DE2146814A1

DE2146814A1 - Measuring stress distribution across rolled strip - using three-bearing measuring roll

Info

Publication number: DE2146814A1
Application number: DE19712146814
Authority: DE
Inventors: Alex Prof Dr Troost
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-18
Filing date: 1971-09-18
Publication date: 1973-03-22

Abstract

The tension applied to thin strip during rolling can be increased, without danger of tearing, by a device that accurately measures the tension across the strip width and compensates for this. The measuring device is a roll mounted on >=3 bearings, to the ends of which bending moments can be applied according to the tension measured by load cells mounted inside the roll.

Description

Verfahren zum Messen der Verteilung von Zugspannungen über die Breite unter Längszug stehenden bandförmigen Gutes und zugehörige Meßvorrichtung Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zur meßtechnischen Erfassung der Verteilung von Zugspannungen über die Breite von bandförmigem Material, das einem unter Anwendung von Längszug ablaufenden Transportprozeß unterworfen ist, sowie auf die zugehörige Meßanordnung.Method of measuring the distribution of tensile stresses across the width belt-shaped goods under longitudinal tension and associated measuring device. The invention extends to a method for the metrological detection of the distribution of Tensile stresses across the width of tape-like material being applied to one is subjected to the transport process running longitudinally, as well as to the associated Measuring arrangement.

Beim Walzen, insbesondere beim Kaltwalzen von sehr dünnen Bändern aus schwer verformbaren Werkstoffen, werden in Walzrichtung gesehen vor und hinter dem durch die Arbeitswalzen gebildeten Walzspalt, in dem das Material vornehmlich durch Walzdruck in erster Linie in Dicken- und Walzrichtung verformt wird, Zugspannungen an das durchlaufende Band angelegt, mit denen einmal die Führung des Bandes zum anderen aber auch ein bedeutender in Walzrichtung wirksamer Verformungsbeitrag geleistet wird. Dieser Verformungsbeitrag der in Walzrichtung wirksamen Zugspannungen ist um so wichtiger, Je dünner das zu walzende Material ist und je stärker die durch den Verformungsvorgang hervorgerufene Kaltverfestigung des Materials ansteigt. Diese dadurch bedingte Erschwerung des Walzprozesses versucht man durch Anwemlung möglichst hier in Walzrichtung wirksamer Zugspannungen zu kompensieren. Ihre Größe ist aber mit Rücksicht auf die notwendige Sicherheit gegen Abreißen des Walzgutes zur Zeit in der Praxia mit etwa 25 bis 30 % der joweils erreichten Verformungsfestigkeit begrenzt. Der Grund für diese relativ nledrige Höchstgrenze der angelegten Längszugspannungen beim Bandwalzen liegt in der großen Unsicherheit, mit der die Zerteilung di Längszugspannun gen über die Bandbreite zu beherrschen is-t. Wenn beispielsweise durch zu ballig geschliffene oder durch zu stark in der Walzonballenmitte erwärmte Walzen infolge des damit verbundenen größeren Durchmessers eine gegenüber den Bandrändern grrößare Streckung des zu walzenden Bandes erfolgt, verlagern sich bei konstanter Bandzugkraft die Bandzugspannungen in gefährlicher Weise zu den Bandrändern unter gleichzeitiger Verringerung in Bandmitte. Im ungünstigsten Palle kann diese ungleichförmige Verteilung an den Bandrändern etwa den dreifachen Betrag der mittleren rechrwerischen, gleichmäßig verteilt angenommenen Zugspannung erreichen, wobei in Bandmitte die Zugspannung den Wert Null annimmt, so daß diese Ungleichförmigkeit noch nicht durch eine Mittelwelligkeit des Bandes angezeigt wird. An den Bandrändern würde sich damit eine Zugspannung von etwa 75 bis 90 ,' der jeweils erreichten Verformungsfestigkeit einstellen. Der Abstand gegen das Erreichen der Fließgrenze oder Verformungsfestigkeit ist dann aber zu gering, um ein Abreißen des Bandes mit Sicherheit @ verhindern.When rolling, especially when cold rolling very thin strips Made of difficult to deform materials, are seen in the rolling direction in front of and behind the roll gap formed by the work rolls, in which the material predominantly is deformed by rolling pressure primarily in the thickness and rolling direction, tensile stresses applied to the continuous belt, with which once the leadership of the belt to but also made a significant contribution to deformation, which is effective in the rolling direction, for others will. This deformation contribution is the tensile stresses effective in the rolling direction the more important, the thinner the material to be rolled and the stronger the through The strain hardening of the material caused by the deformation process increases. These The resulting aggravation of the rolling process is attempted as far as possible by applying to compensate for tensile stresses that are effective in the rolling direction. Their size is however with regard to the necessary security against tearing off of the rolling stock at the moment in practice with about 25 to 30% of the deformation strength achieved in each case limited. The reason for this relatively poor maximum limit of the created Longitudinal tensile stress in belt rolling is due to the great uncertainty with which the The division of the longitudinal tensile stresses must be managed across the bandwidth. if For example, if they are ground too convexly or if they are too thick in the center of the roll of the roll heated rollers due to the associated larger diameter one opposite the strip edges greater stretching of the strip to be rolled takes place, shift with constant belt tension the belt tension in a dangerous way to the belt edges with a simultaneous decrease in the mid-band. In the worst case this can uneven distribution at the band edges about three times the amount of the middle Achieve a mathematical, evenly distributed assumed tensile stress, whereby in In the middle of the belt, the tensile stress assumes the value zero, so that this irregularity is not yet indicated by a central waviness of the tape. At the edges of the tape This would result in a tensile stress of about 75 to 90% of the deformation strength achieved in each case to adjust. The distance from reaching the yield point or deformation strength is then too low to be sure to prevent the tape from tearing off.

