DE4122642A1 - Vorrichtung zum messen des abstandes zweier walzen oder rollen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Abstandes zweier Walzen oder Rollen, mit zwei im Abstand zueinander angeordneten zylindrischen Anschlägen, die in der Meßlage jeweils beide Walzen oder Rollen berühren, und mit einem in den Spalt zwischen den Walzen oder Rollen reichenden Taster, der mit einer Uhr oder einem elektrischen Weggeber versehen ist.

Eine derartige Vorrichtung ist z. B. in der US-Patent­ schrift 43 97 097 erläutert. Die beiden zylindrischen Anschläge sind Abschnitte eines Rohres, zwischen denen ein beweglich aufgehängter Drahtbügel angeordnet ist. Die eine Seite des Drahtbügels ruht auf der Meßspitze einer Uhr. Zum Messen des Abstandes zweier Walzen oder Rollen werden die Anschläge auf jeder Seite gegen beide, den Spalt bildenden Walzen oder Rollen gelegt, wobei der als Draht ausgebildete Taster mehr oder weniger tief in den Spalt eintaucht. Bedingung für eine Messung ist also, daß der Taster dicker ist als der zu messende Spalt. Aufgrund der jeweiligen Eindringtiefe in Richtung des Spaltgrundes wird indirekt der Walzenspalt gemessen.

Es versteht sich von selbst, daß derartige Meßgeräte relativ ungenau sind. Zum einen handelt es sich um eine indirekte Messung, zum anderen kann der als Draht ausgebildete Taster leicht verbogen werden, wenn die Vorrichtung nicht in der Mittelebene zwischen beiden Walzen oder Rollen exakt von Hand geführt wird.

Es sind weitere Meßvorrichtungen bekannt, bei denen jeder Walze oder Rolle ein Paar von Zentrierrollen zugewandt sind, die elastisch an einem Grundkörper aufgehängt sind. Bei zwischen zwei zu vermessenden Walzen oder Rollen eingerasteter Vorrichtung liegt der entsprechende Meßtaster exakt auf der kürzesten Verbindungslinie und ist daher in der Lage, den wahren Abstand zu messen.

Es gibt Meßaufgaben, bei denen die Verwendung von Zen­ trierrollenpaaren ungünstig ist, weil die zu messenden Spalte beispielsweise an Walzstühlen zu eng sind und deshalb die gesamte Konstruktion nicht steif genug ausgebildet werden könnte. Dennoch besteht auch für die Vermessung derartiger Walzenspalte im laufenden Betrieb und im Werkstattbetrieb ein großes Bedürfnis.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine direkte Messung möglich ist, ohne auf eine steife Konstruktion verzichten zu müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Taster aus zwei sich gegenüberliegenden, flächi­ gen Meßbacken besteht, die parallel zueinander gegen die Wirkung mindestens einer Feder beweglich geführt und um eine parallel zur Mittelachse der Anschläge verlaufende Achse schwenkbar aufgehängt sind.

Bei der Erfindung weisen die Meßbacken eine relativ große Fläche auf, so daß es nicht darauf ankommt, daß exakt mit einem Meßtaster die kürzeste Entfernung zwi­ schen zwei Walzen oder Rollen aufgefunden wird. Viel­ mehr gestattet die Bereitstellung von flächigen Meß­ backen eine exakte Messung unabhängig davon, wie weit die Vorrichtung in den entsprechenden Spalt hineinge­ schoben wird. Dennoch wird in jeder Meßsituation eine bestimmte Meßposition bevorzugt, bei der nämlich in an sich bekannter Weise die Anschläge an den Walzen bzw. Rollen anliegen, deren Spaltbildung zu messen ist.

Aufgrund der Spreizkraft der Meßbacken und aufgrund ihrer schwenkbaren Lagerung kommt es automatisch zu einer Ausmittelung der Meßbacken innerhalb des Spaltes, wenn die Vorrichtung mit leichter Hand geführt wird bzw. zwischen beispielsweise einer Führungsstange und der eigentlichen Vorrichtung eine gelenkige Verbindung vorhanden ist. Dadurch werden Verformungen der Vor­ richtung und Meßfehler der zweiten oder dritten Ord­ nung so gut wie ausgeschlossen.

