DE1203981B - Arrangement for measuring the tensile stresses of a wire or tape material - Google Patents
Arrangement for measuring the tensile stresses of a wire or tape materialInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. α.:Int. α .:
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Deutsche Kl.: 42 k-7/02German class: 42 k-7/02
A39470IXb/42k
14. Februar 1962
28. Oktober 1965A39470IXb / 42k
February 14, 1962
October 28, 1965
Bei Kaltwalzen von Bändern oder Blechen ist die Dicke und Oberflächenfeinheit des Walzgutes zum großen Teil von der Zugkraft abhängig, mit der das auf eine Haspel aufgerollte Gut durch das Walzwerk gezogen wird. Diese Kraft, der Haspelbandzug, muß in einem bestimmten Verhältnis zur Walzgeschwindigkeit stehen, um eine gleichmäßige Banddicke zu ergeben. Es ist deshalb notwendig, in der einen oder anderen Weise den Bandzug zu messen und diesen gemessenen Wert zum Steuern eines Drehzahlreglers entweder für den Walzenmotor oder den Haspelmotor zu verwenden. Wenn das Walzgut aus den Arbeitswalzen herauskommt, wird es über eine Umlenkrolle zum Aufrollen auf die Haspel geführt. Beim Passieren der Umlenkrolle wird das Gut um einen Winkel« abgebogen, dessen Größe mit der Menge des auf der Haspel aufgewickelten Walzgutes variiert. Der Haspelbandzug wird die Umlenkrolle mit einer Kraft beeinflussen, die in eine Horizontal- und eine Vertikalkomponente aufgeteilt werden kann. Diese beiden Komponenten hängen nicht nur von dem Bandzug ab, sondern auch vom Winkel <x, und da der Winkel variiert, werden die beiden Kraftkomponenten jede für sich und im Verhältnis zueinander variieren.In the case of cold rolling of strips or sheets, the thickness and surface fineness of the rolled material is largely dependent on the tensile force with which the material rolled up on a reel is pulled through the rolling mill. This force, the tension of the reel tape, has to be in a certain ratio to the rolling speed in order to produce a uniform tape thickness. It is therefore necessary to measure the strip tension in one way or another and to use this measured value to control a speed regulator for either the roller motor or the reel motor. When the rolling stock comes out of the work rolls, it is guided over a pulley to be rolled up onto the reel. When passing the deflection roller, the material is bent by an angle, the size of which varies with the amount of rolled material wound on the reel. The reel tape tension will influence the deflection roller with a force that can be divided into a horizontal and a vertical component. These two components depend not only on the belt tension, but also on the angle <x, and since the angle varies, the two force components will vary each individually and in relation to one another.
Man hat versucht, das Problem, den Bandzug zu messen, so zu lösen, daß man eine zusätzliche Walze
zwischen der Umlenkwalze und der Haspel angeordnet hat. Der Bandzug beeinflußt dann die Umlenkwalze
unter einem konstanten Winkel und kann dadurch leicht gemessen werden. Der Nachteil dieser Anordnung
ist jedoch, daß der Abstand zwischen den Arbeitswalzen und der Haspel und damit die Länge
des nicht gewalzten Materials zunimmt, das verschrottet werden muß. Dieser Verlust ist besonders
groß bei einem Reservierwalzwerk, wo eine Haspel auf jeder Seite des Walzwerks angeordnet ist und das
Walzgut vor- und zurückgeführt wird, ohne von den Haspeln gelöst zu werden. Ein Teil des Walzgutes, der
dem Abstand zwischen den Arbeitswalzen und der Haspel an jedem Ende des Gutes entspricht, wird nicht
gewalzt, sondern muß verschottet werden. Das gilt auch für solche Anordnungen zur Messung der Zugspannung,
die in bekannter Weise eine Tastrolle verwenden. Eine solche Tastrolle muß zudem beim Auswechseln
des Bandes ausgeschwenkt und dann erneut eingestellt werden. Weiter wird das Band oft durch
die Tastrolle beschädigt. Auch wenn in bekannter Weise zur Messung der Zugspannung eine Seilzugwaage
verwendet wird, mit der die Zugkraft unabhängig vom Umschlingungswinkel gemessen werden kann,
sind zwei Umlenkrollen notwendig, d. h., der Abfall wird größer. Das Ziel ist daher, die Haspel so nahe
Anordnung zum Messen der Zugspannungen