Bei deutlich wahrnehmbarer Mittelwelligkeit des Bandes ist cLber die Randspannung noch größer, so daß dabei die Gefahr eines B:uictrisses noch größer ist.If the central waviness of the tape is clearly perceptible, cLabove the Edge tension is even greater, so that the risk of a crack is even greater is.

In der Offeniegungsschrift 1 527 604, Offenlegungstag 15.1.1970, wird als Meßinstrument für die Verteilung der Bandzugspannungen über die Bandbreite eine aus einem mehrfach auf einer fest stehenden Achse gelagerten Mantel bestehende Ablenkrolle vorgeschlagen, wobei die unterschiedlichen durch Meßgeber erfaßten Lagerkräfte als Maß für die Verteilung der BandzugBpannungen herangezogen werden.In Offenlegungsschrift 1 527 604, disclosure date January 15, 1970, as a measuring instrument for the distribution of the strip tension over the strip width a from a multiple on a fixed Axis mounted jacket proposed existing deflection roller, the different by measuring transducers The recorded bearing forces are used as a measure of the distribution of the belt tension will.

Das diesem Verfahren zugrunde liegende machanische Prinzip, die Erfassung der Querkräfte eines elastisch gelagerten Durchlaufbalkens auf mindestens drei Stützen, ergibt aber in der hier offenbarten Form keine ausreichenden Meßsignale, da diese wesentlich von den Längenabmessungen, den Lagerabstanden und den Biegesteifigkeiten des Rollenmantels (des Durchlaufbalkens) und der fest stehenden Rollenachse abhängig sind.The mechanical principle on which this process is based, the acquisition the transverse forces of an elastically mounted flow beam on at least three supports, but does not produce sufficient measurement signals in the form disclosed here, since these essentially depends on the length dimensions, the bearing distances and the bending stiffness of the roller jacket (of the flow bar) and the fixed roller axis are.

Da der Breitenbereich des zu messenden bandförmigen Gutes in weiten Grenzen schwanken kann, die Meßrolle aber die maximale Breite erfassen und daher entsprechend dimensioniert werden muß, ergeben sich aus dieser Forderung die maximalen Abmessungen der Rolle, wie ollenaußendurchmesser, Wanddicke und infolge der unterzubringenden Wälzlager der Durchmesser der Achse.Since the width range of the strip-shaped material to be measured is wide Limits can fluctuate, but the measuring roller detect the maximum width and therefore must be dimensioned accordingly, the maximum result from this requirement Dimensions of the roll, such as the outside diameter of the roll, wall thickness and the type of roll to be accommodated Rolling bearing the diameter of the axis.

Durch ltollenmantilabmessung und Achsabmessung sowie die Wahl ihrer Werkstoffe ist das Verhältnis ihrer Biegesteifigkeiten fest vorgegeben.By ltollenmantile dimension and axis dimension as well as the choice of their Materials, the ratio of their bending stiffness is fixed.

Beispielsweise werden bei einem großen Verhältnis der Biegeeteifibkei.te1l des Itollenmantels zuz llollenschse bei drei Lagern die Lager an den Enden des Rollenmantels gegenüber dem mittleren Lager wesentlich stärker belastet, so daß geringfügige Abweichungen der Rollenbelastung durch abgelenktes bandförmiges Gut infolge einer Änderung der Banazugspannungsverteilung durch eine Messung der absoluten sehr unterschiedlich großen Lagerkräfte nur ungenügend aufgelöst werden können.For example, if there is a large ratio of bending parts of the Itollenmantels zuz llollenschse with three bearings the Warehouse the ends of the roll shell are significantly more heavily loaded than the middle bearing, so that slight deviations in the roller load due to deflected belt-shaped Good as a result of a change in the bana tension distribution by measuring the absolute bearing forces of very different sizes are only insufficiently resolved can.

Hinzu kommt, daß auch homogene Änderungen der Belastung der Meßrolle, die keinerlei Fehler der Bandform bedeuten, angezeigt werden und ihre Differenzierung nur mit erheblichem Meßaufwand möglich ist.In addition, homogeneous changes in the load on the measuring roller, which mean no errors in the shape of the tape are displayed and their differentiation is only possible with considerable measurement effort.

