线(A)，其特征在于，
·所述遮盖部具有外表面和/或所述力传感器具有外表面和/或布置在所述遮盖部和所述力传感器之间的中间件(414)具有外表面，所述外表面的几何形状关于包含旋转轴线的对称平面镜像对称、但是该外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称，
或
·所述遮盖部具有外表面和/或所述力传感器具有外表面和/或布置在所述遮盖部和所述力传感器之间的中间件具有外表面，所述外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的对称平面镜像对称、但是所述外表面的几何形状关于包含旋转轴线的平面非镜像对称，
或
·所述遮盖部(403)具有外表面和/或所述力传感器(412)具有外表面和/或布置在所述遮盖部和所述力传感器(415)之间的中间件(416)具有外表面，所述外表面的几何形状关于与旋转轴线垂直的平面非镜像对称并且关于包含旋转轴线的平面非镜像对称。
2.一种测量辊(1)的应用，所述测量辊适用于确定在测量辊上引导的带状物(318)、尤其金属带的特性并且所述测量辊具有
·具有圆周面(1b)的测量辊主体(1a)，
·测量辊主体(1a)中的至少一个凹部(203、300、408)，
·布置在所述凹部(203、300、408)中的至少一个梁(301)，所述至少一个梁沿着纵轴线(302)延伸，以及
·布置在所述凹部(203、300、408)中的力传感器(303、304、406、412、413、415)，
其中，所述梁(301)在所述凹部(203、300、408)内支撑在所述力传感器(303、304、406、412、413、415)上，并且其中，所述测量辊主体(1a)沿着旋转轴线(A)延伸，并且所述梁(301)的纵轴线(302)不平行于测量辊主体(1a)的旋转轴线(A)，且所述梁(301)的纵轴线(302)不在与所述测量辊主体(1a)的旋转轴线(A)垂直的平面中伸延，以便在所述带状物(318)在所述测量辊(1)上引导时确定所述带状物(318)的带材棱边(317)相对于基准点或基准线或基准平面的位置。
3.一种在带状物在测量辊上引导时确定所述带状物的带材棱边相对于基准点或基准线或基准平面的位置的方法，其中，
·所述带状物在测量辊上引导，其中所述测量辊具有
·具有圆周面(1b)的测量辊主体(1a)，
·在所述测量辊主体(1a)中的至少一个凹部(203、300、408)，
·布置在所述凹部(203、300、408)中的至少一个梁(301)，所述梁沿着纵轴线(202)延伸，以及
·布置在所述凹部(203、300、408)中的力传感器(303、304、406、412、413、415)，
其中，所述梁(301)在所述凹部(203、300、408)中支撑在所述力传感器(303、304、406、412、413、415)上，并且其中，所述测量辊主体(1a)沿着旋转轴线(A)延伸并且所述梁(301)的纵轴线(302)不平行于所述测量辊主体(1a)的旋转轴线(A)且所述梁(301)的纵轴线(302)不在与所述测量辊主体(1a)的旋转轴线(A)垂直的平面中伸延，
·其中，所述带状物(318)在所述测量辊(1)上引导，使得所述带状物(318)的带材棱边(317)在所述测量辊(1)转一周期间都到达在所述测量辊主体(1a)的径向方向上看所述梁(301)之上的位置一次，
·由所述力传感器(303、304、406、412、413、415)的测量信号中确定所述带状物(318)的带材棱边(317)相对于基准点或基准线或基准面的位置。
4.根据权利要求2所述的应用或根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测量辊(1)具有布置在所述凹部(300)中的第一力传感器(303)和布置在所述凹部(300)中的第二力传感器(304)，其中，所述梁(301)在所述凹部(300)内支撑在所述第一力传感器(303)上以及所述第二力传感器(304)上。
5.根据权利要求2或4所述的应用或根据权利要求3或4所述的方法或根据权利要求1所述的测量辊，其特征在于，在所述凹部(202、300、408)上构造有覆层。
6.根据权利要求2、4或5之一所述的应用或根据权利要求3、4或5之一所述的方法或根据权利要求1或5所述的测量辊，其特征在于，所述测量辊主体(1a)具有罩壳。
7.一种适用于确定在测量辊(1)上引导的带状物(318)、尤其金属带的特性的测量辊(1)，所述测量辊具有
·具有圆周面(1b)的测量辊主体(1a)，
·测量辊主体(1a)中的至少一个凹部(203、300、408)，其中，所述第一凹部(300)具有第一横截面形状，
·布置在所述第一凹部(203、300、408)中的至少一个梁(301)，所述梁沿着纵轴线(302)延伸，以及
·布置在所述凹部(203、300、408)中的力传感器(303、304、406、412、413、415)，
其中，所述梁(301)在所述第一凹部(203、300、408)中支撑在所述力传感器(303、304、406、412、413、415)上，并且其中，所述测量辊主体(1a)沿着旋转轴线(A)延伸并且所述梁(301)的纵轴线(302)不平行于所述测量辊主体(1a)的旋转轴线(A)且所述梁(301)的纵轴线(302)不在与所述测量辊主体(1a)的旋转轴线(A)垂直的平面中伸延，其特征在于，在所述测量辊主体(1a)中设有至少一个另外的凹部(203)，其中，在另外的凹部(203)中布置有第二力传感器(304)并且所述另外的凹部(203)具有与第一横截面形状不同的第二横截面形状。
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