DE1263350B

DE1263350B - Device for measuring the tension of strip or strand material

Info

Publication number: DE1263350B
Application number: DE1965S0099547
Authority: DE
Inventors: Karl Hotz; Dr Gerhart Kessler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-09-21
Filing date: 1965-09-21
Publication date: 1968-03-14
Also published as: CH446758A

Description

Einrichtung zum Messen des Zuges von band-oder strangförmigem Gut Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen des Zuges von band- oder strangförmigem Gut in Arbeitsmaschinen, insbesondere in Papiermaschinen, bei der das Gut über eine Walze geführt ist und der Lagerdruck durch mit Dehnungsmeßstreifen versehene federnde Dehnungsmeßelemente meßbar ist.Device for measuring the tension of strip-shaped or strand-shaped material The invention relates to a device for measuring the tension of strip-shaped or strand-shaped Good in work machines, especially in paper machines where the goods have a The roller is guided and the bearing pressure is resilient with strain gauges Strain measuring elements is measurable.

Zur Zugmessung ist es bereits bekannt, eine Fühlrolle auf die Bahn aufzusetzen und die Auslenkung der Fühlrolle entgegen einer Federkraft als Maß für den Zug zu benutzen. Dies ist insofern nachteilig, als eine mechanische Abtastung der Bahn erforderlich ist, die bei empfindlichem Papier unter Umständen nicht zulässig ist. Es ist ferner bekannt, die Papierbahn über eine Umlenkwalze zu führen und durch aus der Walze ausströmende Druckluft anzuheben. To measure tension, it is already known to place a feeler roller on the web put on and the deflection of the feeler roller against a spring force as a measure for to use the train. This is disadvantageous in that mechanical scanning the web is required, which may not be permissible with sensitive paper is. It is also known to guide the paper web over a deflection roller and through to lift the compressed air flowing out of the roller.

Die Menge der ausströmenden Luft ist dann ein Maß für den Zug. Diese Anordnung erfordert aber einen relativ komplizierten Aufbau und ist nicht immer genau. Weiterhin ist es bekannt, den Zug indirekt durch Strom- oder Drehzahlmessung aufeinanderfolgender Motoren in der Arbeitsmaschine zu messen. Diese Größen sind jedoch nur Ersatzgrößen für den Zug und geben nicht immer genaue Werte für die tatsächlichen Verhältnisse in der Bahn. The amount of air flowing out is then a measure of the draft. These However, arrangement requires a relatively complicated structure and is not always precisely. It is also known to train the train indirectly by measuring the current or speed to measure successive motors in the machine. These sizes are however only substitute sizes for the train and do not always give exact values for the actual ones Conditions in the train.

Es ist ferner bekannt, die Papierbahn über Umlenkwalzen zu führen und den dabei auftretenden Lagerdruck als Maß für die Zugspannung zu benutzen. Bei einer dieser bekannten Anordnungen wird der Lagerdruck mit Dehnungsmeßstreifen gemessen. Bei einer anderen Ausführung werden die bei der elastischen Verformung des aus geschichteten Blechen aufgebauten Lagers auftretenden magnetischen Flußänderungen zur Anzeige des Lagerdruckes benutzt. Dieses Verfahren erfordert jedoch infolge der nichtlinearen Kennlinie beträchtlichen elektrischen Aufwand. Außerdem können die bekannten Meßlager nicht beliebig angeordnet werden, da sie nur in einer Richtung beanspruchbar sind. It is also known to guide the paper web over deflection rollers and to use the resulting bearing pressure as a measure of the tensile stress. at In one of these known arrangements, the bearing pressure is measured with strain gauges. In another embodiment, the elastic deformation of the layered from Plates built-up bearing magnetic flux changes occurring for display of the bearing pressure used. However, this method requires due to the non-linear Characteristic considerable electrical effort. In addition, the known measuring bearings can not be arranged arbitrarily, as they can only be claimed in one direction.