Um ein für den gesamten Bandbreitenbereich hinreichend empfindliches Auflösungsvermögen zur Ermittlung der Belastungsverteilung zu erhalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Lagerkräfte der Meßrolle infolge einer homogenen Belastung aus dem abgelenkten Band in gleicher Größe zu bekommen, was beispielsweise durch eine von der Belastungsbreite b abhängige Vorspannung der Lager möglich ist.To be sufficiently sensitive for the entire bandwidth range Obtaining resolving power for determining the load distribution is achieved according to the invention proposed the bearing forces of the measuring roller as a result of a homogeneous load to get the deflected band in the same size, which for example by a Bearing preload depending on the load width b is possible.

In diesem Falle kann man durch eine Differenzschaltung der Lagerkräfte auf eine Wheatstonsche Brücke, die bei gleichmäßiger Verteilung der Rollenbelastung und damit von der Belastungsbreite abhängigem festen Verhältnis der Lagerkräfte im Gleichgewicht ist, schon geringffigige Abweichungen von der gewwlschten homogenen Verteilung der Rollenbelastung ur Anzeige bringen, während eine Vergrößerung oder Verringerung der homogenen Belastung der Meßrolle, d. h. eine änderung der Bandzugkraft, wie sie sich beispielsweise beim Kaltwalzen aus der Banddickenregelung einstellt, nicht angezeigt wird, da sie sich auf alle Lager gleichmäßig auswirkt und daher die Wheatstonsche Brücke nicht verstimmt.In this case, the bearing forces can be switched by differential switching on a Wheatstone bridge that distributes the load evenly and thus a fixed ratio of the bearing forces dependent on the load width is in equilibrium, even slight deviations from the desired homogeneous one Bringing distribution of roller load to ur display while one Increase or decrease the homogeneous load on the measuring roller, d. H. one Change in the strip tensile force, as it is, for example, in the case of cold rolling from the strip thickness control is not displayed because it affects all bearings equally and therefore not detuned the Wheatstone Bridge.

Voraussetzung für dieses Meßverfahren ist die aus einer homogenen Streckenlast für alle Belastungsbreiten "b" untereinander gleichgroße Belastung der Lager.A prerequisite for this measuring method is that of a homogeneous Line load for all load widths "b" equal load among each other the storage.

Die Wirkung einer Lagervorspannung kann durch die Betrachtung der Querkraftfunktionen erklärt werden. In Fig. 1 ist das statische System einer Meßanordnung für die Ermittlung der Belastung verteilung dargestellt mit der Belastungsfunktion q (x), der homogenen Belastung q und der homogenen Belastungsänderung - @ q.The effect of a bearing preload can be seen by considering the Shear force functions are explained. In Fig. 1 the static system is a measuring arrangement for the determination of the load distribution shown with the load function q (x), the homogeneous load q and the homogeneous change in load - @ q.

Der Rollenmantel habe die Biegesteifigkeit ER J7> mit ER = E-Modul des Mantelwerkstoffes JR a###iales Trägheitsmoment des Rollenmantels.The roll jacket has the flexural rigidity ER J7> with ER = E-module of the jacket material JR a ### ial moment of inertia of the roller jacket.

Entsprechend hat die Rollenachse die Biegesteifigkeit EA JA mit EA = E-Modul des Achsenwerkstoffes JA = a@@@iales Trägheitsmoment der Rollenachse.Accordingly, the roller axis has the flexural strength EA JA with EA = E-module of the axis material JA = a @@@ iales moment of inertia of the roller axis.

Der Rollenmantel ist auf der Achse dreifach gelagert, wobei die Lagerkräfte L1, Lm und Lr aus der Belastung q (x) entstehen.The roller shell is triple mounted on the axis, with the Bearing forces L1, Lm and Lr arise from the load q (x).

In Fig. 2 sind die Querkraftfunktionen der Belastung q (x), q und #q nach Fig. 1 dargestellt.In Fig. 2, the transverse force functions of the load are q (x), q and #q shown in FIG. 1.

Der homogenen Belastung q entspricht die Querkraftfunktion in der Reihenfolge der Ziffern o-1-2-3-4-5-6-7.The shear force function in the corresponds to the homogeneous load q Order of the digits o-1-2-3-4-5-6-7.

Der Belastungsverteilung q (x) in der linken Hälfte der Fig. 1 entspricht eine Querkraftfunktion entsprechend dem Linienzug in der linken Hälfte der Fig. 2 o-1'-2'-3'.The load distribution q (x) in the left half of FIG. 1 corresponds a shear force function corresponding to the line in the left half of Fig. 2 o-1'-2'-3 '.

Eine Verringerung der homogenen Belastung q um den Be-trab ## in der rechten Hälfte von Fig. 1 verursacht eine minderung der Querkraftfunktion, entsprechend dem Linkenzug 4'-5'-6'-7.A reduction in the homogeneous load q by the Be-trab ## in the right half of Fig. 1 causes a reduction in the transverse force function, accordingly the left train 4'-5'-6'-7.