eines draht- oder bandförmigen MaterialsAttempts have been made to solve the problem of measuring the belt tension by arranging an additional roller between the deflection roller and the reel. The belt tension then influences the deflection roller at a constant angle and can therefore be easily measured. The disadvantage of this arrangement, however, is that the distance between the work rolls and the reel, and hence the length of the unrolled material that has to be scrapped, increases. This loss is particularly great in a reserve mill where a reel is placed on each side of the mill and the rolling stock is fed back and forth without being released from the reels. A part of the rolled stock, which corresponds to the distance between the work rolls and the reel at each end of the stock, is not rolled but has to be bulkheaded. This also applies to such arrangements for measuring the tensile stress that use a feeler roller in a known manner. Such a feeler roller must also be swiveled out when changing the tape and then set again. Furthermore, the tape is often damaged by the feeler roller. Even if a cable balance is used in a known manner to measure the tensile stress, with which the tensile force can be measured independently of the wrap angle, two pulleys are necessary, that is, the drop is greater. The goal is therefore to position the reel as close as possible for measuring the tensile stresses
a wire or tape material
Anmelder:Applicant:
Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,
Västeräs (Schweden)Västeräs (Sweden)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,Dipl.-Ing. H. Missling, patent attorney,
Gießen, Bismarckstr. 43Giessen, Bismarckstrasse. 43
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Egil Angeid,Egil Angeid,
Holger Friman, Västeräs (Schweden)Holger Friman, Västeräs (Sweden)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Schweden vom 24. Februar 1961 (1930)Sweden February 24, 1961 (1930)
wie möglich an den Arbeitswalzen anzuordnen und die Möglichkeit beizubehalten, den Haspelbandzug kontinuierlich messen zu können, unabhängig von der Menge des Walzgutes auf der Haspel.as possible to the work rolls and to keep the possibility of the reel tape pull to be able to measure continuously, regardless of the amount of rolled material on the reel.
Die Erfindung geht von einer Anordnung zum Messen der Zugspannung eines draht- oder bandförmigen Materials, vorzugsweise der Zugspannung des Walzgutes in Walzwerken aus, in denen das Walzgut nach dem Passieren der Arbeitswalzen zu einer angetriebenen Aufrollhaspel über eine Umlenkwalze geführt wird, die durch die Zugspannung im Walzgut, den sogenannten Haspelbandzug, mit einer gewissen Kraft beeinflußt wird, die von dem Haspelbandzug und von dem Winkel abhängt, in dem das Walzgut an der Umlenkwalze umgebogen wird. Erfindungsgemäß ist die beschriebene Anordnung so ausgebildet, daß die Umlenkwalze auf zwei Kraft-Meßwandler mit senkrecht zueinander verlaufenden Meßrichtungen wirkt, daß die elektrischen Ausgänge der Meßwandler an die Enden je eines Potentiometerkreises angeschlossen sind und daß die Schleifer der Potentiometer mit einer Servoeinrichtung mit Nullabgleich verbunden sind, wobei die Meßspannung zwischen dem Schleifer des einen Potentiometers und der Verbindungsleitung zwischen den einen Enden beider Potentiometer abgenommen wird.The invention is based on an arrangement for measuring the tensile stress of a wire or tape-shaped Material, preferably the tensile stress of the rolling stock in rolling mills in which the rolling stock after passing the work rolls to a driven take-up reel over a deflection roll is caused by the tensile stress in the rolled stock, the so-called reel belt tension, with a certain Force is influenced, which depends on the reel tension and on the angle at which the rolling stock is bent at the deflection roller. According to the invention, the arrangement described is designed so that the deflection roller on two force transducers with perpendicular measuring directions has the effect that the electrical outputs of the transducers are connected to the ends of each potentiometer circuit and that the wiper of the potentiometer is connected to a servo with zero adjustment are, the measuring voltage between the wiper of a potentiometer and the connecting line is removed between one end of the two potentiometers.
