DE1286782B

DE1286782B - Anordnung zur fortlaufenden Messung des Aufwickelzuges in einem Walzgut bei Draht- und Bandwalzwerken

Info

Publication number: DE1286782B
Application number: DE1965A0051070
Authority: DE
Inventors: Svensson Einar; Kain Per; Andersson Sture
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1964-12-14
Filing date: 1965-12-14
Publication date: 1969-01-09
Also published as: SE314128B; GB1122464A; BE673272A; FR1457162A

Description

Um die Größe des Aufwickelzuges zu bestimmen, ist es bekannt, das Walzgut vor der Aufwickelhaspel

über eine Umlenkwalze zu führen, dieser Umlenk- io einem Zähler 7 zugeführt, der die Anzahl Lichtimpulse

walze ein kraftmessendes Gerät zuzuordnen und das Ausgangssignal dieses Gerätes zur Regelung des Aufwickelzuges zu benutzen. Bei einer solchen Anordnung ist aber das Ausgangssignal des kraftmessenden

zählt, die die Photozelle 5 in der Zeit empfängt, während der die Photozelle 6 eine bestimmte Anzahl Impulse empfängt. Der vom Zähler 7 ausgehende Impuls wird dann proportional dem Durchmesser des

geschwindigkeit auf der Walze 3 und der Haspel 4

= π dg · η,

•2·

Gerätes abhängig vom Umschlingungswinkel des 15 Walzgutes auf der Haspel, wie sich aus folgendem erWalzgutes an der Umlenkwalze. Dieser Winkel ändert gibt:

sich aber mit wachsendem Aufwickeldurchmesser Wenn d_x der Durchmesser der Umlenkwalze ist, d₂

der Haspel, so daß eine genaue Bestimmung des Auf- der jeweilige Durchmesser des auf der Haspel aufgewickelzuges im Walzgut nicht möglich ist. Die Erfin- rollten Bandes, n_x die Drehzahl der Umlenkwalze in dung bezweckt die Ausbildung einer Anordnung, mit ao der Minute und n₂ die jeweilige Drehzahl der Haspel der der Aufwickelzug unabhängig von den Änderun- in der Minute, so gilt bei gleichbleibender Bandgen des Umlenkwinkels des Walzgutes gemessen werden kann.

Die Erfindung geht von einer Anordnung aus, bei
der der Umlenkwalze und der Haspel eine Einrichtung 25
zugeordnet ist, mit der die Winkelgeschwindigkeit
der Umlenkwalze und der Haspel je für sich gemessen und miteinander verglichen werden und von der
ein elektrisches Signal abgegeben wird, das dem jeweiligen Aufwickeldurchmesser der Haspel propor- 30 "2 tional ist. Eine solche Anordnung ist erfindungsgemäß

so ausgebildet, daß der Umlenkwalze ein den Band- Der Ausgangsimpuls vom Zähler 7 ist somit pro-

zug des Walzgutes messendes Organ zugeordnet ist, portional dem Durchmesser d₂. dessen elektrisches Ausgangssignal sowohl von der F i g. 2 zeigt die Verwendung des vom Zähler 7

jeweiligen Größe des Bandzuges wie auch von dem 35 erhaltenen Signals zum Messen des Bandzuges. Die

Umlenkwalze 3 ist mit einem Bandzugmesser versehen, er hat einen Kraftgeber 8, der einen Ausgangsimpuls proportional der Kraft abgibt, mit der der

Da d_x bekannt und konstant ist, erhält man unter den oben angegebenen Bedingungen den jeweiligen Haspeldurchmesser zu

,7 _ j ⁿi

Bandzug S die Umlenkwalze in einer definierten Rich-

Aufwickeldurchmesser der Haspel abhängigen Umlenkwinkel (α) des Walzgutes an der Umlenkwalze
abhängig ist, und daß das Ausgangssignal des bandzugmessenden Gerätes mit dem dem Wickeldurchmesser der Haspel proportionalen Signal der die Win- 40 tung beeinflußt. In dieser Richtung ist die Kraft kelgeschwindigkeiten der Umlenkwalze und der F = S\K+ f( Ή Haspel messenden Einrichtung so zusammengesetzt "■ ^ ' werden, daß das zusammengesetzte Signal ein Maß worin α der Umlenkwinkel ist. Das Ausgangssignal für den tatsächlichen, d. h. vom Wickeldurchmesser vom Geber 8 wird in einem Anfangsverstärker 9 verder Haspel bzw. von den hierdurch bedingten Ände- 45 stärkt und einem zweiten Verstärker 10 zugeführt, rungen des Umlenkwinkels an der Umlenkwalze un- Das vom Zähler 7 erhaltene Signal, das vom Umabhängigen Bandzug ist. lenkwinkel cc abhängt, wird dem einen Ende eines Eine Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht Potentiometers zugeführt, dessen anderes Ende bei 12 also eine fortlaufende Messung des tatsächlich vor- geerdet ist. Der bewegliche Kontakt 13 des Potentiohandenen Aufwickelzuges und damit eine Steuerung 50 meters ist an einer Summierungsanordnung 14 angedes Haspelantriebes, so daß ein jeweils gewünschter schlossen. Damit wird das Ausgangssignal des Zäh-