Die Lagerkräfte für eine homogene Belastung # sind L1 ......Linienzug 0-1 Lm.......Linichzug 3-4 Lr.......Linienzug 6-7 Die Lagerkräfte L1, Lr können sich je nach dem Stelfigkeitsv hältnie des Rollenmantels zur Rollenachse von der Lagerkraft m sehr stark unterscheiden, Bei großen Steifigkeitsverhältnissen können die Außenlager@r@fte L1, Lr sogar das entgegengesetzte Vorzeigen der Lagerkraft Lm haben.The support forces for a homogeneous load # are L1 ...... line 0-1 Lm ....... Linichzug 3-4 Lr ....... Linichzug 6-7 The bearing forces L1, Lr can depending on the Stelfigkeitsv, the roller jacket never adheres to the roller axis of the Bearing force m differ very strongly, with large stiffness ratios the subcamps @ r @ fte L1, Lr even show the opposite of the bearing force Lm.

Da jede Änderung der Belastung eine Änderung der Lagerbelastungen verursacht, ist eine Änderung der Belastungsverteilung als Maß für eine Änderung der Bandzugspannungsverteilung nur mit erheblichem I,Ießaufwand, wenn überhaupt, zu unterscheiden von einer homogenen Belastungsänderung, die keine Änderung der Bandzu~spannungsverteilung sondern eine Änderung deren Integralwertes der Bandzugkraft beispielsweise als Folge eines Regelungseingriffes an einer Kaltwalzanlage bedeutet.Since every change in load is a change in bearing loads is a change in the load distribution as a measure of a change the belt tension distribution only with considerable effort, if at all, to be distinguished from a homogeneous load change that does not change the Belt tension distribution but a change in its integral value of the belt tension means for example as a result of a control intervention on a cold rolling mill.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist die Wirkung einer von der Belastungsbreite "b" abhängigen Vorspannung der Lager V1 = V@ = 1 Vm dar-2 gestellt.In Figures 3, 4 and 5, the effect is one of the load width "b" dependent preload of the bearings V1 = V @ = 1 Vm is shown-2.

In Fig. 3, die wie Fig. 1 das statische System der Meßanordnung bildet, ist als Streckenbelastung die homogene Belastung q, ihre homogene Änderung A # und die von x abhängige Belastung q (x) sowie die Vorspannkräfte V1, Vr, Vm der Lager dargestellt.In Fig. 3, which, like Fig. 1, forms the static system of the measuring arrangement, is the homogeneous load q, its homogeneous change A # and the load q (x) dependent on x and the preload forces V1, Vr, Vm of the bearings shown.

In Fig. 4 ist der Verlauf der Querkraftfunktion für den Rollenmantel infolge Wirkung der Vorspannkräfte V1 = Vr = 1 Vm aufgezeich-2 net.In Fig. 4 is the course of the transverse force function for the roller shell as a result of the pretensioning forces V1 = Vr = 1 Vm recorded.

In Fig. 5 sind die Querkraftfunktionen für die Belastungsfälle der Pig. 3 und zwar für die Streckenbelastungen und die Vorspannlagerkräfte dargestellt.In Fig. 5, the transverse force functions for the load cases are Pig. 3 for the line loads and the preload bearing forces.

Im einzelnen bedeuten der Linienzug o-1-2-3-4-5-6-7 in Fig. 5 den Querkraftverlauf infolge der homogenen Belastung q der Fig. 3, der Linienzug o-1'-2'-3'-4'-5'-6'-7 in Fig. 5 den Querkraftverlauf infolge der homogenen Belastung q der Fig. 3, überlagert durch die Querkraftfunktion nach Fig. 4 infolge der Vorspannung der Lager V1, Vr, Vm. Durch die der Belastungsbreite "b" angepaßte Vorspannung werden für einen homogenen Verlauf der Rollenbelastung gleich große Lagerkräfte erreicht. Es gilt hierbei L1 (Linienzug 0-1') Lm (Linienzug 3'-4') Ll = Lm = Lr Lr (Linienzug 6'-7) Eine homogene änderung (hier eine Verringerung) der Streckenbelastung um ## nach Fig. 3 bewirkt eine gleichmäßige Veränderung (hier Verringerung) der Lagerkräfte, nämlich # Ll...Linienzug 1'-1 in Fig. 5, # Bm...Linienzug (3'-3) + (4'-4) in Fig. 5, #Lr...Linienzug 6'-6 in Fig. 5, mit #Ll = #Lm + #Lr, so daß die Lagerkräfte untereinander gleich bleiben.Specifically, the line o-1-2-3-4-5-6-7 in FIG. 5 denotes the transverse force profile as a result of the homogeneous load q in FIG. 3, the line o-1'-2'-3'-4 '-5'-6'-7 in FIG. 5 shows the transverse force curve as a result of the homogeneous load q of FIG. 3, superimposed by the transverse force function according to FIG. 4 as a result of the preload of the bearings V1, Vr, Vm. Due to the preload adapted to the load width "b", bearing forces of the same magnitude are achieved for a homogeneous course of the roller load. It applies here L1 (line 0-1 ') Lm (line 3'-4 ') Ll = Lm = Lr Lr (line 6'-7) A homogeneous change (here a reduction) in the line load by ## according to FIG. 3 causes a uniform change (here a reduction) in the bearing forces, namely # Ll ... line line 1'-1 in FIG. 5, # Bm ... line line (3'-3) + (4'-4) in Fig. 5, #Lr ... line 6'-6 in Fig. 5, with #Ll = #Lm + #Lr, so that the bearing forces remain the same among each other .