509 719/193509 719/193
3 43 4
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgen- Da der Servomechanismus 9 die Spannung zwischenAn embodiment of the invention is as follows- Since the servomechanism 9 controls the voltage between
den an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser den Kontakten 10 und 11 gleich Null hält, wird derthe one described with reference to the drawing; in this the contacts 10 and 11 holds equal to zero, the
zeigt Teil des Widerstandes 7, der zwischen dem Kontakt 10shows part of the resistor 7, which is between the contact 10
, -d Leitern Hegt, g.eich -^ des ganze. Wider-, -d ladders cherish, g .eich - ^ of the whole. Contrary-
Fig. la, wie der BandzugS die Umlenkwalze Standes sein, und der Teil des Widerstandes8, derFig. La, how the belt tension S be the deflection roller stand, and the part of the resistor 8, the
und die resultierende Kraft F sowie deren Vertikal- und zwischen dem Kontakt 11 und Leiter 12 liegt, wirdand the resulting force F and its vertical and between the contact 11 and conductor 12 is
Horizontalkomponenten beeinflußt, während kx . . , ., „.. „ . . „ . .Affected horizontal components, while k x . . ,., "..". . ". .
F i g. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele des Meß- T^cos^ sem' wo in beiden Fallen k^ eme KonstanteF i g. 2 and 3 two embodiments of the measuring T ^ cos ^ sem ' where in both cases k ^ eme constant
kreises zeigen, der zum Erzeugen einer elektrischen io ist. Wenn man annimmt, daß der Widerstand 7 gleich R circle that is used to generate an electrical io. Assuming that the resistor 7 is equal to R
Größe benutzt wird, die dem Bandzug proportional ist. . . ,..,. joj *,. , ,_ ,· Uy . _ Size is used, which is proportional to the tape tension. . . , ..,. joj * ,. ,, _, · Uy. _
Nach F i g. 1 wird das Walzgut 1 zwischen zwei lst' erhalt man' daß der Strom durch diesen ΊΓ lst"According to FIG. 1 is the rolling stock 1 between two lst ' you get ' that the current through this ΊΓ dissolves "
Arbeitswalzen 2 von der einen der beiden Haspeln 3 Da aber kein Strom durch die Servoanordnung 9Work rolls 2 from one of the two reels 3 But there is no current through the servo arrangement 9
zu der anderen geführt. Zwischen den Arbeitswalzen fließt, erhält man auch, daß der Strom durchled to the other. Flowing between the work rolls also means that the current flows through
und jeder Haspel ist eine Umlenkwalze 4 angeordnet, 15and each reel has a deflecting roller 4, 15
die eine Abbiegung des Walzgutes im Winkel χ ji= s one bend of the rolling stock at an angle χ ji = s
zustande bringt. Die Zugspannung im Walzgut, der R · kx brings about. The tensile stress in the rolling stock, the R · k x
Haspelbandzug, ist mit S bezeichnet. Gemäß der Ίϊϊηα
Figur erzeugt der Haspelbandzug eine resultierendeReel tape hoist, is denoted by S. According to the Ίϊϊηα
Figure, the reel tape tension creates a resulting
Kraft F der Umlenkwalze, und diese Kraft variiert in 20 ist, wo Us die Spannung zwischen dem Kontakt 10Force F of the deflection roller, and this force varies in 20, where Us is the tension between the contact 10
ihrer Größe und Richtung, wenn χ variiert. Der und Leiter 12 ist. Wenn diese beiden Ausdrücke fürtheir size and direction when χ varies. That and ladder 12 is. When these two expressions are for
Winkel κ variiert zwischen zwei Werten entsprechend den Strom gleichgesetzt werden, erhält man
einer leeren und einer voll aufgerollten Haspel.Angle κ varies between two values according to which current is equated, one obtains
one empty and one fully rolled up reel.
Die Umlenkwalze wird von zwei Lageranordnungen Uv _ Us ' sin« , tj _ tj ^i
getragen, die je zwei druckempfindliche Organe ent- 25 R R-Ic1 s ~~ v sin«
halten, die zwei vorzugsweise gegeneinander winkelrechte Komponenten der resultierenden Kraft F in Wie früher erwähnt ist Uv proportional Fv und
entsprechende elektrische Größen umwandeln. Diese kann geschrieben werden Uv = kz · Fr, wo k2 eine
beiden druckempfindlichen Organe sind nämlich so andere Konstante ist, aber Fv = S · sin « ist, woraus
angeordnet, daß sie die horizontalen und vertikalen 30 sich ergibt Uv = kz · S · sin x.
Komponenten Fh und Fv der Kraft F abtasten. Aus Wird dies in die obengenannten Ausdrücke für Us
der Fig. la entnimmt man, daß eingesetzt, erhält manThe deflection roller is supported by two bearing arrangements Uv _ Us' sin « , tj _ tj ^ i
worn, the two pressure-sensitive organs corresponds 25 R R-Ic 1 s ~~ v sin "
hold the two preferably mutually perpendicular components of the resulting force F in As mentioned earlier, Uv is proportional to Fv and convert corresponding electrical quantities. This can be written Uv = k z · Fr, where k 2 is one of the two pressure-sensitive organs, namely a different constant, but Fv = S · sin «, which means that it results in the horizontal and vertical 30 Uv = k z · S · sin x.
Sample components Fh and Fv of the force F. If this is inserted into the above-mentioned expressions for Us in FIG
^ Und S = l £^ Us = kz- S- sin« A ^ And S = l £ ^ Us = k z - S- sin «A
ι — cos κ * ι - cos κ *
^c l£^ s z ^ cl £ ^ s z
sin λ ι — cos κ 35 * sin α sin λ ι - cos κ 35 * sin α
Die druckempfindlichen Organe im Lager der Somit ist die Spannung fs proportional dem Haspel-Umlenkwalze
wandeln die Kraftkomponenten Fv und bandzug S, unabhängig vom Abbiegungswinkel «.
FH in damit proportionale Spannungen Ur und UH In F i g. 1 ist schematisch gezeigt, wie die Spanum.
Diese Spannungen werden den Eingangsklemmen 5 40 nung Us für Regelung des Haspelmotors verwendet
bzw. 6 einer Meßanordnung nach F i g. 2 zugeführt. wjrd, so daß der Haspelbandzug sich konstant hält. Die
An den Klemmen 5 ist ein nichtlineares Potentiometer? genannte Spannung kann natürlich auch zur Regelung
mit einem beweglichen Kontakt 10 und an den VOn Walzwerkmotoren oder für gleichzeitige Regelung
Klemmen 6 ein anderes nichtlineares Potentiometer 8 der Walzwerk- und Haspelmotoren verwendet werden,
mit einem beweglichen Kontakt 11 angeschlossen. 45 Da der Winkel« normalerweise zwischen etwa 20
Das eine Ende der beiden Potentiometer ist an einen und 40° variiert und die Kurven für sin « und cos»
Leiter 12 angeschlossen, an den auch je eine Klemme innerhalb dieses Intervalls mit annehmbarer Annäheder
beiden Klemmenpaare 5 und 6 angeschlossen ist. rung durch eine gerade Linie ersetzt werden können,
Ein Servomechanismus 9 ist an die beiden beweglichen kann der Kreis gemäß F i g. 2 vereinfacht werden,
Kontakte 10 und 11 angeschlossen. Dieser Servo- 50 indem man die nichtlinearen Potentiometer durch eine
mechanismus tastet den Spannungsunterschied zwi- Reihenschaltung eines festen Widerstandes und eines
sehen den Kontakten ab und stellt sie so ein, daß die linearen Potentiometers ersetzt. F i g. 3 zeigt eine
Spannung zwischen ihnen immer Null ist. solche Meßanordnung. Die Spannung Uv wird überThe pressure-sensitive organs in the bearing of the Thus the tension fs is proportional to the reel deflection roller convert the force components Fv and belt tension S, regardless of the bending angle «.
F H in are proportional voltages Ur and U H In F i g. 1 is shown schematically how the Spanum. These voltages are used at the input terminals 5 40 voltage U s for regulating the reel motor or 6 of a measuring arrangement according to FIG. 2 supplied. w j r d, so that the reel tape tension is constant. The terminal 5 is a non-linear potentiometer? Said voltage can of course also be used for regulation with a movable contact 10 and connected to the VO n rolling mill motors or for simultaneous regulation terminals 6 another non-linear potentiometer 8 of the rolling mill and reel motors connected to a movable contact 11. 45 Since the angle "normally between about 20 The one end of the two potentiometers varies at one and 40 ° and the curves for sin" and cos "are connected to conductor 12, to which one terminal each within this interval with an acceptable proximity of the two pairs of terminals 5 and 6 is connected. tion can be replaced by a straight line, a servomechanism 9 is attached to the two movable can circle according to FIG. 2 are simplified, contacts 10 and 11 are connected. This servo 50 by the non-linear potentiometer by a mechanism samples the voltage difference be- series connection of a fixed resistor and a view from the contacts and sets it so that the linear potentiometer replaced. F i g. 3 shows a voltage between them is always zero. such a measuring arrangement. The voltage Uv is about
Aus dem Zusammenhang die Klemmen 5 einer Reihenschaltung eines Potentio-From the context the terminals 5 of a series connection of a potentiometer
55 meters 13 und eines festen Widerstandes 14 aufge-55 meters 13 and a fixed resistor 14
e _ Fr j o, _ Fh drückt, während die Spannung Uh einer Reihen-e _ Fr j o, _ Fh presses, while the voltage Uh of a series
~ sin χ ~ 1 — cos λ schaltung eines Potentiometers 15 und eines festen~ sin χ ~ 1 - cos λ circuit of a potentiometer 15 and a fixed one
erhält man Widerstandes 16 aufgedrückt wird. Die beweglichenyou get resistance 16 is pressed. The moving ones
„ „ Kontakte 17 und 18 der beiden Potentiometer sind an"" Contacts 17 and 18 of the two potentiometers are on
r H 60 einen Servomechanismus 9 angeschlossen, der sie so r H 60 connected to a servomechanism 9, which they so
sin λ 1 — cos α einstellt, daß die Spannung zwischen ihnen Null ist.sin λ 1 - cos α sets the voltage between them to be zero.
In früher gezeigter Weise wird dann die Spannung Us In the manner shown earlier, the voltage Us
Daraus erhält man auch den Zusammenhang zwischen einem der beweglichen Kontakte 17 oder 18 zwischen den von den druckempfindlichen Organen und dem Leiter 12 proportional dem Bandzug S und abgegebenen Spannungen 65 unabhängig vom Abbiegungswinkel oc. From this one also obtains the relationship between one of the movable contacts 17 or 18 between the tension S and the voltages 65 emitted by the pressure-sensitive organs and the conductor 12, regardless of the bending angle oc.
Ein annäherndes Maß des Bandzugs kann manYou can get an approximate measure of the tape tension
Γ,. = zJi auch durch den Ausdruck Us <*> Uv—ks · Uh erhal- Γ,. = zJi also obtained by the expression Us <*> Uv — k s · Uh-
sin χ 1 - cos χ ' ten- Wenn der Winkel χ in dem Bereich 20 bis 40°sin χ 1 - cos χ ' ten- When the angle χ is in the range 20 to 40 °
variiert, wird der größte Fehler (mit k3 = 1,71) etwa ±6 0J0, was in vielen Fällen eine befriedigende Genauigkeit ist. Diese Lösung bedarf keines Servosystems. varies, the largest error (with k 3 = 1.71) becomes approximately ± 6 0 J 0 , which is a satisfactory accuracy in many cases. This solution does not require a servo system.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE193061 | 1961-02-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1203981B true DE1203981B (en) | 1965-10-28 |
Family
ID=20259083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEA39470A Pending DE1203981B (en) | 1961-02-24 | 1962-02-14 | Arrangement for measuring the tensile stresses of a wire or tape material |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE614320A (en) |
| DE (1) | DE1203981B (en) |
| GB (1) | GB937097A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1286782B (en) * | 1964-12-14 | 1969-01-09 | Asea Ab | Arrangement for the continuous measurement of the winding tension in a rolling stock in wire and strip mills |
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| DE1108018B (en) * | 1958-10-30 | 1961-05-31 | Werkzeugmasch Heckert Veb | Device for lubricating guide tracks on hydraulically operated work machines, in particular machine tools |
-
1962
- 1962-02-14 DE DEA39470A patent/DE1203981B/en active Pending
- 1962-02-22 GB GB691262A patent/GB937097A/en not_active Expired
- 1962-02-23 BE BE614320A patent/BE614320A/en unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB937097A (en) | 1963-09-18 |
| BE614320A (en) | 1962-06-18 |
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