DE2730028C2

DE2730028C2 - Vorrichtung zum Messen der Walzkräfte in einem Walzgerüst, insbesondere einem Universalwalzgerüst

Info

Publication number: DE2730028C2
Application number: DE2730028A
Authority: DE
Inventors: Jack Hudson Bethlehem Pa. Baker; Jack Westford Mass. Joyce; Harold Adams Montreal List
Original assignee: Bethlehem Steel Corp
Current assignee: Bethlehem Steel Corp
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-07-02
Publication date: 1984-03-22
Also published as: JPS5346068A; JPS6031565B2; US4033183A; GB1585617A; CA1085650A; DE2730028A1

Description

15

25

b0

aufweist

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltglieder (44, 78 bis 81) zur Abgabe wahlweise eines der Dehnungsmesserausgangssignale aufweist

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltglieder (89, 92, 93) aufweist weiche ein Abschaltsignal erzeugen, falls die Horizont,..!- oder Vertikalwalzkräfte (Fh; Fv) einen vorbestimmten Grenzwert überschreiten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Universalwalzgerüsten z. B. für I- und H-Profilträger ist die Bestimmung der Walzkräfte außerordentlich komplex, weil die Walzgerüste sowohl in Horizontalrichtung als auch in Vertikalrichtung ausgerichtete Arbeitswalzen aufweisen, welche während des Walzens gleichzeitig zwei Arten von Walzkräften in den Ständerholmen des Gerüsts erzeugen. Im Nachfolgenden werden diese zwei Arten von Walzkräften als Horizontalwalzkraft F_H und als Vertikalwalzkraft Fv bezeichnet und wie folgt definiert. Die Horizontalwalzkräfte Fh wirken in einem Ständerholm in Vertikalrichtung und wirken über ein Paar von in Horizontalrichtung ausgerichteten anstellbaren Walzen auf das Walzgut. Die Vertikalwalzkräfte wirken horizontal in einem Ständerholm und werden durch ein Paar von in Vertikalrichtung ausgerichteten anstellbaren Walzen in das Walzgut eingeleitet Symmetrisch ausgebildetes Walzgut erzeugt im wesentlichen gleiche Fh- oder Fv-Walzkräfte in einem Paar von Ständerholmen gegenüberliegender Seitenrahmen des Walzgeriistes. Gelegentlich können aufgrund eines speziellen Profils die Walzkräfte F_H oder Fv in ein ;-*d demselben Paar von Ständerholmen ungleich sein.

Im wesentlichen erzeugen in einem Universalwalzgerüst Horizontalwalzkräfte Fn Zugbelastungen in einem Paar von Ständerholmen gegenüberliegender Seitenrahmen, wohingegen die Vertikalwalzkräfte Fv Biegebeanspruchungen im selben Paar von Ständerholmen hervorrufen. Wirken Fh und Fv gleichzeitig, so werden komplexe Spannungsmuster in den Ständerholmen erzeugt, welche schwierig zu messen sind. Diese Meßschwierigkeit wird weiter durch eine Nullpunktdrift verstärkt bedingt durch thermische und mechanische Betriebsverändrungen, wie etwa ein Verziehen des Walzgerüstes und Walzgerüsthysterese. Die die Nullpunktdrift hervorrufenden Betriebsveränderungen können vor, während und/oder zwischen der. Walzvorgängen auftreten.

Es sind bereits Maßnahmen getroffen worden, um lediglich die Horizontalwalzkräfte in einem Walzgerüst mit lediglich horizontalen Arbeitswalzen zu messen. So ist bereits eine Meßvorrichtung für Walzkräfte an einem Walzgerüst bekannt (US-PS 37 14 806), bei der an einem Ständerholm ein Dehnungsmesser zur Bestimmung der Horizontalwalzkraft befestigt ist. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Horizontalwalzkraft im anderen Ständerholm derjenigen des ersten Ständerholms entspricht. Ferner besitzt die Meßvorrichtung eine auf ein Nullpunkt-Schaltsignal zur automatischen Nullstellung des Ausgangssignals des Dehnungsmessers ansprechende Schaltung, wobei das Nullpunkt-Schaltsignal bei

nicht vorhandenem Walzgut im Walzgerüst durch eine weitere Schaltung erzeugt wird.

Die bekannte Vorrichtung ist nicht dazu ausgebildet in einem Universalwalzgerüst gleichzeitig sowohl horizontal- als auch Vertikalwalzkräfte zu messen, eine ϊ einzelne Driftkorrektur auszuführen, noch weist sie eine Einrichtung zur Auflösung von komplexen Spannungsmustern in relativ einfache Walzkraftkomponenten auf, was jedoch für die Bedienung eines Universalwalzgerüsts erforderlich ist um eine Oberbelastung der κι Arbeitswalzen und der Walzgerüste zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Meßvornchtung so auszubilden, daß die Horizontal- und Vertikalwalzkräfte insbesondere in Universalwalzgerüsten in einfacher Weise erfaßt π werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst wobei zweckmäßige Ausgestaltungen durch die in den Unteransprüdien angegebenen *> Merkmale gekennzeichnet sind.

Die besondere Anordnung von Dehnungsmessern in einem Walzgerüst in Verbindung mit einem Schaltkreis zur selbsttätigen Nullstellung ermöglicht die kontinuierliche Information des Bedienungspersonals des Walzge- -'"> rüsts über die Vertikal- und Horizontalwalzkräfte während des Walzbetriebs, ohne den Einsatz von Kraftmeßdosen zu erfordern. Dadurch ergibt sich auch eine sehr wirtschaftliche und wirksame Meßvorrichtung, weil diese am Walzgerüst montiert und ohne J» irgendwelche Abänderungen des Gerüstaufbaus oder Demontage von Gerüstteilen repariert werden kann.

Zwar ist es aus der Literaturstelle »Meßtechnische Briefe« (1966) Heft 1, S. 1 -5 bekannt, an Stäben beim Messen von Kräften mit Dehnungsmessern die Einflüsse der Kräfte in Achsrichtung von denen der Biegemomente durch Mehrfachanordnung von Dehnungsmessern an gegenüberliegenden Ständerseiten zu trennen, jedoch ist dadurch insbesondere das wahlweise Kombinieren der Ausgangssignale der einzelnen Dehnungsmesser ^w nicht ohne weiteres nahegelegt

Ferner ist es auch bereits bekannt, vier Halbbrücken-Dehnungsmesser seitlich an gegenüberliegenden Seiten zweier Ständerholme in einem Horizontalwalzgerüst anzuordnen. Diese Dehnungsmesser sind so zu zwei Vollbriickenschaltungen verschaltet, daß die Wirkungen der Biegebeanspruchungen in den beiden Ständerholmen aufgehoben sind. Ihre Ausgangssignale geben aber lediglich die Horizonuj'walzkräfte in den beiden Ständerholmen wieder, wobei die Nullpunktdrift für '⁾⁽⁾ jeden Ständerholm elektronisch korrigiert wird. Diese Signale für die Horizontaüwalzkräfte werden zu einer Einrichtung geführt, welche entweder die Summe oder auch die einzelnen Walzkräfte in den Ständerholmen des Gerüsts anzeigt. "

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer erfindungsgemäßen Meßvornchtung, ^b0

Fig.2 einen Querschnitt durch ein Walzgerüst mit Dehnungsmessern,

Fig.3 eine Anordnung eines Dehnungsmessers an einem Belastungspunkt,

Fig.4 ein Biegemoment-Diagramm eines Ständer- °⁵ holms von Fig. 1,

F i g. 5 ein Spannungsdiagramm eines Ständerholms, Fig.6 ein Schaltbild eines Signalaufbereitungs-, Nullpunktnachführungs- und Nullpunktkorrekturschaltkreises der in F i g. 1 dargestellten Meßvorrichtung sowie

Fig.7 eine Schaltung zur Zerlegung der vier Dehnungsmesser-Signale in Horizontal- und Vertikalwalzkräfte zeigt

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Universalwalzgerüst 10 weist Seitenrahmen 11 und 12 mit Ständerholmen 13 und 14 am Ausgang des Gerüsts auf. Die Ständerholme 13 und 14 sind jeweils durch untere und obere Zugstangen 15 und 16 stabilisiert Ein Paar von horizontalen Walzen 17 und 18, welche mit einem Paar vertikaler Walzen 19, 20 zusammenwirken, bewirken eine Reduktion des I-förmigen Werkstückes 21 in zwei Richtungen.

Zur Veränderung des vertikalen Spalts zwischen den Horizontalwalzen 17 und 18 und damit zur Einleitung der Horizontalwalzkräfte Fh in die Ständerholme 13 und 14 dient ein nicht dargestellter horizontaler Anstellmechanismus. Ein nicht darstellten vertikaler Änsteiimechanismus dient zur Veräncie-ang des horizontalen Walzspalts zwischen den vertikalen Walzen 19 und 20, wodurch gleichzeitig mit den Horizontalwalzkräften Fh die Vertikalwalzkräfte Fv in die Ständerholme 13 urd 14 eingeleitet werden.