Dagegen verusacht eine Änderung der Belestungsverteilung entsprechend q (x) der Fig. 3 entsprechende Änderungen der Lager kräfte von gleicher Größe. Die Änderungen gegenüber der homogenen Streckenbelastung q für die einzelnen Lager sind: - #Ll...Linienzug i1* in Fig. 5, - #Lr...Linienzug 6'-6* + #Lm...Linienzug (3'-3*) + (4'-4*) Für diese Änderungen gilt |#Ll| = |#Lr| =|#Lm| In Fig. 6 ist ein erfindungsgemäßer Vorschlag einer Meßrolle dargestellt. Der Rollenmantel 8 stützt sich über Wälzlager lo, Meßringe 11, Meßringträger 12a, 12b auf der durchschießenden Achse 9 ab. Die Achse 9 hat eine zentrale Bohrung 9a und radiale Bohrungen 9b zur Durchführung der nicht dargestellten Meßkabel.In contrast, a change in the load distribution according to q (x) of FIG. 3 causes corresponding changes in the bearing forces of the same size. The changes compared to the homogeneous line load q for the individual bearings are: - #Ll ... line i1 * in Fig. 5, - #Lr ... line 6'-6 * + #Lm ... line (3'- 3 *) + (4'-4 *) applies to these changes | #Ll | = | #Lr | = | #Lm | In Fig. 6 an inventive proposal for a measuring roller is shown. The roller shell 8 is supported by roller bearings lo, measuring rings 11, measuring ring carriers 12a, 12b on the penetrating axis 9. The axis 9 has a central bore 9a and radial bores 9b for the implementation of the measuring cables, not shown.

Die Achse 9 ist an ihren Enden gelenkig in Lagern 13 gelagert und kann über Hebel 14, die mit der Achse 9 fest verbunden sind, verbogen werden, Bie mit den Kräften+ K1 und/oder + Kr über den Hebel 14 von der Länge a aufgebrachten Biegemomente M1, zur (ig. 3) verursachen Lagervorspannkräfte V1, Vm, Vr entsprechend Fig. 3.The axis 9 is hinged at its ends in bearings 13 and can be bent via levers 14, which are firmly connected to the axis 9, Bie with the forces + K1 and / or + Kr applied via the lever 14 of the length a Bending moments M1, for (Fig. 3) cause bearing preload forces V1, Vm, Vr accordingly Fig. 3.

Pig. 7 ist eine Draufsicht auf Fig. 6 bei ntferntem Band der Breite b.Pig. Figure 7 is a top plan view of Figure 6 with the width band removed b.

In Fig. 8 und in Fig. 9, die einen Schnitt durch Pig. 8 zeigt, ist ein Meßring 11 mit eingearbeiteten Dehnungsfenstern lla und tangential angeordneten Dehnungsmeßwertgebern lib dargestellt.In Fig. 8 and in Fig. 9, which are a section through Pig. 8 shows is a measuring ring 11 with incorporated expansion windows 11a and arranged tangentially Strain gauges lib shown.

Die Lagerbelastung L in Fig. 8 des Lagerinnenringes von Wälzlager lo in Fig. 6 ruft die Pressung Pl = f (L) auf dem Meßring 11 hervor, wobei entsprechende Reaktionspressungen Pl in den Meßringträgern 12a, 12b verursacht werden. Die Lagervorspannkraft V in Fig. 8 infolge einer Verbiegung der Achse 9 in Fig. 6 durch die Achsenrandmomente M1 = Kl . a und Mr = Kr . a bewirkt Pressungen p2 = f (V), die von den Meßringträgern 12a, 12b Fig. 6 auf den Meßring 11 übertragen werden und entsprechende Reaktionspressungen p2 an der Innenlaibung des Lagerinnenringes von Wälzlager lo verursachen.The bearing load L in Fig. 8 of the bearing inner ring of the roller bearing lo in Fig. 6 causes the pressure Pl = f (L) on the measuring ring 11, with corresponding Reaction pressures Pl are caused in the measuring ring carriers 12a, 12b. The bearing preload V in Fig. 8 due to a bending of the axis 9 in Fig. 6 by the axis edge moments M1 = Kl. a and Mr = Kr. a causes pressures p2 = f (V) from the measuring ring carriers 12a, 12b Fig. 6 are transferred to the measuring ring 11 and corresponding reaction pressures cause p2 on the inner reveal of the bearing inner ring of rolling bearing lo.