Der Grundkörper der Vorrichtung wird besonders bevorzugt als U-förmiges Joch ausgebildet, an deren Außenseiten jeweils die zylindrischen Anschläge in Form von Schei­ ben angeschraubt sind, während zwischen den freien Schenkeln die Schwenkaufhängung für die Meßbacken vor­ gesehen ist. An dem Joch ist eine Führungsstange ins­ besondere gelenkig befestigt, so daß auch in tieflie­ gende Walzenstühle hinein gemessen werden kann.

Zur parallelen Führung der beiden Meßbacken zueinander können alle geeigneten Maschinenelemente eingesetzt werden, wie Stifte mit Kugelführungen und dgl. Besonders vorteilhaft ist eine Führung mit Hilfe von sich kreu­ zenden Scherenhebeln, deren Kreuzungspunkt auf der Mittelachse der schwenkbaren Aufhängung für die Meß­ backen liegt. In dieser Weise entsteht ein Gebilde mit wenig bewegten Teilen, das spielfrei und leicht herzustellen ist. Es versteht sich von selbst, daß die jeweils eine Lagerung der beiden Scheren an jeder Meßbacke verschieblich ausgebildet sein muß, beispiels­ weise durch eine Stiftlagerung innerhalb eines kali­ brierten Kanales, der durch ein Langloch oder durch eine U-förmige Nut ausgeformt sein kann. Die einzelnen La­ gerstellen sind vorzugsweise Wälzlager, insbesondere käufliche Kugellager mit geringem Spiel. Da keine grö­ ßere Genauigkeit als ca. ein Zehntel Millimeter ge­ fordert wird, spielen geringe Spiele bei den Wälzlagern im Bereich von einigen Hundertstel Millimeter keine Rolle.

Die Meßbacken werden vorzugsweise nach Art von Schalen ausgebildet, so daß im Inneren genügend Raum vorhanden ist, um einen Weggeber unterzubringen, dessen Gehäuse an der einen Meßbacke befestigt ist, und dessen Meß­ stift an der Innenseite der anderen Meßbacke anliegt. Wenn gemäß einer Weiterbildung die Begrenzung des mini­ malen Abstandes zwischen beiden Meßbacken die unmittel­ bare Berührung der Meßbacken aneinander ist, ist auch der Weggeber vor einer Überbeanspruchung sehr gut ge­ schützt. Bedingung dafür ist selbstverständlich, daß der minimale Anzeigewert des Weggebers geringer ist als der durch das Aneinanderliegen der Meßbacken mini­ mal erreichbare Wert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch eine Vor­ richtung gemäß der Erfindung mit ungeschnittenen Meßbacken,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht gemäß Fig. 1 mit geschnittenen Meßbacken,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit abgenommener oberer Meßbacke und

Fig. 4 eine Ansicht gemäß der Fig. 3 als voll­ ständiger Zusammenbau.

Das in den Fig. 1 bis 4 wiedergegebene Ausführungs­ beispiel einer Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist für einen bestimmten Spaltbereich vorgesehen, beispiels­ weise für einen Bereich von 30 bis 33 mm. Kleinere Spalte können nicht gemessen werden. Größere Spalte können dann gemessen werden, wenn die Meßflächen der beiden Meßbacken 2 und 3 gegen dickere Exemplare aus­ gewechselt bzw. auf die vorhandenen Meßbacken 2 und 3 Auflagen in vorgesehener Dicke aufgelegt werden, die z. B. mit Hilfe von Permanentmagneten selbst haften. Im übrigen kann sehr oft der entsprechende Walzenstuhl so weit zusammengefahren werden, daß das Meßgerät ver­ wendet werden kann. Dadurch ist auf jeden Fall eine Parallelausrichtung des Walzenspaltes durch Messen der beiden äußeren Spaltbereiche möglich, wobei in der Regel die Walzenstühle verstellgenau sind, so daß eine Überprüfung des Spaltes in unterschiedlichen Ab­ ständen nicht erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wird zur Messung der Höhe eines Spaltes zwischen zwei sich gegenüber­ liegenden Walzen oder Rollen eingesetzt, und zwar er­ folgt die Messung durch Anlegen der genannten Meß­ backen 2 und 3 an die jeweiligen Walzen oder Rollen. Dazu sind beide Meßbacken 2 und 3 mit Hilfe von Scheren­ hebeln 4 und 5 auf jeder Seite parallel zueinander geführt, wobei am vorderen Ende, wo die Meßbacken 2 und 3 gerundet sind, Festlager 7 vorhanden sind, wäh­ rend an den hinteren Enden die Scherenhebel 4 und 5 in Loslagern 8 geführt sind. Unter Loslager 8 ist in diesem Fall eine Lagerung zu verstehen, die in Meß­ richtung spielfrei ist, jedoch quer zur Meßrichtung, nämlich in Einschieberichtung in den zu messenden Spalt eine Relativbewegung gegenüber jeder Meßbacke 2 und 3 ermöglicht. Die Scherenhebel 4 und 5 sind an ihrem Kreuzungspunkt mit Hilfe eines Lagerstiftes 6 mitein­ ander verbunden und selbstverständlich schwenkbar ge­ führt. Jede Lagerung des Lagerstiftes 6, der Festlager 7 und des Loslagers 8 wird mit Hilfe von Kugellagern (nicht dargestellt) bewirkt, so daß eine hervorragende Leichtgängigkeit vorhanden ist bei sehr geringem Spiel. Das noch auftretende Spiel von wenigen Hundertstel Millimetern kann in Kauf genommen werden, da eine größere Meßgenauigkeit als ein Zehntel Millimeter von der ge­ samten Vorrichtung 1 nicht verlangt wird.

