DE1024264B

DE1024264B - Dehnungsmesser

Info

Publication number: DE1024264B
Application number: DEU3840A
Authority: DE
Inventors: William Emerson Coleman; James Anthony Milnes
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1955-07-01
Filing date: 1956-04-14
Publication date: 1958-02-13
Also published as: FR1154470A; US2852195A; BE548026A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Dehnung eines ein Walzwerk durchlaufenden Bandes unter Anwendung eines vor dem Walzwerk und eines hinter dem Walzwerk angeordneten, eine elektrische Meßgröße erzeugenden, die Geschwindigkeit des in das Walzwerk eintretenden bzw. des aus dem Walzwerk austretenden Bandes messenden Geschwindigkeitsmessers. Bei einer bekannten Anordnung hat man die Dehnungsmessung in der Weise durchgeführt, daß die vor dem Walzwerk und hinter dem Walzwerk angeordneten Geschwindigkeitsmesser als Tachometerdynamos ausgebildet wurden und die erzeugten Tachometerspannungen in einem Quotientenmeßwerk verglichen wurden.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Geschwindigkeitsmesser elektrische Impulse erzeugen, deren Impulsfrequenz der Bandgeschwindigkeit entspricht und die zwei elektrischen Zählgeräten zugeführt werden, und daß die von dem einen Geschwindigkeitsmesser erzeugten Impulse dem ersten Zählgerät zugeführt werden, in welchem nach einer vorbestimmten Anzahl Impulse ein die Zählstufe des Zählgerätes löschender Löschimpuls erzeugt wird und welches dabei gleichzeitig einen Steuerimpuls an ein zweites Zählgerät abgibt, der eine in dem zweiten Zählgerät vorgesehene »Flip-Flop «-Stufe steuert, und daß die von dem zweiten Geschwindigkeitsmesser erzeugten Impulse über ein in dem zweiten Zählgerät vorgesehenes Impulstor der Zählstufe des Zählgerätes zugeführt werden und die Ausgangsspannungen der »Flip-Flop«-Stufe einerseits dem Impulstor als Sperr- bzw. Entsperrspannungen und andererseits der Zählstufe zugeführt werden, dergestalt, daß beim Übergang des Impulstors vom gesperrten in den entsperrten Zustand die Zählstufe von der »Flip-Flop«-Stufe einen Löschimpuls erhält, während beim Übergang des Impulstors vom entsperrten in den gesperrten Zustand die Zählstufe von der »Flip-Flop«-Stufe unbeeinflußt bleibt.

Die Erfindung sieht also vor, daß die Geschwindigkeitsmesser elektrische Impulse erzeugen, deren Impulsfrequenz der Bandgeschwindigkeit entspricht, und daß die vor und hinter dem Walzwerk erzeugten Impulse je in einem Zählwerk gezählt werden. Wenn das eine Zählwerk eine bestimmte Anzahl Impulse gezählt hat, wird ein Löschimpuls erzeugt, welcher bewirkt, daß dieses Zählwerk von frischem zu zählen beginnt, während gleichzeitig der das erste Zählwerk löschende Impuls das zweite Zählwerk sperrt, so daß das zweite Zählwerk während des zweiten Zählzyklus des ersten Zählwerkes die zuvor gezählte Ziffer gespeichert behält.

Es findet also eine stationäre Anzeige des Zählergebnisses des ersten Zählzyklus statt. Ist dann der zweite Zählzyklus beendet, so wird auch das zweite Zählwerk gelöscht, und es beginnt ein neuer Zählvorgang beider Zählwerke. Eine solche Betriebsweise gestattet es auch, nach Wunsch einen vollautomatischen Betrieb aufzuführen.

Dehnungsmesser

Anmelder:

United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
Schramberg (Württ), Schiltachstr. 59

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juli 1955

William Emerson Coleman, Monroeville, Pa.,

und James Anthony Milnes, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

Das Grundprinzip, welches bei der Erfindung in An-Wendung gelangt, entspricht in gewisser Weise einem bekannten Verfahren zur Prüfung von Elektrizitätszählern. Dieses Verfahren sieht vor, daß von einem Normalzähler und einem zu prüfenden Zähler Impulse abgegeben werden, und es findet dabei ein Hochzählen der von dem Prüfling erzeugten Impulse während einer durch den Normalzähler bestimmten Zeitspanne statt. Es muß dabei von Hand, wenn der Prüfvorgang beendet ist, die Prüfvorrichtung, d. h. das die Impulse des Prüflings zählende Zählwerk, in die Ausgangsstellung gebracht werden, bevor ein neuer Prüfvorgang beginnt.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung, in welcher die einzige Figur eine schematische Ansicht des Dehnungsmessers in Verbindung mit einem Walzwerk ist.