Die Pressungen p1 und p2 werden immer additiv überlagert und verursachen ihnen proportionale tangentiale Spannungen, deren Dehnungen in den Dehnungsfenstern lla des Meßringes 11 mittels Dehnungsmeßwertgebern lib aufgenommen werden.The pressures p1 and p2 are always additively superimposed and cause Tangential stresses proportional to them, their strains in the strain windows 11a of the measuring ring 11 can be recorded by means of strain gauges lib.

ErfindungBgemäß ißt entsprechend Pig. 6 vorgesehen, daß an den beiden Achsenden auch unterschiedlich große Biegemomente gleichen bzw. entgegengesetzten Vorzeichens über die Kräfte Kl bzw. Kr aufgebracht werden können.Invention B according to eats according to Pig. 6 provided that on the two Axial ends also equal or opposite bending moments of different magnitudes The sign can be applied via the forces Kl and Kr.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung gleich großer Lagerkräfte bei unterschiedlicher Belastungsbreite besteht in der Schaffung unterschiedlich harter Lagerbettungen der äußeren Lager der Meßrolle.Another possibility to achieve equally large bearing forces different load width consists in creating different hard Bearing beds of the outer bearings of the measuring roller.

Erfindungsgemäß wird die unterschiedliche Härte der Lagerbettung entsprechend Fig. 10 und Fig. 11, die einen Schnitt durch Fig. lo darstellt, durch eine zweckmäßig unlösbare Verbindung von Ringen 15a, 15b eines hinreichend elastischen Mediums mit den Meßringträgern 12a, 12b dadurch erreicht, daß durch eine entsprechend exzentrische Anordnung der Tragflächen der Meßringträger 12a, 12b die Wanddicken der Ringe 15a, 15b aus elastischem Material unterschiedlich groß werden, so daß die Kombination aus den Ringen 15a, und 15b und den Meßringträgern 12, 12b eine unterschiedliche, von der Lastrichtung abhängige, Nachgiebigkeit aufweist. Bei gegebei Lastrichtung kann man die unterschiedliche Nachgiebigkeit der äußeren Lage durch entsprechende Drehung der Kombination aus Meßringträger 1. , 12b und den elastischen Ringen 15a, 15b erreichen.According to the invention, the different hardness of the bearing bedding is corresponding Fig. 10 and Fig. 11, which shows a section through Fig. Lo, through an expedient permanent connection of rings 15a, 15b with a sufficiently elastic medium the measuring ring carriers 12a, 12b achieved in that by a correspondingly eccentric Arrangement of the bearing surfaces of the measuring ring carriers 12a, 12b the wall thicknesses of the rings 15a, 15b made of elastic material are of different sizes, so that the combination from the rings 15a and 15b and the measuring ring carriers 12, 12b a different, has flexibility depending on the load direction. With given load direction one can see the different flexibility of the outer layer by corresponding Rotation of the combination of measuring ring carrier 1., 12b and the elastic rings 15a, Reach 15b.

Da die Mefringträger 12a, 12b mit der durchschießenden Achse 9 fesU vorinnden nd, lißt sich durch Drehung der Achse a eine gemeins@m und synchrone Verdrehung der Kombination aus den Meßringträg@@@ 12a, 12b und den elastischen Ringen 15a, 15b und damit@ eine Änderung @@ Nachgiebigkeit der äußeren Lager in Abhängigkeit von der B l@@@tunkgsbreite "b" einstellen.Since the Mefringträger 12a, 12b with the penetrating axis 9 fesU nd, a common and synchronous rotation can be achieved by rotating the axis a the combination of the Meßringträg @@@ 12a, 12b and the elastic rings 15a, 15b and thus @ a change @@ depending on the flexibility of the outer bearings Set the width "b" from the B l @@@.

Bei fest gehaltener Achse 9 und unabhängiger Verdrehmöglichkeit der Kombination aus Meßringträger 12a, 12b und elastischen Ringen 15a, 15b der äußeren Lager können auch unterschiedlich große Nachgiebigkeiten der beiden äußeren Lager eingestellt werden.With the axis 9 firmly held and the possibility of independent rotation of the Combination of measuring ring carrier 12a, 12b and elastic rings 15a, 15b of the outer Bearings can also have different degrees of resilience in the two outer bearings can be set.