Die aus den beiden Meßbacken 2 und 3 und den Scheren­ hebeln 4 und 5 gebildete Meßeinheit wird durch ein Joch 9 gehalten, an dessen Außenseiten zwei Anschläge 11 angeschraubt sind, die als zylindrische Scheiben ausgebildet sind. Sie begrenzen die Einschiebtiefe der Vorrichtung 1 in den zu messenden Spalt hinein, wobei darauf zu achten ist, daß beide Anschläge 11 jeweils an beiden Walzen- bzw. Rollenpaaren anliegen, die zusammen den zu messenden Spalt bilden. Der Lager­ stift 6 dient ebenso zur Aufhängung der aus den Sche­ renhebeln 4 und 5 gebildeten beiden Scheren an dem Joch 9. Als Folge dieser Aufhängung sind folgende Be­ wegungen möglich: Zunächst können beide Meßbacken 2 und 3 zusammen mit den Scherenhebeln um die Mittel­ achse der Lagerstifte 6 geschwenkt werden, allerdings lediglich um einen eingegrenzten Bereich. Dieser wird durch Hutmuttern 12 festgelegt, die an den Loslagern 8 eingesetzt sind und an entsprechende Taschen 13 an­ schlagen, die in das Joch 9 eingelassen sind. In dieser Weise entsteht eine Verschwenkungsmöglichkeit um 10 bis 15°. Darüber hinaus können in jeder Lage die Meß­ backen 2 und 3 parallel zueinander zusammengedrückt werden, wobei Federn 14 (Fig. 2) die Tendenz haben, die Meßbacken 2 und 3 zu spreizen. Infolge der Endlage der Loslager 8 wird die Spreizbewegung nach Art eines Anschlages behindert, so daß der eingangs bereits er­ wähnte Meßbereich von ca. 3 mm zustande kommt.

Wie deutlich aus der Fig. 3 zu erkennen ist, sind insgesamt vier Sacklöcher 18 vorhanden, in denen Federn 14 aufgenommen werden. Dadurch ergibt sich eine gleich­ mäßige Spreizkraft zwischen den Spreizbacken 2 und 3, die in Verbindung mit der exakten Führung infolge der Scherenhebel 4 und 5 für eine ausreichende Paralle­ lität der äußeren Meßflächen an den Meßbacken 2 und 3 sorgen. Aus der Fig. 3 ist im übrigen deutlich zu erkennen, daß mit Hilfe von Distanzbuchsen 17 die Sche­ renhebel 4 und 5 nebeneinander angeordnet sind und nicht in den Meßbereich hineinragen.

Wie besonders gut aus der Fig. 2 zu erkennen ist, ist jede Meßbacke 2 und 3 in der Mitte ausgehöhlt, um einen Weggeber 15 aufzunehmen, der im vorliegenden Fall an der unteren Meßbacke 3 festgeschraubt ist. Sein Taststift 16 liegt an der Innenseite der oberen Meßbacke 2 an. Mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Kabelverbindung werden die Eindrücktiefen des Taststiftes 16 ermittelt und weitergeleitet, was gleichbedeutend mit einer Abstandsveränderung der Meßbacken 2 und 3 ist. Aufgrund der gewählten Meßbereiche liegen die beiden Meßbacken 2 und 3 eher aneinander als der Tast­ stift 16 vollständig eingedrückt ist, so daß eine Be­ schädigung des Weggebers 15 ausgeschlossen ist.