Die bekannten Dehnungsmeßlager sind zumeist aus einem einzigen Körper herausgearbeitet. Sie sind hierdurch verhältnismäßig aufwendig herstellbar; vor allem ist es hierbei sehr schwierig, in den Eigenschaften übereinstimmende Meßlager zu erhalten, da die Trägheitsmomente und damit auch die entsprechenden Dehnungen durch Potenzverhältnisse mit den Abmessungen verknüpft sind. The known strain gauges are mostly made of a single body worked out. As a result, they are relatively expensive to produce; before All in all, it is very difficult to find measuring bearings with matching properties to get, because the moments of inertia and thus also the corresponding strains are linked to the dimensions by power ratios.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wesentlich einfacher herstellbares Meßlager zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens ein Walzenlager einen Lagerring und einen Lagerbock enthält, die über zwei parallel wirkende auswechselbare Dehnungsmeßelemente zu einer baulichen Einheit verbunden sind. The object of the present invention is to provide an essential to create measuring bearings that are easier to manufacture. This task is done at a facility the aforementioned type solved in that at least one roller bearing a Contains bearing ring and a bearing block, which have two parallel acting interchangeable Strain gauges are connected to form a structural unit.

Bei einem derartigen Meßlager sind jederzeit einzelne Teile austauschbar; im allgemeinen kann es ohne weiteres ein bereits vorhandenes Lager ersetzen. In such a measuring bearing, individual parts can be exchanged at any time; in general, it can easily replace an existing bearing.

Der Lagerring führt auf Grund der vorstehend beschriebenen Anordnung bei Zug und Druck geradlinige Bewegungen in einer Ebene aus. Infolgedessen kann der Lagerbock in jeder Lage montiert werden. The bearing ring leads due to the arrangement described above straight movements in one plane when pulling and pushing. As a result, can the bearing block can be mounted in any position.

Die Anordnung mißt die Komponentensumme der Bahnzüge in der zulässigen Bewegungsrichtung des Lagerringes. Komponenten senkrecht zu dieser Richtung werden ebenfalls von den elastischen Dehnungsmeßelementen aufgenommen bis zur Größe der zulässigen Traglast. Da die Dehnungsmeßelemente praktisch eine Art Parallelführung für das Lager bilden, brauchen zur Aufnahme der Querkräfte keine besonderen Konstruktionselemente vorgesehen zu werden. Vorteilhafterweise sind ferner die zur Lagerung der Walze benötigten Wälz- oder Gleitlager in ein gesondertes, in den Lagerring eingebautes Gehäuse eingesetzt, wodurch eine Trennung von Meßanordnung (Lagerbock + Lagerring + Meßelemente) von dem maschinenbaulichen Teil gegeben ist, so daß bei Montage oder Demontage der Anlage die Meßanordnung nicht geöffnet zu werden braucht. Zweckmäßigerweise ist ferner der die Dehnungsmeßstreifen aufnehmende Raum staub- und feuchtedicht abgeschlossen, so daß Feuchtigkeit und aggressive Gase die Eigenschaften der Dehnungsmeßelemente nicht verändern können. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.The arrangement measures the component sum of the trains in the permissible Direction of movement of the bearing ring. Components become perpendicular to this direction also recorded by the elastic strain gauges up to the size of the permissible load. Since the strain gauges are practically a kind of parallel guidance Form for the bearing, do not need any special construction elements to absorb the transverse forces to be provided. Also advantageous are those for mounting the roller Rolling or sliding bearings required in a separate one built into the bearing ring Housing used, whereby a separation of the measuring arrangement (bearing block + bearing ring + Measuring elements) is given by the mechanical part, so that during assembly or Dismantling the system the measuring arrangement does not need to be opened. Appropriately Furthermore, the space receiving the strain gauges is dust- and moisture-tight closed, so that moisture and aggressive gases affect the properties of the strain gauges can not change. Further details and features of the invention result on the basis of an embodiment shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze der Anordnung. Fig. 1 shows a schematic diagram of the arrangement.

Das Ende einer Umlenkwalze 1, über die eine nichtgezeigte Papierbahn geführt ist, läuft in einem Lagerring 14. Dieser Lagerring 14 ist an Dehnungsmeßelementen 13 befestigt, die ihrerseits auf dem Lagerbock 21 aufliegen und dort befestigt sind. Der Lagerring kann sich infolge der elastischen Eigenschaften der Dehnungsmeßelemente bei Belastung in Richtung des Doppelpfeiles R bewegen. Die dabei auftretenden elektrischen Widerstandsänderungen der Dehnungsmeßelemente dienen als Maß für den Zug oder Druck, den die Papierbahn auf das Lager ausübt.The end of a deflection roller 1, over which a paper web, not shown is performed, runs in a bearing ring 14. This bearing ring 14 is attached to strain gauges 13, which in turn rest on bearing block 21 and are attached there. The bearing ring can change due to its elastic properties of the strain gauges move in the direction of the double arrow R when loaded. the occurring electrical resistance changes of the strain gauges are used as a measure of the tension or pressure that the paper web exerts on the bearing.