In der Zeichnung bezeichnet 2 einen Abwickler als Lagerung für eine Bandspule. Band S1 läuft vom Abwickler 2 über Laufrolle 4 und Stützrolle 6 und dann durch die Arbeitswalzen 8 eines Walzwerks, wo es auf dünnere Stärke ausgewalzt wird. Das gewalzte Band S 2 wandert dann über eine Laufrolle 10, eine Spann- und Führungsrolle 12 und 14 zu einem Aufwickler 16. Die beschriebene Einrichtung ist üblicher Art, und es können selbstverständlich bestimmte Teile fehlen oder andere zugeordnet werden. Das Band bleibt über seine ganze

709 879/185

Länge vom Abwickler 2 zum Aufwickler 16 gespannt, so daß kein Durchhang auftritt. Die Laufrolle 4 ist mit einem normalen, elektrische Impulse für einen Drehzahlmesser erzeugenden Generator 18, nachstehend "Tachometer-Generator« genannt, über Wellen 20 und 22 und Getriebe 24 verbunden. Der Tachometer-Generator 18 besteht aus einem Rotor 182? und einem Magnetabnehmerkopf 18 H. Der Rotor 18 R kann eine Anzahl peripher angeordnete Zähne oder Magnete aufweisen, so daß eine Vielzahl elektrischer Impulse bei jeder Umdrehung des Rotors erzeugt wird. Die Rolle 12 ist in gleicher Weise mit einem zweiten impulserzeugenden Tachometer-Generator 26 über Wellen 28 und 30 und Getriebe 32 verbunden. Der Generator 26 besteht aus einem Rotor 26 R und einem Magnetabnehmerkopf 26H. Der Tachometer-Generator 18 ist über Drähte 36 an ein Einstellzählwerk 34 angeschlossen. Der Zähler 34 enthält einen an die Drähte 36 geschalteten Spannungsverstärker, ein an den Ausgang des Verstärkers 38 geschaltetes Zählwerk 40, einen bei Übereinstimmung von Zählwerks- und Einstellwerten wirksam werdenden Detektor 42 und eine Schaltmatrix 44. Der Detektor 42 ist mit dem Zählwerk 40 über Drähte 46 und die Schaltmatrix 44 mit dem Zählwerk 40 über Drähte 48 verbunden. Der Detektor 42 ist ferner mittels Drähte 50 an ein Meßgerät 52 zur Registrierung der Impulse pro Zeiteinheit angeschlossen. Das Meßinstrument 52 umfaßt einen Flip-Flop-Kreis 54, ein Impulstor (gate) 56, ein Zählwerk 58 und einen Spannungsverstärker 60. Der Flip-Flop-Kreis 54 und das Impuls-Während vorstehendes stattfindet, wird der Rotor 26 R mit einer Umlaufgeschwindigkeit gedreht, die der Drehzahl des Bandes S2 entspricht. Dies erzeugt Impulse, die durch den Abnehmerkopf 26H übernommen und durch Drähte 70 auf den Verstärker 60 gegeben werden. Der Flip-Flop-Kreis 54 gibt abwechselnd positive und negative Impulse ab. Wenn der erste Impuls aus dem Detektor 42 in den Flip-Flop-Kreis 54 gelangt, gibt der letztere einen negativen Impuls ab, der das Impulstor 56 öffnet und den

ίο Zähler 58 auf Null zurückstellt. Da das Impulstor 56 geöffnet ist, gelangen Impulse aus dem Verstärker 60 durch sie zum Zähler 58, der die Zahl der Impulse registriert, bis die eingestellte Zahl auf dem Zählwerk 40 erreicht ist. Wenn dies eintritt, wird ein Impuls aus dem

Detektor 42 dem Flip-Flop-Kreis zugeführt, wodurch dieser einen positiven Impuls abgibt, der das Impulstor 56 schließt, jedoch keine Wirkung auf das Zählwerk 58 hat. Die aufaddierte Zahl bleibt auf dem Zählwerk 58 bestehen, bis die wieder eingestellte Zahl am Zählwerk 40 erscheint, zu welchem Zeitpunkt der Impuls aus dem Detektor 42 dem Flip-Flop-Kreis 54 zugeführt wird und diesen zur Abgabe, eines negativen Impulses veranlaßt, welcher das Impulstor 56 öffnet und das Zählwerk 58 auf Null zurückstellt. Für jede zweite Auf addier ung des Zählwerkes 40 bis zu der eingestellten Zahl zählt das Zählwerk 58 die Impulse aus dem Generator 26, und die so bestimmte Zahl bleibt auf dem Zählwerk 58 während der dazwischenliegenden Aufaddierung auf dem Zählwerk 40 gespeichert. Wenn das Zählwerk 58 1010 Impulse

tor 56 bilden zusammen einen elektronischen Schalter. 30 verzeichnet, während die eingestellte Zahl 1000 auf'dem Der Flip-Flop-Kreis 54 kann eine beliebige bekannte Zählwerk 40 aufaddiert wird, so erhellt daraus, daß das

Ausführung darstellen, und das Impulstor 56 kann aus einer einzigen Elektronenröhre bestehen. Der Flip-Flop-Kreis 54 ist an das Impulstor 56 mittels Drähte 62 und an das Zählwerk 58 mittels Drähte 64 angeschlossen. Das Impulstor 56 und das Zählwerk 58 sind durch Drähte 66 miteinander verbunden. Der Verstärker 60 ist über die Drähte 68 an das Impulstor 56 gelegt. Der Abnehmerkopf 26 H liegt über Drähte 70 am Verstärker 60. Der Ausgang des Meßinstrumentes kann mit einem Schreibgerät 72 verbunden sein, um eine laufende Registrierung der Dehnung zu erhalten, und/oder mit einem ferngesteuerten Anzeigeinstrument 76, das in der Nähe der Walzwerks-Bedienungsperson untergebracht werden kann.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Unter der Voraussetzung, daß die Generatoren 18 und 26 gleichartig sind und das Format der Rollen 4 und 12 sowie die Anordnung der Getriebeübersetzungen 24 und 32 derart sind, daß die Rotoren 18 R und 26 R mit gleicher Drehzahl umlaufen, wenn das Band nicht ausgewalzt wird, kann die einzustellende Zahl mit 1000 gewählt und in der Schaltmatrix 44 eingestellt werden. Wenn das Band Sl über die Walze 4 abläuft, dreht es den Rotor 18 R mit einer Geschwindigkeit, die der Drehzahl des einlaufenden Bandes proportional ist. Hierdurch werden Spannungsimpulse erzeugt, die durch den Abnehmerkopf 18 H gleichgerichtet und über Drähte 36 auf den Verstärker 38 übertragen werden, wo sie verstärkt und zum Zählwerk 40 geleitet werden. Jeder Impuls addiert eine Zahl zu der auf dem Zählwerk 40 erscheinenden, und wenn die angesammelte Zahl der in der Schaltmatrix 44 eingestellten entspricht, wird ein Impuls in dem Detektor 42 erzeugt. Dieser Impuls wird auf das Zählwerk 40 über Drähte 46 zurückübertragen, wodurch der Zähler auf Null zurückgestellt wird. Das Zählwerk beginnt dann sofort wieder mit dem Aufaddieren der eingestellten Anzahl von Zählungen. Jedesmal wenn die eingestellte Zahl erreicht wird, wird der Ausgangsimpuls vom Detektor 42 über die Drähte 50 auf den Flip-Flop-Kreis 54 übertragen.

Band eine Dehnung um 1 ° ₀ erfahren hat. Mit anderen Worten, die prozentuale Dehnung wird durch die zweite Ziffernstelle auf dem Zählwerk 58 angegeben. Wenn größere Genauigkeit gewünscht wird, kann die eingestellte Zahl mit 10000 festgelegt werden, so daß die Dehnung auf ¹Z₁₀₀ ⁰O genau bestimmt wird. In den meisten Fällen wird das Verhältnis zwischen den Drehzahlen der Rotoren 18 R und 26R nicht wie oben angegeben werden, wenn die Walzen 4 und 12 Größenunterschiede aufweisen. Die Eichung und/oder Nacheichung des Dehnungsmessers unter diesen Bedingungen wird wie folgt ausgeführt: Die Beziehung zwischen der Zahl C₁ der vom Generator 18 erzeugten Impulse während derjenigen Zeit, in der X₁ Längeneinheiten des Bandes 51 über der Rolle 4 ablaufen, und der Zahl von Längeneinheiten A₁ des Bandes S1, die pro Impuls des Generators 18 über die Rolle 4 laufen, ist durch die Gleichung

C₁ =

gegeben. Ebenso wird die Zahl der Impulse C₂, die durch den Impulsgenerator 26 während derselben Zeit erzeugt werden, durch die Gleichung

ausgedrückt, worin A₂ die Zahl Längeneinheiten des Bandes S2 bezeichnet, die über die Spannrolle 12 laufen, während X₁ Längeneinheiten die Rolle 4 passieren, und k_% die Zahl der über die Rolle 12 pro Impuls aus Generator 26 ablaufenden Längeneinheiten des Bandes S2 bezeichnet. Nun ist