Die Horizontal- und Vertikalwalzkräfte Fh und Fv verursachen gemeinsam Verformungen des Ständerholms 13, weiche ihrerseits komplexe Spannungsmuster im Ständerholm hervorrufen. Diese Spannungs- oder Belastungsmuster sind unmittelbar von den Walzkräften Fh und Fv abhängig und werden durch Dehnungsmesser A und B erfaßt Im Ständerholm 14 treten ähnliche Spannungsmuster auf, die durch Dehnungsmesser Cund D erfaßt werden, welche an gegenüberliegenden Flächen des Ständerholms 14 angeordnet sind.

Nähere Einzelheiten der Dehnungsmesser A, B, Cund D sind aus F i g. 3 errsichtlich. Dabei sind zwei Stifte 22 auf jeder der beiden Flächen des Ständerholms 13 sowie des Ständerholms 14 aufgeschweißt und zwar an allen in den F i g. 1 oder 2 aufgezeichneten Stellen. Eine die Belastung abnehmende Meßeinrichtung 23 ist auf jedes Paar der Stifte 22 aufgeschraubt. Die Meßeinrichtung 23 kann ein in einer Vollbrücke geschalteter Halbleiter-Dehnungsmesser sein, welcher vor dem Aufschrauben auf die Stifte 22 für Zug- und Druckkräfte geschaltet und geeicht ist. Die Meßeinrichtung 23 ist in einem isolierten Gehäuse 23a eingeschlossen, weiches an der Oberfläche eines Ständerholms befestigt ist. Die Walzkraftgrößen von der Meßeinrichtung 23 werden mittels eines Kabels 24 durch eine nicht gezeichnete Leitung zum nachfolgend beschriebenen Meßkreis geführt.

Es ist wesentlich, daß die Dehnungsmesser A, B, Cund D ^;n Fväihe in einem bekannten Abstand zu den oberen und unteren Zugstangen 15 und 16 sowie in einem bekannten Abstand zu der Stelle angeordne.· sind, wo die Walzkraft Fv aufgebracht wird, wie aus F i g. 1 hervorgeht. Zusätzlich müssen die in F i g. 2 gezeichneten Dehnungsmesser A und B in einem gleichen Abstand zu einer sich in Längsrichtung erstreckenden neutralen Achse auf den Flächen des Ständerholms 13 angeordnet sein. In ähnlicher Weise sind die DeWnungsmessser D und C auf dem Ständerholm 14 in gleichem Abstand zu einer weiteren in Längsrichtung verlaufenden und zu derjenigen durch den Ständerholm 13 parallelen Achse angeordnet. Darüber hinaus müssen die Dehnungsmesser A, B, C und D auch entlang einer gemeinsamen neutralen Achse angeordnet sein, welche quer durch die Ständerholme 13 und 14 und orthogonal

zu den sich in Längsrichtung durch die Ständerholme 13 und 14 erstreckenden neutralen Achsen verläuft.

Bei einer Anordnung der Dehnungsmesser A, B, C und O an den oben beschriebenen Stellen ist nur ein Satz von Dehnungsmessern zur gleichzeitigen Auflösung sowohl der Horizontal- wie auch der Vertikalwalzkräfte Fh und F₁-aus ihren Ausgangsgrößen in der unten beschriebenen Schaltung notwendig.

Die Vertikalwalzkräfte Fv bewirken Biegebelastungen in den Ständerholmen 13 und 14, deren Größe durch den den Dehnungsmessern A. öoder D, Czugeordneten Momcntenarm bestimmt werden, wie aus dem Biegemomentdiagramm für den Ständerholm 13 in F i g. 4 hervorgeht. Die durch die Walzkraft Fv hervorgerufenen Biegespannungen sind an den Dehnungsmessern A und D Zug- oder positive Spannungen und an den Dehnungsmessern B und C Druck- oder negative Spannungen.

Die Horizontaiwaizkrafte Fh erzeugen im wesentlichen lediglich Zug- oder positive Spannungen an den Dehnungsmessern A, B, C und D. Die Verteilung der Zugspannungen, der Biegespannungen und der Gesamtspannung ist im Spannungsdiagramm für den Ständerholm 13 in F i g. 5 angegeben. Die Spannungsverteilung des Ständerholms 14 entgegengesetzt zu derjenigen des Ständerholms 13 in bezug auf die in F i g. 5 dargestellte neutrale Achse.

Gemäß F i g. 1 werden die Ausgangssignale aus den Dehnungsmessern A, B, C und D. welche die durch die kombinierten Horizontal- und Vertikalwalzkräfte F_H und Fv in den Ständerholmen 13 und 14 hervorgerufene Gesamtspannung darstellen, über Leitungen 24A, 24B, 24C bzw. 24D zu einem Schaltkreis für die Meßsignal-Aufbereitung 25 geführt. Die aufbereiteten Dehnungsmesser-Ausgangssignale werden über Leitungen 264, 265.26Cund 26Dzu einem Nullpunktkorrektur-Schaltkreis 27 geführt, der die Signale Selbsttätig suf Null stellt. Hier wird das Ausgangssignal jedes Dehnungsmessers zusätzlich zur elektronischen Nullpunktverschiebung im Meßsystem einzeln hinsichtlich einer variablen Nullpunktwanderung korrigiert, welche von den oben beschriebenen Veränderungen herrührt.

Ein Schaltkreis 28 zur automatischen Nullpunktnachführung arbeitet während des Fehlens eines Signals auf einer Leitung 29. das das Vorhandensein von Walzgut im Walzgerüst anzeigt, und gibt über eine Leitung 30 ein Nullpunkt-Schaltsignal zur Nullpunkt-Korrektur für das Ausgangssignal jedes Dehnungsmessers. Die Nullpunktkorrektur ist während der Anzeige, daß Walzgut im Gerüst vorhanden ist, durch die Leitung 29 unterbrochen. Die Schaltkreise für die Meßsignalaufbereitung 25, die Nullpunktkorrektur 27 und die Nullpunktnachführung 28 sind in F i g. 6 dargestellt

Vier abgeglichene Dehnungsmeßsignale werden über Leitungen 31A. 31ß, 31Cund 31D zu einem Summen- und Differenz-Schaltkreis 32 geführt, welcher in Fig.7 dargestellt und im nachfolgenden beschrieben ist. Der Schaltkreis 32 dient zur gleichzeitigen Zerlegung der vier nullpunktkorrigierten Dehnungsmeßsignale in fünf unterschiedliche Walzkraftanzeigegrößen, wobei die Anzeigegrößen insbesondere für einen Bedienungsmann des Universalwalzgerüsts von Bedeutung sind.

Ein erstes Ausgangssignal aus dem Schaltkreis 32 wird über eine Leitung 33 zu einer Anzeigeeinrichtung 34 geführt, weiche einen Wert proportional zur Summe der Horizontalwalzkräfte Fh gemäß

(A +B)+(C+D)
4

oder

(C+D)

ίο anzeigt, wobei A, B. C. Ddie Signale der entsprechenden Dehnungsmesser sind. Die Anzeige der gewünschten Größe wird durch einen Dreifach-Wahlschalter 35 bestimmt. Die erste Anzeige der Anzeigeeinrichtung 34 gibt dem Bedienungsmann die gesamte Horizontalwalzkraft Fn an, welche auf das Werkstück 21 wirkt. Die zweite und dritte Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 34 geben dem Bedienungsmann die Horizontalwalzkraft in den Ständerholmen 13 bzw. 14 an. Die Anzeigen ermöglichen nsxn BedienungEmann die Bestimmung der einzelnen Kräfte F_H auf die Seitenrahmen 11 und 12.

Ein zweites Ausgangssignal aus dem Schaltkreis 32 wird über eine Leitung 36 zu einer Anzeigeeinrichtung 37 geführt, welche die Differenz der Horizontalwalzkräfte F_H gemäß

(A +B)-(C+D)

anzeigt. Wenn das Werkstück 21 symmetrisch ausgebildet ist,ialldie Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 37 Null sein. Irgendeine andere Anzeige gibt dem Bedienungsmann das Vorhandensein einer ungleichmäßigen Belastung durch Horizon'alwalzkräfte in den Ständerholmen 13 und 14 an, w»!che von ungleichem Walzenverscheiß oder einer nicht exakten Walzgutlaufrichtung herrührt Wenn das Werkstück 21 asymme-

n trisch ausgebildet ist, sind die Horizontalwalzkräfte Fh

in den Ständerholmen 13 und 14 normalerweise außer Gleichgewicht und stehen in einem vorbestimmten Verhältnis.

Ein drittes Ausgangssignal aus dem Schaltkreis 32 wird über einer Leitung 38 einer Anzeigeeinrichtung 39 zugeführt, welche die Summe der Vertikalwalzkräfte Fv gemäß

(A-B)₊(D-C)

anzeigt. Ein viertes Ausgangssignal aus dem Schaltkreis 32 wird über eine Leitung 40 einer Anzeigeeinrichtung 41 zugeführt, welche die Differenz der Vertikalwalzkräfte Fvgemäß

(A-B)-(D-C)

anzeigt Die Summe bzw. Differenz der Vertiks. walzkräfte Fv auf den Anzeigeeinrichtungen 39 bzw. 41 entspricht für den Bedienungsmann der Bedeutung der Summe bzw. Differenz der Horizontalwalzkraft Fh auf den Anzeigeeinrichtunen 34 bzw. 37.

Ein fünftes Ausgangssignal aus dem Schaltkreis 32 wird über eine Leitung 42 zu einer Anzeigeeinrichtung 43 geführt welche die Dehnungsmesser-Ausgangssignale A, B, C oder D anzeigt, je nach Bestimmung durch einen Vierfach-Wahlschalter 44. Jede dieser Anzeigen gibt dem Bedienungsmann die gesamte Walzkraftbelastung an irgendeiner Belastungsstelle oder ein Versagen eines Dehnungsmessers an.
Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß der

b5 Schaltkreis 32 auch angibt ob sich Walzgut im Walzgerüst befindet, wobei das entsprechende Signal über die Leitung 29 sowie durch eine Alarmleuchte 45 mitgeteilt wird. Zusätzlich zeigt der Schaltkreis 32 eine

Überlastung durch die Walzkraft an, wobei diese Überlastung gleichfalls auf einer Alarmleuchte 46 sichtbar gemacht wird. Weiter ist Vorsorge getroffen, jede Anzahl dieser fünf Summen und Differenzen der Horizontal- und Vertikalwalzkräfte, sowie der einzelnen Signale für die Ständerholme über eine Schiene 47 auf andere Einrichtungen 48, wie etwa eine Registriereinrichtung oder einen Computer, zu führen. Alle diese zusätzlichen Merkmale sind im Detail in der nachfolgenden Beschreibung zur F i g. 7 angegeben.

In Fig.6 ist ein Schaltkreis 26 für die Aufbereitung des Meßsignals vom Dehnungsmesser A sowie ein Schaltkreis 27 für die automatische Nullpunktkorrektur dargestellt. Für die Ausgangssignale der Dehnungsmesser B. C und D sind entsprechende Kanäle vorgesehen, wodurch vier unabhängige Kanäle der Signalaufbereitung, jeder mit separater automatischer Nullpunkt-Korrektur, entstehen. Der Schaltkreis 28 für die automatische Nullpunktnachführung gibt ein Nullpunkt-Schaltsignal über die Leitung 30 auf jeden der vier Kanäle, wodurch alle Schaltkreise 27 zur gleichen Zeit erregt sind.

Im Schaltkreis 25 wird das Ausgangssignal des Dehnungsmessers A über die Leitung 24A und einen Vorverstärker 49 einem aktiven Filter 50 zugeführt und durch die Leitung 26/1 weggeführt. Weiler ist eine nicht dargestellte Gleichstromquelle zur Speisung der Dehnungsmeßbrücke A über die Leitung 24/4 vorhanden.

Der Schaltkreis 27 für die automatische Nullpunkt-Korrrktur kompensiert die mit dem aufbereiteten Ausgangssignal A zusammenhängende Nullpunktdrift sowie die elektronische Nullpunktverschiebung. Wie bereits oben angegeben, kann die Nullpunktdrift durch Veränderungen in der Umgebungstemperatur am Dehnungsmesser, durch umgebungsbedingte Wärmeveränderungen des gesamten Walzgeriists 10, durch lokale Erwärmungs- und Äbkühivorgänge aufgrund periodischer Bewegung des heißen Walzguts 21 beim Durchlauf durch die Walzen 17 bis 20 oder durch mechanische Veränderungen hinsichtlich der Hysterese im Walzgerüst bei Lastwechseln verursacht sein.

Das aufbereitete Ausgangssignal des Dehnungsmessers A wird über die Leitung 26A und einen Kondensator 51 auf den Eingang eines elektronischen Verstärkers 52 gegeben. Der Nullpunkt wird durch eine Nullpunkt-Justiereinrichtung 53 eingestellt. Die Verstärkung des Verstärkers 52 wird durch eine Meßbereichs-Einstelleinrichtung 54 derart eingestellt, daß der Ausgang auf der Leitung 3 XA in bezug auf das dem Dehnungsmesser A zugeordnete Biegemomnet maßstäblich festgelegt ist

Die Nullpunktdrift wird kompensiert, indem die Verstärkereingangsseite des Kondensators 51 durch eine Leitung 55, einen Relaiskontakt 56a und einen Widerstand 57 mit Erde verbunden isL Der Relaiskontakt 56a ist durch eine Relaisspule 56 für die Zeitdauer geschlossen, in der die Basis eines Transistors 58 einen positiven Nullschaltungsimpuls über die Leitung 30 vom Schaltkreis 28 für die automatische Nullpunktnachführung empfängt. Der positive Impuls auf der Leitung 30 gibt das Fehlen der über die Leitung 29 gegebenen Walzgut-Anzeige an. Das Schließen des Relaiskontakts 5öa erdet den Kondensator 51. welcher nicht nur den Ausgang des Verstärkers 52 an der Leitung 31/1, sondern gleichzeitig alle Walzkraft-Anzeigeeinrichtungen auf Null stellt

Für alle vier Kanäle ist lediglich ein Schaltkreis 28 für eine automatische Nullpunktnachführung vorgesehen.

Der Schaltkreis 28 umfaßt einen frei schwingenden Oszillator 59 mit einem Ausgangssignal von ungefähr 2 Hz, welches durch ein Steuergatter 60 geleitet und über die Leitung 30 ausgegeben wird. Wenn das Steuergatter 60 ein positives Signal über die Leitung 29 empfängt, welches das NichtVorhandensein von Walzgut im Walzgerüst 10 angibt, wird das Gatter 60 erregt und sendet eine positive Impulsfolge mit der Taktfrequenz 2 Hz über die Leitung 30 zur Basis des Transistors 58, wodurch die Schaltkreise 27 für den automatischen Abgleich aktiviert werden. Wenn das Steuergatter 60 kein Signal über die Leitung 29 empfängt, wodurch das Vorhandensein von Walzgut im Walzgerüst 10 angegeben wird, werden das Gatter 60 und der Transistor 58 unterbrochen, wodurch die Schaltkreise 27 für die automatische Nullstellung während der Zeitdauer, in welcher sich Walzgut im Walzgerüst 10 befindet, gesperrt werden.

Der Summen- und Differenzschaltkreis 32 (Fig. 7),

zerlegt alle abgeglichenen Dehnungsmessersignale von den Leitungen31A31ß.31Cund31Din Ausgangssignale für die Horizontal- und Vertikalwalzkraft Fn und Fv. Die Summe der Horizontalwalzkräfte Fu in den Ständerholmert 13 und 14 wird dadurch erreicht, indem der Wahlschalter 35 in die Stellung

(A +B)+(C+D)

gelegt wird. Hier sind die Dehnungsmessersignale der Leitungen 31*4,31Ä, 31Cund 31Ddurch entsprechende Summierwiderstände 61/4,61 B, 61D mit einer Summierverbindung am Summiereingang eines Operationsverstärkers 62 verbunden. Der Differenzeingang des Verstärkers 62 ist durch den Widerstand 63 mit Masse verbunden. Die Verstärkung des Verstärkers 62 wird durch den Rückkopplungswiderstand 64 eingestellt auf einen Teilungsfaktor 4.

Die Summierung der Horizontaiwaizkräfte Fh im Ständerholm 13 oder 14 wird dadurch erreicht, daß der Wahlschalter 35 in eine der Stellungen »(A + ß>< oder

•«ο n(C+D)n gelegt wird. Die Dehnungsmessersignale in den Leitungen 3iA und 31B bzw. 31Cund 31D werden über die Summierwiderstände 6\A und 61ß bzw. 61C und 61D wahlweise auf den Summiereingang des Verstärkers 62 geschaltet. Ein Rückkopplungswider stand 65 mit einem Teilungsfaktor 2 wird anstelle des Rückkopplungswiderstands 64 in beiden Fällen verwendet so daß der über die Leitung 33 zur Anzeigeeinrichtung 34 für die Walzkraft Fh geführte Ausgang denselben Maßstab besitzt wie die Summe der vier Dehnungsmeßsignale, wenn sich der Wahlschalter 35 in de.- ersten Stellung befindet.

Die Differenz der Horizontalwalzkräfte Fh zwischen den Ständerholmen 13 und 14 gemäß

(A +B)-(C+D)

wird durch Aufschauen der Dehnungsmeßsignale in den Leitungen 31>4 und 31B über Summierwiderstände 66Λ und 66Ä auf den Summiereingang eines Operationsverstärkers 67 und der Dehnungsmeßsignale in den

Leitungen 31Cund 31D über Summierwiderstände 66C

und 66D auf den Differenzeingang des Verstärkers 67 erreicht Der Differenzeingang wird durch einen

Widerstand 68 geerdet Die Summe der Vertikalwalzkräfte Fv in den Ständerhoim 13 und 14 gemäß

(A - B)+(D- Qbzw. (A + D)-(B+ C) wird dadurch erreicht daß die Dehnungsmeßsignale in

den Leitungen 31/4 und 31D über Summierwiderstände 70/4 und 70D auf den Summiereingang eines Operationsverstärkers 71 und die Dehnungsmeßsignale in 31 θ und 31 Cüber Summierwiderstände 70ß und 71 Cauf den Differenzeingang des Verstärkers 71 geschaltet werden. Der Differenzeir.gang des Verstärkers 71 wird durch einen Widerstand 72 geerdet.

Die Differenz der Vertikalwalzkräfte Fy zwischen den Ständerholmen 13 und 14 gemäß

(A - B)-(D-C)bzw. (A + C)-(B+ D)

wird dadurch erreicht, daß die Dehnungsmeßsignale, in den Leitungen 3iA und 31Cüber Summierwiderstände 74,4 und 74C auf den Summiereingang eines Operationsverstärkers 75 und die Dehnungsmeßsignale in 31B und 31D über Summierwiderstände 74ß und 74D auf den Differenzeingang des Verstärkers 75 geführt werden. Der Differenzeingang des Verstärkers 75 wird durch eiiicti Widerstand 7S geerdet.

Einzelne Dehnungsmeßsignale 31/4, 31ß, 31C und 31D werden wahlweise entsprechend den Stellungen eines Wahlschalters 44 über einen Widerstand 78 auf den Summiereingang eines Operationsverstärkers 79 geführt. Der Differenzeingang des Verstärkers 79 wird durch den Widerstand 80 geerdet.

Rückkopplungswiderstände 69, 73, 77 bzw. 81 sind derart bemessen, daß der Ausgang des jeweiligen Verstärkers zu einer maßstäblichen Anzeige führt.

Das oben angegebene Signal für im Walzgerüst vorhandenes Walzgut wird ebenfalls im Schaltkreis 32 ermittelt. Dieses Signal wird dadurch erzeugt, daß das Signal der Summe der Horizontalwalzkräfte Fh an der Ausgangsleitung 33 und das Signal der Summe der Vertikalwalzkräfte Fv an der Ausgangsleitung 38 über jeweilige Summierwiderstände 82 und 83 auf den Eingang einer Vergleichseinrichtung 84 geführt werden, deren anderer Eingang mit einer Teilerschaltung 85 für die Bezugsspannung verbunden ist. Die Teilerschaltung 85 wird derart eingestellt, daß ungefähr 3 bis 5% der wahren Größe von entweder der Summe der Horizontalwalzkräfte F_H oder der Summe der Vertikalwalzkräfte Fv die Vergleichseiri/ichtung 84 dazu bringt, ihren Zustand zu ändern.

Normalerweise ist der Ausgang der Vergleichseinrichtung 84 auf der Leitung 29 ein positives Signal, wenn kein Walzgut im Walzgerüst 10 vorhanden ist. Wenn die Summe der Horizontal- oder Vertikalwalzkräfte den vorbestimmten Wert übersteigt, ändert die Vergleichseinrichtung 84 ihren Zustand und das Nichtvorhandensein eines positiven Signals in der Leitung 29 gibt an, daß sich Walzgut im Walzgerüst 10 befindet. Dieses Signal in der Leitung 29 steuert das Gatter 60, damit der Schaltkreis 28 für die selbsttätige Nullpunktnachführung in F i g. 6 den Nullpunkt-Schaltimpuls für die selbsttätige Nullpunktkorrektur in der Leitung 30, wie oben beschrieben, erzeugt.

Der Ausgang der Vergleichseinrichtung 84 auf der Leitung 29 wird im Verstärker 86 derart invertiert, daß das Relais 87 erregt wird, wenn im Walzgerüst 10 vorhandenes Walzgut angezeigt wird. Der Relaiskontakt 87a schließt und schaltet die Alarmeinrichtung 45 zur Angabe von Walzgut im Walzgerüst ein.

Das oben genannte Überlastungssignal für die Walzkraft wird gleichfalls im Summen- und Differenzschaltkreis 32 ermittelt. Dieses Signal wird durch Vergleich des durch den Widerstand 88 bewerteten Signals der Summe der Horizontalwalzkräfte (Leitung 33) in der Vergleichseinrichtung 89 mit einem Bezugssignal aus der Spannungsquelle 90 ermittelt. Die Quelle 90 ist derart eingestellt, daß das Augangssignal der Vergleichseinrichtung 89 abfällt, wenn die Summe der Horizontalwalzkräfte Fh einen vorbestimmten Überlastwert überschreitet. Der Ausgang der Vergleichseinrichtung 89 auf der Leitung 91 wird durch den Verstärker 92 invertiert, so daß das Relais 93 erregt ist, wenn die Summe der Horizontalwalzkräfte Fh den vorbestimmten Überlastwert überschreitet. Der Relaiskontakt 93a schließt und schaltet die Alarmeinrichtung 46 für Überlastung ein.
Zusätzlich zu den vorhergehenden Funktionen geben die Summen- und Differenzschaltkreise 32 die nachfolgenden Signale über die Schiene 47 zu anderen Einrichtungen 48, wie etwa eine Aufzeichnungseinrichtung und einen Computer. Falls gewünscht, kann eine weitere Einrichtung im Wahlschalter 35 angegliedert

J5 werden, um entsprechende Signalstellungen zu anderen Einrichtungen 48 zu ergeben, beispielsweise die Summe der Horizontalwalzkräfte F_fl. die auf der Leitung 33 präsent ist, die Differenz der Horizontaiwalzkräfte F_H auf der Leitung 36, die Summe und Differenz der Vertikalwalzkräfte auf den Leitungen 38 und 40, die vier einzelnen Dehnungsmeßausgangssignale, die sequentiell auf der Leitung 42 präsent sind. Falls gewünscht, kann eine weitere zusätzliche Einrichtung dem Wahlschalter 44 angegliedert sein, um entsprechende

■ΐί Signalstellungen für andere Einrichtungen zu ergeben. Das vom Relaiskontakt 876 über die Leitung 94 geleitete Signal für Walzgut im Walzgerüst, sowie das vom Relaiskontakt 93£> über die Leitung 95 geleitete Überlastsignal für die Walzkraft wird ebenso zu den anderen Einrichtungen 48 geführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vomchtung zum Messen der Walzkräfte in einem Walzgerüst insbesondere einem Universalwalzgerüst mit einem ersten an der Seite eines ersten Ständerholms angeordneten Dehnungsmesser zum Erfassen der walzkraftbedingten Dehnung des Ständerholms, mit einem ersten, auf ein Abgleich-Schaltsignal ansprechenden Schaltkreis zur selbsttätigen Nullstellung des Ausgangssignals des Dehnungsmessers und damit einem zweiten Schaltkreis zum Erzeugen des Abgleich-Schaltsignals beim Fehlen einer Walzkraft im Gerüst dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Ständerholm (13) auf dessen dem ersten Dehnungsmesser (A) gegenüberliegender Seite ein zweiter Dehnungsmesser (B) angeordnet ist daß an einem zweiten Ständerholm (14) an dessen einander gegenüberliegenden Seiteir ein dritter (C) und ein vierter Dchnungsmeser (D) angeordnet sincL wobei die vier Dehnungsmesser auf einer horizontalen Achse senkrecht zur Walzgutlaufrichtung liegen, daß der erste Schaltkreis (27) auch die Ausgangssignale des zweiten bis vierten Dehnungsmessers unabhängig von jedem der anderen Ausgangssignale auf Null stellt und daß der zweite Schaltkreis (32) alle vier Ausgangssignale der Dehnungsmesser (A, B, C, D) wahlweise entweder ausgibt oder zu kombinierten Signalen fürt die Differenzen oder Summen der Horizontalw.'/i-«:kräfte (Fh) oder Vertikalwalzkräfte (Fv) in den Ständerholmen eines Universalwalzgerüsts zusammensetzt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltglieder (35, 61 und 65) zum Summieren der vier Ausgangssignale der Dehnungsmesser (A, B. C, D) zur Bildung einer Summe der Horizontalwalzkräfte (Fh) in den Ständerholmen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltglieder (35,61 bis 63,65) zum Summieren zweier einem Ständerholm (13 bzw. 14) zugehöriger Ausgangssignale der Dehnungsmesser aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltgiieder (66 bis 69) zur Bildung einer Differenz der Horizontalwalzkräfte in den Ständerholmen als Differenz der Summe der Signale des ersten und zweiten Dehnungsmessers (A, B) und der Summe der Signale des dritten und vierten Dehnungsmessers (C, D) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltglieder (70 bis 73) zur Bildung einer Summe der Vertikalwalzkräfte (Fv) in den Ständerholmen als Summe der Differenz der Ausgangssignale des vierten und dritten Dehnungsmessers (D, C) und der Differenz der Ausgangssignale des ersten und zweiten Dehnungsmessers (A, ß^aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis (32) Schaltglieder (40, 74 bis 77) zur Bildung einer Differenz der Vertikalwalzkräfte (Fv) in den Ständerholmen als Differenz der Differenz der Ausgangssignale des ersten und zweiten Dehnungsmessers (A, B) und der Differenz der Ausgangssignale des vierten und dritten Dehnungsmessers (D, C) subtrahierten

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