F i g. 2 zeigt in einem Querschnitt Einzelheiten der Zugmeßeinrichtung. Die Umlenkwalze 1 ist an ihrem Ende in einem Wälzlager, z. B. wie dargestellt in einem Pendelrollenlager2, gelagert, das im Lagergehäuse 6 mittels eines Ringes 4 und eines Sicherungsringes 5 befestigt ist. Ein Dichtungsring 3 sowie ein Lagerdeckel 7 schließen den Lagerraum ab. Das Lagergehäuse 6 wird durch einen Flansch 19 mit Schrauben 18 an den Lagerring 1L4 gepreßt und dadurch gehalten. F i g. Fig. 2 shows in a cross section details of the tension measuring device. The deflection roller 1 is at its end in a roller bearing, for. B. as shown in a spherical roller bearing 2, which is mounted in the bearing housing 6 by means of a ring 4 and a locking ring 5 is attached. A sealing ring 3 and a bearing cover 7 close off the storage room. The bearing housing 6 is supported by a flange 19 Screws 18 pressed against the bearing ring 1L4 and held thereby.

F i g. 3, in der die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig.2 bezeichnet sind, zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I in F i g. 2. F i g. 3, in which the same parts have the same reference numbers as indicated in Figure 2, shows a section along the line I-I in F i g. 2.

F i g. 4 a zeigt Einzelheiten des Dehnungsmeßelementes 13, wobei mit 24 kreisförmige Aussparungen und mit 25 die Dehnungsmeßstreifen bezeichnet sind. Die Flächen 13 a sind mit dem Lagerring 14 und die Flächen 13 b mit dem Lagerbock 21 verbunden. F i g. 4 a shows details of the strain gauge 13, wherein with 24 circular recesses and with 25 the strain gauges are designated. The surfaces 13 a are with the bearing ring 14 and the surfaces 13 b with the bearing block 21 connected.

In F i g. 4 b ist das Dehnungsmeßelement 13 zusätzlich in perspektivischer Sicht dargestellt.In Fig. 4 b, the strain gauge 13 is also shown in perspective View shown.

Auf dem Lagerbock 28 (F i g. 2 und 3) liegen die Außenteile 13 b der Dehnungsmeßelemente 13 auf. The outer parts 13 b lie on the bearing block 28 (FIGS. 2 and 3) of the strain gauges 13.

Die Mittelteile 13 a, die beispielsweise mit Zylinderstiften 20 in ihrer Lage zum Lagerring 14 fixiert sind, werden durch Klemmplatten: gehalten, die mit Schrauben 11 am Lagerring 14 befestigt sind. Die Außenteile 113 b sind über Klemmplatten 22, 23 durch Schrauben 12 mit dem Lagerbock 14 verbunden.The middle parts 13 a, for example with cylindrical pins 20 in their position to the bearing ring 14 are fixed, are held by clamping plates: the are attached to the bearing ring 14 with screws 11. The outer parts 113 b are over Clamping plates 22, 23 are connected to the bearing block 14 by screws 12.

Damit sich die durch Wülste 17 versteiften Ränder der Dehnungsmeßelemente frei bewegen können, sind im Lagerbock 21 Ausnehmungen 29 angeordnet. Zur Ausschaltung von Toleranzeinflüssen sind die den Mittelteilen 13 a und den Außenteilen 13 b zugeordneten Auflageflächen am Lagerring und am Lagerbock gemeinsam bearbeitet. Für diese gemeinsame Bearbeitung werden Lagerbock und Lagerring durch Vorrichtungen miteinander verspannt. Die Dehnungsmeßelemente p3 sind durch Faltenbälge 15 und Deckel 9 gegen den Außenraum abgeschlossen und dadurch vor dem Eindringen von Fremdstoffen geschützt. Den Faltenbälgen 1L5 sind Mäntel 16 zum Schutz gegen mechanische Beschädigung zugeordnet.So that the stiffened by beads 17 edges of the strain gauges can move freely, recesses 29 are arranged in the bearing block 21. To switch off of tolerance influences are those assigned to the middle parts 13 a and the outer parts 13 b Machined bearing surfaces on the bearing ring and on the bearing block together. For this common Machining, the bearing block and bearing ring are clamped together using devices. The strain gauges p3 are against the outside space by bellows 15 and cover 9 closed and thus protected against the ingress of foreign matter. The bellows 1L5 are assigned jackets 16 for protection against mechanical damage.

Seitlich sind die Dehnungsmeßelemente durch Abschirmungen 8 geschützt.The strain gauges are laterally protected by shields 8.

Die Gewindestifte27 werden mit Muttern28 so justiert, daß im unbelasteten Zustand ein Abstand 26 von z. B. 0,15 mm zwischen Lagerring und Lagerbock eingehalten wird. Durch diese als Anschläge wirkenden Gewindestifte sind Lagerring und Lagerbock so gegeneinander abgesichert, daß die Meß- elemente durch Uberlastungen nicht beschädigt werden. The threaded pins27 are adjusted with nuts28 so that in the unloaded State a distance 26 of z. B. adhered to 0.15 mm between the bearing ring and bearing block will. These threaded pins, which act as stops, are the bearing ring and bearing block secured against each other in such a way that the elements not damaged by overloads will.

Bei Belastung der Umlenkwalze 1 tritt eine relative Verschiebung senkrecht zur Zeichenebene (F i g. 4 a) zwischen dem inneren Teil 13 a und den äußeren Teilen 13 b der Dehnungsmeßelemente auf. Der sich dabei ändernde elektrische Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 25 dient als Maß für den Zug der Papierbahn. When the deflection roller 1 is loaded, a relative shift occurs perpendicular to the plane of the drawing (FIG. 4 a) between the inner part 13 a and the outer Share 13 b of the strain gauges. The changing electrical resistance the strain gauge 25 serves as a measure for the tension of the paper web.

Der Dbersichtlichkeit halber sind in F i g. 4 a noch auf dem an sich bekannten Dehnungsmeßelement die Klemmplatten 22,23 und 10 gestrichelt eingezeichnet. For the sake of clarity, FIG. 4 a still on that in itself known strain gauge, the clamping plates 22, 23 and 10 are shown in dashed lines.

Die Lage der Befestigungsschrauben 11, 12 ist dabei durch I(reuze angedeutet.The position of the fastening screws 11, 12 is indicated by I (reuze indicated.

Durch die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Zugmessung, ein sogenanntes Zugmeßlager, läßt sich sowohl ein Lager der Umlenkwalze als auch beide ersetzen. Die von diesem Zugmeßlager abgegebenen Werte können dann mit Vorteil zum Regeln von strang- oder bandförmiges Arbeitsgut führenden Maschinen benutzt werden, wie z. B. von Papiermaschinen, Textilmaschinen und Bandwalzstraßen. By the device for tension measurement described above, a So-called tension measuring bearing, both a bearing of the deflection roller and both can be used substitute. The values given by this Zugmeßlager can then be used to advantage Regulating machines that carry work goods in the form of strands or strips are used, such as B. of paper machines, textile machines and strip rolling mills.

Claims

Claims: 1. Device for measuring the tension of tape or strand-like material in work machines, especially in paper machines, in the the material is guided over a roller and the bearing pressure through with strain gauges provided resilient strain gauges can be measured, characterized in that at least a roller bearing contains a bearing ring (14) and a bearing block (21L), which over two interchangeable strain gauges (13) acting in parallel to form a structural one Unit are connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that the bearing block (21) with the movement of the bearing ring (14) limiting, adjustable stops (27) is provided.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the roller or plain bearings (2) required for mounting the roller (8) in a separate, housings (6) built into the bearing ring (14) are inserted.

4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the space receiving the strain gauges (25) is sealed against dust and moisture is.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the bearing surfaces on the bearing ring (14) assigned to the strain gauges (13) and on the bearing block (21) each lie in one plane.

Publications considered: German Auslegeschriften No. 1081251, 1 171637; Journal "Allgemeine Papier-Rundschau" No. 20, 1955, p. 884 to 890.