Aufwickelzug konstant eingehalten werden kann.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in dieser zeigt

F i g. 1 die Zusammenstellung der Signale, die proportional der Rotationsgeschwindigkeit der Haspel bzw. Umlenkwalze sind, zu einem Meßwertsignal, das vom Durchmesser des auf der Haspel aufgerollten Walzgutes abhängig ist, und

lers 7 zu der Summierungsanordnung 14 übertragen, sein Wert ist von der Einstellung des Potentiometers 11 abhängig.

Ein zweites Potentiometer 15 ist an einer Spannungsquelle mit der Spannung U angeschlossen. Der bewegliche Kontakt 16 des Potentiometers ist mit dem beweglichen Kontakt 13 des Potentiometers 11 mechanisch verbunden, so daß die beiden Kontakte

F i g. 2 und 3 zwei Anordnungen zum Bestimmen 60 einander folgen. Der Kontakt 16 ist an der Summie-

und Einstellen des Bandzuges mit Hilfe des Meßwertsignals.

In F i g. 1 ist das Walzgut, ein Band, mit 1 bezeichnet. Das Band passiert zwei Arbeitswalzen 2 und eine Umlenkwalze 3 und wird dann auf eine Haspelrolle 4 aufgewickelt. An der Umlenkwalze 3 wird das Band um einen Winkel α gebogen, dem sogenannten Umlenkwinkel. Sowohl die Umlenkrolle als auch die

rungsanordnung 14 angeschlossen. Das Ausgangssignal der Summierungsanordnung wird also einmal aus einem konstanten Anteil vom Potentiometer 15 und zum anderen aus einem mit dem Haspeldurchmesser variablen Anteil vom Potentiometer 11 bestehen.

Mit Hilfe der F i g. 4 läßt sich eine Beziehung für die Kraft ableiten, mit der der Bandzug S die Um-

lenkwalze 3 in einer Richtung beeinflußt, die den Winkel μ mit der Lotrechten bildet. In der Figur ist vorausgesetzt, daß die Haspel 4 und Umlenkwalze 3 in verschiedener Höhe und im Abstand b voneinander gelagert sind. Der Winkel zwischen der Richtung des Bandes 1 vor der Umlenkwalze und der Verbindungslinie der Lagermittelpunkte der Umlenkwalze und der Haspel ist ß, dieser Winkel ist konstant. Der Winkel zwischen dem Band nach der Biegung an der Umlenkwalze und der Verbindungslinie zwischen der Umlenkwalze und der Haspel ist γ. Der Winkel zwischen der Kraftmeßrichtung und der Normalen auf die Verbindungslinie zu ist μ. Dann ist die Kraft in der Kraftmeßrichtung

F = S[sm(ß-ß) + sin (y + μ)].

Hierin ist nur γ variabel, γ ändert sich mit dem Durchmesser der Haspelrolle. Aus Fig. 4, die eine sogenannte »Unterhaspelung« zeigt, erhält man

20

sm γ =

2b

= K₁ + K₂

Wenn μ gleich Null gemacht wird, erhält man

worin K₃ = sin β + K₁ ist.

Das Entsprechende gilt für »Überhaspelung«.

Das vom Kraftgeber erhaltene Ausgangssignal besteht also aus einem konstanten Teil und einem Teil, der mit dem Haspeldurchmesser variiert. Mit Hilfe des Potentiometers 11 wird die Größe des vom Zähler 7 erhaltenen Signals so bestimmt, daß es denselben Wert wie der variable Teil des Signals vom Kraftgeber 8 bekommt. Vom Verstärker 10 wird dann ein Ausgangssignal erhalten, das nur von Regelabweichungen des Bandzuges S abhängt, da die beiden zugeführten Signale, die vom Umlenkwinkel abhängen, einander aufheben. Dieses Ausgangssignal wird als Regelsignal für den Haspelmotor benutzt und ergibt eine Einregelung des Moments des Haspelmotors, so daß das vom Bandzug erzeugte und dem Verstärker 10 zugeführte Signal durch das vom Zähler 7 erhaltene und von den Potentiometern 11 und 15 justierte Signal völlig aufgehoben wird. Wenn das Signal Null wird, hat der Bandzug den Wert, der einer gewissen Einstellung der Potentiometer entspricht, und durch Variieren ihrer Einstellung kann man also den Bandzug unabhängig vom Umlenkwinkel variieren.