An der Basis des Joches 9 befindet sich ein Stiel 10, an dem z. B. eine Führungsstange angebracht wird, bei­ spielsweise aufgeschraubt. In der Führungsstange in der Nähe des Joches 9 oder zwischen dem Joch 9 und dem Stiel 10 kann noch ein Gelenk (nicht dargestellt) angeordnet sein, dessen Mittelachse parallel zur Mittel­ achse der Anschläge 11 verläuft. In dieser Weise kann die Vorrichtung 1 in einen zu messenden Spalt geschoben werden, ohne von der Führungsstange oder einem an dem Stiel 10 angebrachten Griff verkantet zu werden. Auf­ grund der durch die Scherenhebel 4 und 5 gebildeten Scheren haben die Meßbacken 2 und 3 die Tendenz, die Vorrichtung stets innerhalb des Spaltes zu vermitteln, also eine Mittellage des Joches 9 herbeizuführen. Die genannte gelenkige Befestigung zwischen dem Joch 9 und dem Stiel 10 sorgt dafür, daß diese Vermittlung selbsttätig zustande kommt.

Da die Meßbacken 2 und 3 gleitend in den zu messenden Spalt eingeschoben werden, ist es zweckmäßig, sie zu härten, oberflächenzuhärten oder mit einer Hartchrom­ schicht zu versehen. Im übrigen ist durch die Verwen­ dung von Hutmuttern dafür gesorgt worden, daß alle Lagerstellen geschlossen sind, so daß auch das bei der Handhabung von Walzen übliche Kühlwasser und dessen Reste keine Funktionsbeeinträchtigung herbeiführen können.

Die Signalverarbeitung von dem Weggeber 15 erfolgt in üblicher Weise, also auf einem Schirm durch eine Digitalanzeige oder dgl. Diesbezüglich geht die Er­ findung bekannte Wege.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Messen des Abstandes zweier Walzen oder Rollen, mit zwei im Abstand zueinander ange­ ordneten zylindrischen Anschlägen, die in der Meß­ lage jeweils beide Walzen oder Rollen berühren, mit einem in den Spalt zwischen den Walzen oder Rollen reichenden Taster, der mit einer Uhr oder einem elektrischen Weggeber versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster aus zwei sich gegenüberliegenden, flächigen Meßbacken (2, 3) besteht, die parallel zueinander gegen die Wirkung mindestens einer Feder (14) beweglich ge­ führt und um eine parallel zur Mittelachse der Anschläge (11) verlaufende Achse schwenkbar aufge­ hängt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur schwenkbaren Aufhängung der Meßbacken (2, 3) ein U-förmiges Joch (9) vor­ gesehen ist, an dessen Außenseiten jeweils ein Anschlag (11) und zwischen dessen Schenkeln die Schwenkachse verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Meßbacken (2, 3) zwei Scheren (4, 5) vorgesehen sind, die jeweils beide Meßbacken (2, 3) über Kreuz miteinander verbinden und deren Scherenhebel im Kreuzungspunkt in sich gelagert sind, wobei eine Lagerstelle jeder Schere an der einen Meßbacke (2; 3) aus einem kalibrierten Kanal besteht, ins­ besondere aus einem Langloch oder einer U-förmigen Nut.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittelachse der Kreuzpunkt­ lagerung (6) mit der Schwenkachse der schwenkbaren Aufhängung der Meßbacken (2, 3) zusammenfällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagerung (7, 8) an jedem Scherenhebel (4, 5) als Wälzlagerung ausgebildet ist, insbesondere als Kugellagerung.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die paral­ lele Beweglichkeit der Meßbacken (2, 3) einerseits durch eine direkte Berührung und andererseits durch einen Anschlag begrenzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag zur Begrenzung des maximalen Abstandes der Meßbacken (2, 3) voneinander durch die Endlage des jeweils einen Scherenlagerstiftes (8) an dem zugeordneten kalibrierten Kanal ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eines elektrischen Weggebers (15) im Inneren der einen Meßbacke (2; 3) befestigt ist und sein Taststift (16) an der Innenseite der anderen Meßbacke (3; 2) anliegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Joch (9) gelenkig mit einer Führungsstange verbunden ist.