= X₁ +

= X

(1 + rt),

worin α der prozentualen Dehnung des Bandes gleich-

kommt. Durch Substitution der Gleichungen (1) und (3) in Gleichung (2) zeigt sich, daß

X₁ (1 + a) C₁A₁ (1 + a)

C₉ =

kn

(4)

It₁

Wenn nun C₁ = 1000 ~, ergibt sich durch Substitution in Gleichung (4), daß

C₂ = 1000 A. A (I ₊β) = 1000(1 + α). (5) ίο

A₁ /Sg

Wenn daher das Zählwerk 34 auf die dem Wert 1000

entsprechende Zahl eingestellt wird, zählt das Zählwerk 52 bis zu der dem Wert 1000 (1 + a) entsprechenden Zahl während der Zeit, welche das Zählwerk 34 zum Erreichen der eingestellten Zahl benötigt. Angenommen, daß die Durchmesser der Rollen 4 und 12 357 bzw. 690 mm betragen, daß die Übersetzungsverhältnisse der Getriebe 24 und 32 52 : 23 bzw. 127 : 33 betragen und daß die Tachometer-Generatoren 18 und 26 14 bzw. 24 Impulse pro Umdrehung erzeugen, ergibt sich, daß

π ■ 357

¹ 14-52:23

oder 35,4 mm Band pro Impuls und daß

π -690

² ~"

24ΤΊ27733"

oder 20,6 mm Band pro Impuls. Daher ist

C₁ = 1000 A = annähernd 582.

R₁

35

Unter diesen Bedingungen wird die Zahl 582 auf dem Zählwerk 34 eingestellt. Findet keine Dehnung statt, ergibt sich, daß C₂ = 1000 · (1 + 0) oder 1000. Wenn die Dehnung 1 % beträgt, so gibt das Zählwerk 38 1000 · (1 + 0,01) oder 1010 an. Hieraus ist ersichtlich, daß je zehn Impulse aus dem Tachometer 26 über 1000 hinaus einer Dehnung von 1 % entsprechen. Da das Zählwerk bis auf ± 1 Zählung genau ist, wird die gemessene Dehnung ± 0,1 °/₀ genau sein. Wird eine größere Genauigkeit gewünscht, müßte das Zählwerk 34 auf 5820 eingestellt werden, so daß 100 Impulse aus dem Tachometer 26 einer Dehnung von 1 °/₀ entsprechen und die Genauigkeit ± 0,01 °/₀ beträgt.

Wenn auch im vorstehenden die Erfindung nur an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht und beschrieben wurde, sind doch noch andere Anwendungen und Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen des angeschlossenen Anspruches zu überschreiten.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Anordnung zur Bestimmung der Dehnung eines ein Walzwerk durchlaufenden Bandes unter Anwendung eines vor dem Walzwerk und eines hinter dem Walzwerk angeordneten, eine elektrische Meßgröße erzeugenden, die Geschwindigkeit des in das Walzwerk eintretenden bzw. aus dem Walzwerk austretenden Bandes messenden Geschwindigkeitsmessers, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmesser (18, 26) elektrische Impulse erzeugen, deren Impulsfrequenz der Bandgeschwindigkeit entspricht und die zwei elektrischen Zählgeräten (34, 52) zugeführt werden, und daß die von dem einen Geschwindigkeitsmesser (18) erzeugten Impulse dem ersten Zählgerät (34) zugeführt werden, in welchem nach einer vorbestimmten Anzahl Impulse ein die Zählstufe (40) des Zählgerätes (34) löschender Löschimpuls erzeugt wird und welches dabei gleichzeitig einen Steuerimpuls an ein zweites Zählgerät (52) abgibt, der eine in dem zweiten Zählgerät (52) vorgesehene .»Flip-Flop «-Stufe (54) steuert, und daß die von dem zweiten Geschwindigkeitsmesser (26) erzeugten Impulse über ein in dem zweiten Zählgerät (52) vorgesehenes Impulstor (56) der Zählstufe (58) des Zählgerätes (52) zugeführt werden und die Ausgangsspannungen der " Flip-Flop «-Stufe (54) einerseits dem Impulstor (56) als Sperr- bzw. Entsperrspannungen und andererseits der Zählstufe (58) zugeführt werden, dergestalt, daß beim Übergang des Impulstors (56) vom gesperrten in den entsperrten Zustand die Zählstufe (58) von der -" Flip-Flop «r-Stufe (54) einen Löschimpuls erhält, während beim Übergang des Impulstors (56) vom entsperrten in den gesperrten Zustand die Zählstufe (58) von der »Flip-Flop«-Stufe (54) unbeeinflußt bleibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 621 409, 899 534.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 879/185 2.58