In F i g. 3 ist eine andere Möglichkeit gezeigt, das vom Zähler 7 erhaltene Signal zu verwenden, um zusammen mit dem vom Kraftgeber 8 erhaltene Signal den Bandzug unabhängig vom Umlenkwinkel zu messen. Das vom Zähler 7 erhaltene Signal wird einem Servomechanismus 17 zugeführt, das den bewegliehen Kontakt 18 eines Potentiometers 19 antreibt. Durch das Potentiometer 19 geht das Signal vom Kraftgeber 8, über den beweglichen Kontakt 18 wird somit ein Teil dieses Signals abgenommen und dem Verstärker 10 zugeführt. Durch diese Anordnung wird das dem Kraftgeber entnommene, vom Umlenkwinkel abhängige Signal, die sogenannte »Zugantwort«, in Abhängigkeit vom vom Umlenkwinkel abhängigen Signal vom Zähler 7 korrigiert, ehe es dem Verstärker 10 zugeführt wird. Dem Ausgang des Verstärkers kann dann ein Signal entnommen werden, das unabhängig vom Umlenkwinkel der Abweichung im Bandzug proportional ist, und dieses Signal wird in der zuvor beschriebenen Weise für die Einregelung des Haspelmotors auf den gewünschten Bandzug benutzt.

Die gezeigte und beschriebene Anordnung ist nur als ein Beispiel zur Erläuterung des Erfindungsgedankens zu betrachten. Viele andere Signal- und Impulsgeber, Übertragungsarten und Summierungsanordnungen oder Integratoren können verwendet werden. Das Zählen der Impulse kann analog oder digital, intermittierend oder kontinuierlich erfolgen. Die Übertragung kann auf mechanischem, optischem oder elektrischem Wege stattfinden.

Es ist auch nicht notwendig, die Bandgeschwindigkeit durch Zählen der Anzahl der von der Umlenkwalze abgegebenen Impulse zu messen. Andere Methoden sind natürlich möglich, z. B. kann man die Geschwindigkeit des Antriebsmotors für die Arbeitswalzen verwenden, wobei man jedoch die Reduktion im Walzenpaar berücksichtigen muß.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur fortlaufenden Messung des Aufwickelzuges in einem Walzgut bei Draht- oder Bandwalzwerken während des Aufwickeins des über eine Umlenkwalze geführten Walzgutes auf eine Haspel, wobei sich mit zunehmendem Aufwickeldurchmesser der Haspel der Umlenkwinkel des Walzgutes zwischen Umlenkwalze und Haspel ändert, bestehend aus einer Einrichtung, mit der die Winkelgeschwindigkeit der Umlenkwalze und der Haspel je für sich gemessen und miteinander verglichen werden und von der ein elektrisches Signal abgegeben wird, das dem jeweiligen Aufwickeldurchmesser der Haspel proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkwalze (3) ein den Bandzug (5) des Walzgutes (1) messendes Organ (8) zugeordnet ist, dessen elektrisches Ausgangssignal sowohl von der jeweiligen Größe des Bandzuges (5) wie auch von dem vom Aufwickeldurchmesser der Haspel (4) abhängigen Umlenkwinkel (α) des Walzgutes an der Umlenkwalze (3) abhängig ist, und daß das Ausgangssignal des bandzugmessenden Gerätes (8) mit dem dem Wickeldurchmesser der Haspel (4) proportionalen Signal der die Winkelgeschwindigkeiten der Umlenkwalze und der Haspel messenden Einrichtung (5, 6, 7) so zusammengesetzt werden, daß das zusammengesetzte Signal ein Maß für den tatsächlichen, d. h. vom Wickeldurchmesser der Haspel (4) bzw. von den hierdurch bedingten Änderungen des Umlenkwinkels (α) an der Umlenkwalze unabhängigen Bandzug ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Einrichtung (5, 6, 7) und das vom bandzugmessenden Gerät (8) kommende Signal in einem Verstärker (10) zusammengesetzt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Einrichtung (5, 6, 7) kommende Signal und ein von einer konstanten Spannung (U) abgeleitetes Signal über Potentiometer (11, 13; 15, 16) einem Summierungsgerät (14) zugeführt werden und das Ausgangssignal des Summierungsgerätes mit dem vom bandzugmessenden Gerät (8) kommenden Signal zusammengesetzt wird, das vom Wickeldurchmesser der Haspel (4) bzw. von den vom

Wickeldurchmesser bedingten Änderungen des Umlenkwinkels (*) unabhängig ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom bandzugmessenden Gerät (8) kommende Signal einem Potentiometer (19, 18) zugeführt wird und daß der bewegliche Kontakt (19) dieses Potentiometers von einem Servoantrieb (17) verstellt wird, der von dem vom Gerät (5, 6, 7) kommenden Signal gesteuert wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Potentiometer (18,19) kommende Signal mit einem von einer konstanten Spannung (U) abgeleiteten Signal in einem Verstärker (10) zusammengesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen