DE2924315C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Vorrichtungen dieser Art sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau bekannt und beispielsweise in der Veröffentlichung "Stahl und Eisen", 95 (1975), Nr. 22, Seiten 1051 bis 1056, beschrieben. Sie dienen der Ermittlung von Längen­ verteilungen bei Bändern, die sich als Spannungen bei den sich in Längs­ richtung bewegenden Bändern auswirken und somit der Messung zugänglich gemacht werden können. Zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes werden derartige Umlenkmeßrollen auch mit einem gemeinsamen Mantel aus verschleißfestem Material, also beispielsweise Stahl oder dgl., ver­ sehen, der dann aufgeschrumpft wird. Von Nachteil ist hierbei aller­ dings, daß durch diesen Vorgang Spannungen in die Kraftmeßgeber ein­ getragen werden, welche sich auf die Meßergebnisse als Störgrößen aus­ wirken. Von weiterem Nachteil ist dabei, daß die Übersprechempfind­ lichkeit, d. h. also die Einwirkung einer Meßstelle auf die ihr benach­ barte bzw. benachbarte Meßstellen, ungünstiger wird; ein Teil der Meßkraft wird also vom Mantel auf die benchbarten Meßstellen abge­ lenkt. Schließlich kann sich der Mantel auf der Umlenkmeßrolle auch während des Betriebes in seiner axialen Lage verschieben und dement­ sprechende Meßstörungen bzw. sogar Betriebsstörungen hervorrufen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie einen gegen Übersprechen weitgehend unempfindlichen Betrieb ermöglicht. Außerdem soll sichergestellt sein, daß es während des Betriebes nicht zu einer Verschiebung des Mantels kommen kann. Gleichfalls soll der Mantel nicht durch Schrumpfspannungen und dergl. die Kraftmeßgeber beeinflussen können.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gemachten Vorschlag, der in den Unteransprüchen 2 bis 10 weiterentwickelt wird.

Auf diese Weise kommt man zu einer Umlenkmeßrolle, bei welcher der Mantel nicht nur einen Verschleißschutz bietet, sondern darüber hinaus auch praktisch spannungsfrei auf der Umlenkmeßrolle gehalten ist. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die örtlichen Vertiefungen, wie sie durch die Kantenabschneidungen entstanden sind, eine Verankerungs­ wirkung auf den Mantel ausüben, der mit seinem Material zum Teil die Vertiefungen ausfüllt. Man kann daher auf die sonst beträchtlichen Schrumpfspannungen verzichten.

Von besonderem Vorteil ist hierbei indes, daß der Mantel eine nahezu unbeeinflußte Messung an der jeweils vorgegebenen Meßstelle ermöglicht, ohne daß das Meßergebnis durch das beschriebene Übersprechen gestört wird. Diese Wirkung läßt sich noch durch umlaufende Einschnitte nach dem Vorschlag des Unteranspruchs 4 verbessern. Grundsätzlich kommt hierbei aber auch der Vorteil zum Tragen, daß eine Deformation der mit dem Mantel versehenen Umlenkmeßrolle im gemeinschaftlichen Grenz­ bereich zweier Ringe leichter möglich ist, als im eigentlichen Ring­ bereich, weil in dem genannten Grenzbereich der Anteil an elastisch- flexiblem Kunststoff bzw. sonstigem Naturstoff größer als im eigentlichen Ringbereich ist.

Der Kunststoff kann beispielsweise Polyurethan, Silikon oder Teflon sein, während als Naturstoff vor allem Kautschuk in Betracht kommt. Ein Ein­ dringen des Kunststoffes zwischen benachbarte Ringe außerhalb ihrer Kantenabschneidungen läßt sich durch in letztere eingelegte, ebenfalls aus Kunststoff bestehende O-Ringe verhindern. Zweckmäßig sind die Abschneidungen in Form umlaufender Anphasungen ausgeführt, so daß über den gesamten Umfang gleichmäßige geometrische Beziehungen bestehen.

Wenn die Verankerung gegen axiale Bewegung besonders kritisch ist, so läßt sich dies durch senkrechtes Abstechen oder durch entsprechend steile Winkel für die Anphasung erreichen.

Die erfindungsgemäße Ausführung der Umlenkmeßrolle läßt es zu, den Mantel mit einer nicht unerheblichen Dicke auszuführen, die zwischen 5 bis 20 mm betragen kann. Man erreicht derartige Mäntel wahlweise durch Herumgießen des Mantelwerkstoffes um die Umlenkmeßrolle oder auch durch Umwickeln letzterer mit Folien bzw. durch lagenweises Aufpolymerisieren oder Aufvulkanisieren des Mantelwerkstoffes. Die Verstärkung mit Fasereinlagen kann entsprechend üblicher Praxis leicht vorgenommen werden, weil sich Fasermatten aus beispielsweise Glas­ faser leicht im Zuge der Aufbringung des Kunststoffes um die Umlenk­ meßrolle herumwickeln lassen.

Sowohl unter dem Gesichtspunkt der Verankerung als auch demjenigen eines zusätzlichen Verschleißes ist es angebracht, nicht nur die aneinander angrenzenden Ringkanten mit Abschneidungen auszuführen, sondern diese auch auf die Außenkanten der endseitigen Ringe zu erstrecken. Der Mantel ist demgegenüber durchgehend von zylindrischer Außenfläche, die allenfalls in der beschriebenen Weise mit Einschneidungen ausge­ führt ist.

Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die schematischen Zeich­ nung Bezug genommen. Darin zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die neue Umlenkmeßrolle,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich aneinander an­ grenzender Ringkanten und

Fig. 3 einen bei einer Umdrehung der Umlenkmeßrolle aufgenommenen Meßschrieb.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 14 bezeichnete Umlenkmeßrolle besteht aus einzelnen Ringen, von denen einige mit 2, 3, 10, 11 und 12 bezeichnet sind. Diese Ringe sind miteinander zur genannten Umlenk­ meßrolle 14 verspannt, wobei endseitige Lagerzapfen 15 und 16 vorgesehen sind. Letztere sind nur teilweise zeichnerisch dargestellt. Die auf den Außenumfang der Ringe einwirkende Kraft kann mit Kraft­ meßgebern ermittelt werden, von denen einer gestrichelt dargestellt und mit 13 bezeichnet ist.

Von besonderer Bedeutung ist der Grenzbereich zwischen aneinander angrenzenden Ringen 2, 3 in der Zone ihrer Außenkanten. Um dies zu veranschaulichen, wurde in Fig. 2 der genannte Grenzbereich ver­ größert dargestellt. Man erkennt die beiden Ringe 2, 3, deren anein­ ander angrenzende Außenkanten durch Anphasungen 5 gebrochen sind. Der Winkel der Anphasung wirkt sich derart aus, daß er eine umso bessere Verankerung ergibt, je mehr er einem rechten Winkel, bezogen auf die zylindrische Mantelfläche, angenähert ist. In die durch die Anphasung gegebene Vertiefung 4 ist ein O-Ring 6 eingelegt, der gleich­ falls aus Kunststoff bestehen kann. Er liegt mithin an den Anphasungs­ flächen an und kann eine Abdichtung derart bewirken, daß von dem den Mantel 1 bildenden Material nichts mehr hinter den O-Ring gelangen kann. Somit besteht eine gute Abdichtung gegen Eindringen des Kunststoffes zwischen die unmittelbar aneinander angrenzenden Stirnflächen benachbarter Ringe 2, 3. Dennoch dringt das Material des Mantels 1 beidseitig des O-Ringes in die Vertiefung 4 ein oder verbindet sich zumindest oberflächlich zuverlässig mit dem O-Ring 6, um die erwähnte Verankerung sicherzustellen. Zugleich ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß eine Belastung im eigentlichen Bereich der Ringe 2, 3 zu einer geringeren Deformation des Mantels 1 führt, als wenn die Belastung im Grenzbereich zwischen den benachbarten Ringen 2, 3 einwirken würde. Dies läßt sich noch begünstigen, wenn die O-Ringe als hohle Schläuche ausgeführt sind, die zugleich verbessert dichten. Die Unempfindlichkeit der neuen Umlenkmeßrolle gegen Übersprechen der Meßwerte benachbarter Kraftmeßgeber 13 ist sehr gut. Eine Größen­ ordnung von 2 bis 5% Beeinflussung durch benachbarte Meßstellen wird hierbei unterschritten. Dies Ergebnis veranschaulicht Fig. 3. Als Abszissenwert ist hierbei die Umdrehung dargestellt, wobei die Umdrehung 1 einem Drehwinkel von 360° entspricht. Ordinatenwert ist die Meßkraft F, die beispielsweise 900 N betragen kann. Der größte Ampli­ tudenwert der Meßkraft besteht bei der Umdrehungszahl 0, was durch das Bezugszeichen 14 veranschaulicht ist. Bis zur Wiederholung dieses Amplitudenausschlages muß eine volle Umdrehung erfolgen, wie man aus dem Verlauf des Meßschriebes für den Abszissenwert 1 entnehmen kann. Bei etwa ¹/₃ Umdrehung zeigt der Verlauf der Meßkraft F an der Stelle 15 einen gerade noch wahrnehmbaren Ausschlag, der vom benachbarten Meßring herrührt, welcher mit einem um etwa 120° versetzten Kraftmeßgeber versehen ist. Die normale Meßamplitude und die erwähnte Störgröße haben somit einen derartigen erheblichen Abstand voneinander, daß eine Verfälschung des Meßergebnisses durch Übersprechen benachbarter Kraftmeßgeber praktisch vernachlässigbar ist. Aus den vorstehend erläuterten Gründen können die Kraftmeß­ geber bei der neuen Umlenkmeßrolle nicht nur in Einzelschaltung vorgesehen sein, sondern mit besonderem Vorteil auch parallel oder in Reihe geschaltet sein, ohne daß dann eine Störwertüberlagerung die Meßergebnisse nennenswert verändern könnte.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Messung der Spannungsverteilung über die Breite von biegsamen, sich in ihrer Längsrichtung bewegenden Bändern, vor allem von Stahlbändern beim Kaltwalzen, bestehend aus einer Umlenkmeßrolle, die aus dicht nebeneinander gelagerten, mit dem unter Spannung umge­ lenkten Band mitlaufenden Ringen besteht, welche Spannung auf Kraft­ meßgeber einwirkt, und die von einem gemeinsamen Mantel umhüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) aus einem elastisch-flexiblen Kunststoff bzw. entsprechenden Naturstoff besteht, und daß die Kanten aneinander angrenzender Ringe (2, 3) mit Abschneidungen ausgeführt sind, wobei die sich hierdurch gegenüber einer glatten, zylindrischen Umlenk­ meßrolle ergebenden örtlichen Vertiefungen (4) zumindest teilweise vom Material des mantels (1) ausgefüllt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ringe (2, 3) mittels Anphasungen (5) gebrochen ausgeführt sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die abgeschnittenen Kantenbereiche jeweils aneinander angrenzender Ringe (2, 3) aus Kunststoff bestehende O-Ringe (6) eingelegt sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) im Bereich der Kanten aneinander angrenzender Ringe bis auf einen Teil (7) seiner Dicke (8) reichende, äußere Einschnitte (9) aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) mit einer zwischen 5 bis 20 mm betragenden Dicke (8) ausgeführt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) um die Umlenkmeßrolle (10) herumgegossen ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) um die Umlenkmeßrolle ( 10) aus Folien gewickelt ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) um die Umlenkmeßrolle (10) lagenweise aufpolymerisiert bzw. aufvulkanisiert ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) mit Fasereinlagen verstärkt ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Außenkanten der endseitigen Ringe (11, 12) mit Abschneidungen ausgeführt sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die O-Ringe (6) aus hohlen Schläuchen gebildet sind.