Eine weiter Möglichkeit, die Lagerkräfte bei unterschiedlichen Belastungsbreiten nb" von gleicher Größe für eine homogene Einheitsbelastung zu erhalten, ist bei kleinem Verhältnis der Biegesteifigkeiten des Rollenmantels zur Rollenachse und damit stärkerer Belastung des mittleren Lagers durch eine Anpassuung der Nachgiebigkeit der Bettung des mittleren Lagers gegeben. Erfindungsgemäß wird diese Anpassung der Nachgiebigkeit durch eine Trennung der äußeren Lagerkräfte von der durchschießenden Achse und der damit möglichen Änderung der halben Stützweite 1 der Achse für das mittlere Lager erreicht. Entsprechend Fig. 12 wird die Änderung der halben Stützweite 1 durch eine Drehung der Achse 9 erzielt, wobei in den-LagerhUlsen 16 für die Außenlager 1o je ein Auflagerring 17 über einen Längskeil 18 gedreht und bei gegenläufigem Gewinde 19 in der linken bzw. rechten Lagerhülse 16 je nach Drehrichtung der Achse die halbe Stützweite 1 vergrößert oder verkleinert wird. 21 und 20 stellen Bohrungen für die Aufnahme des Meßkabels der Außenlager dar.Another possibility, the bearing forces with different load widths To obtain nb "of the same size for a homogeneous unit load is at small ratio of the bending stiffness of the roll shell to the roll axis and thus greater stress on the central bearing by adjusting the flexibility given to the bedding of the middle camp. According to the invention, this adaptation is the Resilience by separating the external bearing forces from the penetrating forces Axis and the possible change of half the support width 1 of the axis for the medium camp reached. According to FIG. 12, the change is half the span 1 achieved by rotating the axis 9, with the bearing sleeves 16 for the outer bearings 1o each a support ring 17 rotated over a longitudinal wedge 18 and in opposite directions Thread 19 in the left or right bearing sleeve 16 depending on the direction of rotation of the axis half the span 1 is increased or decreased. 21 and 20 represent holes for the reception of the measuring cable of the external bearings.

In den Fig. 13 und Fig. 14, die einen Teilschnitt und eine Ansicht der Fig. 13 von links darstellt, ist eine Meßanordnung gezeigt, bei der ein Lagerstützring 11 durch eine Anzahl im gleichen Winkelabstand auf zwei Tragringen 12a, 12b angeordneter Stützelemente 22 frei schwimmend über der Achse 9 getragen wird.13 and 14, which are a partial section and a view 13 from the left, a measuring arrangement is shown in which a bearing support ring 11 by a number in same angular distance on two support rings 12a, 12b of the support elements 22 arranged floating freely above the axis 9 will.

Die Belastung der Stützelemente 22 wird hier Z. B. in Form ihrer elastischen Dehnungen mit Dehnungsmeßwertgebern erfaßt, wobei bei gerader Anzahl der Stütz elemente 22 durch geeignetes Zusammenschalten der Dehnwertgeber sich im Kreis gegenüber liegender Stütz elemente 22 nur mechanische Belastungen und keine Belastungen aus der thermischen Bewegung des Rollenmantels 8 angezeigt werden, wenn der Rollenmantel 8 mit einer Temperatur auf die Rollenlager gezogen wird, die gleich bzw, größer als die zu erwartende Betriebstemperatur ist.The load on the support elements 22 is here, for example, in the form of their elastic Strains detected with strain gauges, with an even number of support elements 22 by suitably interconnecting the expansion transducers in a circle opposite one another Support elements 22 only mechanical loads and no loads from the thermal Movement of the roll shell 8 are displayed when the roll shell 8 with a Temperature is drawn on the roller bearing that is equal to or greater than that to be expected Operating temperature is.

Durch Kombination der erfindungsgemäß vorgaschlagenen Möglichkeiten zur Anpassung der Lagerkräfte an die Belastungsbreite, nämlich a) Verbiegung der durchschießenden Achse, b) Verbiegung des Rolenmantels (beide durch eingeleitete Randmomente), c) Änderung der elastischen Nachgiebigkeit der äußeren Lager durch Änderung der Lagerbettungshärte, d) Änderung der Nachgiebigkeit des mittleren Lagers durch Änderung der Stützweite der Achse lassen sich weitere Möglichkeiten zur Erzielung gleich großer Lagerkrttfte angeben.By combining the possibilities proposed according to the invention to adapt the bearing forces to the load width, namely a) bending of the axis, b) bending of the roller jacket (both by initiated Marginal moments), c) change in elastic resilience of the outer bearings Change in the bedding hardness, d) Change in the flexibility of the central bearing by changing the support width of the axis, further possibilities can be achieved Specify storage forces of the same size.

Außer der Auflösung symmetrischer Abweichungen von der homogenen Verteilung der Belastung und damit der Bandzugspannungsverteilung läßt sich durch Schaffung einer unsymmetrischen Lagerung des Rollemnantels beispielsweise durch unterschiedlich große Achsenrandbiegemomente gleichen oder entgegengesetzten Vorzeichens auch eine unsymmetrische Abweichung von der homogenen Verteilung auflösen bzw. bei symmetrischer Abweichung eine Differensiebung nach den normalerweise nur vorliegenden uadratischen und biquadratischen Anteilen durchführen.Except for the resolution of symmetrical deviations from the homogeneous distribution the load and thus the belt tension distribution can be achieved by creating an asymmetrical storage of the roll jacket, for example, by different large axial edge bending moments of the same or opposite sign also one Resolve asymmetrical deviation from the homogeneous distribution or with symmetrical Deviation a differential sieving after the normally only available uadratic and biquadratic proportions.

Claims

Expectations

Method of measuring the distribution of tensile stresses across the width strip-shaped goods under longitudinal tension, characterized in that as the measuring principle the detection of the transverse forces of a triple elastic consisting of a deflection roller supported beam with the same bearing forces for all load widths, whereby by a differential circuit the transducer of the individual bearing forces only Deviations from the desired homogeneous load distribution on the deflection pulley and due to the proportionality between this stress distribution and the tension distribution of the belt Only deviations from the homogeneous distribution over the width of the strip-shaped material the belt tension are displayed.

2. The method according to claim 1, characterized in that. through creation asymmetrical bearing conditions of the deflection roller asymmetrical deviations from the homogeneous distribution of the tape tension can be resolved.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that with a symmetrical but not homogeneous distribution of the tape tension spamings a Differentiation according to the square and biquadr ~ tical proportions can be made.

4. Process according to claims 1,2,3, characterized in that a deflection roller that is more than three times elastically supported is used.

5. Device for performing the method according to the claims 1,2,3, characterized in that as a deflection roller a triple on a penetrating Axle elastically mounted hollow roller is used, the axis of which is caused by edge laying moments same or different size, same or opposite sign can be bent, so that the corresponding precautionary forces are created in the three bearings which are set so large that with every load bearing forces equal to the deflected belt for a homogeneous unit load result.

6. Device for performing the method according to the claims 1,2,3, characterized in that as a deflection roller a triple on a penetrating Axis elastically mounted hollow roller is used, which is equal by edge bending moments or of different sizes, same or opposite signs bent can be, resulting in corresponding preload forces in the three bearings, which are set so large that with every load width from the deflected Belt for a homogeneous unit load result in equally large bearing forces.

7. Device for performing the method according to the claims 1,2,3, characterized in that as a deflection roller a triple on a penetrating Axis elastically mounted hollow roller is used, the outer bearing of which is a dependent elastic resilience adjustable from the load width from the deflected band have, so that for a homogeneous unit load there are equally large bearing forces result.

8. Device for performing the method according to claims 1,2,3, characterized in that a triple-mounted Hchlrolle is used as a deflection roller, in which the outer bearings deposit their reaction forces on rigid sleeves, which in their interior take up a penetrating axis adjustable with different support widths, in the middle of which the middle bearing of the roller with adjustable elastic after - @@@@@ change the support width for the purpose of targeting equal bearing forces for @@@ comogenic unit loads and different Be-JL tT sbrei tH '' C - is.

9. Apparatus @@ r @@ @ conducting the process according to the claims 1,2,3, d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that as a deflection roller one on both sides Hollow or massive tuber tied up by bearings serves this one in the middle a narrow outer Support roller is additionally supported and their Supporting force can be adjusted depending on the load width, that for a homogeneous uniform load there are forces of equal magnitude in the outer Store and adjust in a narrow support roller.

10. Apparatus for performing the method according to d z claims 1,2,3,4 and according to claims 5,6,7,8,9 d a d u r c h g e k e n n n z e i c hnet, that as a measuring transducer of the bearing forces distributed over the entire circumference with leichmäfig Breakthroughs @@@ see ring is used, which in the breakthroughs mi- in tangential Direction of measuring strain gauges is stocked, so the bearing forces are friction-free can be recorded and reproducibly measured in any direction.

11. Device for carrying out the process according to @@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@ 3,4, and according to claims 5,6,7,8, d a d u r c h e k e n n- @ eichnet that as a measuring transducer of the bearing @@@@@@@@@@@@@@@@@@ at equal intervals k @ over the enclosure a @@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@ @ eil @ er Abs @@ tzungselemente verrends r @@@@@@@@@@@@@@@@ With @@ tung proportional elongations with elongation, e @@@@@@@@@@@@ @@ f @@@@@@@ rden.

12. The apparatus of claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an even number of support elements is chosen, where the Strain measuring transducers in each case in a circle with support elements lying opposite one another are interconnected in such a way that only mechanical loads and no loads can be displayed from the thermal movement of the roll shell, and the roll shell via the roller bearings with a temperature which at least exceeds the operating temperature of the netting roller Shrink temperature is drawn.

13. Device for performing the method according to claims and 3, d u r c h e k e nn n z e i c h n e t that one shoot through on one @chse gelager @ e hollow roller is used, the axis of which is in a position to the scanning direction between the central bearing and the outer bearing is the same size, after turning it by 90 ° Position but unequal bending stiffness between center bearing and left bearing einersei @@ s @@@. Has middle bearing and right bearing on the other hand.

L e r s e i t e