DE678021C - Device for measuring the tension of strip-shaped rolled material - Google Patents
Device for measuring the tension of strip-shaped rolled materialInfo
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Description
Einrichtung zum Messen der Spannung von bandförmigem Walzgut Beim Walzen von bandförmigem Walzgut ist es bekannt, seine Spannung zwischen zwei Walzgerüsten oder einem Walzgerüst und einem Haspel o. dgl. mittels einer unter Druck gegen das Walzband anliegenden Spannungsmeßvorrichtung zu messen. und in Abhängigkeit hiervon die Geschwindigkeit des Antriebsmotors eines Walzgerüstes oder des Haspels so zu regeln, daß eine gleichbleibende Zugkraft im Walzband aufrechterhalten wird. Diese bekannten Einrichtungen prüfen jedoch nur, ob die mittlere Zugspannung im Walzband richtig 'ist. Sie sind jedoch nicht in der Lage, Unterschiede in der gleichmäßigen Verteilung der Zugspannung über die Breite des Walzbandes festzustellen. Hierbei kann es nun vorkommen, daß der Mittelwert der gesamten Spannungen über die Breite des Walzbandes seinen richtigen Wert hat, aber Unterschiede in der gleichmäßigen Verteilung der Spannungen über die Breite des Walzbandes bestehen, die nicht angezeigt werden. Infolgedessen erfährt das Walzband auf verschiedenen Teilen seiner Breite eine verschiedene Behandlung, und dementsprechend sind die Eigenschaften des fertiggewalzten Bandes ebenfalls verschieden. Es ist nun bekannt, die Vorrichtungen zum Antrieb der Druckspindeln der beiden Walzenständer so auszubilden, daß jede Druckspindel auch einzeln' angetrieben werden kann und die in einem Schiefherauslaufen des Walzgutes aus den Walzen sich ankündigende ungleichmäßige Verteilung der Bandspannung durch Nachstellen der einen oder anderen der beiden Druckspindeln rückgängig zu machen. Es ist klär, daß sich hierbei eine ungleichmäßige Spannungsverteilung erst bemerkbar macht, wenn bereits ein beträchtlicher Grad der Ungleichförmigkeit der Spannungsverteilung erreicht ist.Device for measuring the tension of strip-shaped rolling stock when Rolling of strip-shaped rolling stock, it is known its tension between two roll stands or a roll stand and a reel or the like. By means of a pressurized against the To measure rolled strip tension measuring device. and depending on it the speed of the drive motor of a roll stand or of the reel so too regulate that a constant tensile force is maintained in the rolled strip. These known devices only check whether the average tensile stress in the rolled strip correct is. However, you are not able to find differences in the uniform Determine the distribution of tensile stress across the width of the rolled strip. Here it can now happen that the mean value of the total stresses across the width of the rolled strip has its correct value, but there is a difference in the uniform value Distribution of the stresses across the width of the rolled strip does not appear will. As a result, the rolled strip experiences on different parts of its width a different treatment, and accordingly the properties of the finish-rolled Band also different. It is now known the devices for propulsion of the printing spindles of the two roll stands so that each printing spindle also individually 'can be driven and in a crooked run-out of the rolling stock uneven distribution of the tension in the belt that appears from the rollers To undo readjustment of one or the other of the two pressure spindles. It is clear that an uneven distribution of stress only becomes noticeable here makes when there is already a significant degree of non-uniformity in the stress distribution is reached.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden und eine entsprechende ungleichmäßige Spannungsverteilung sofort anzuzeigen und damit die Möglichkeit zu geben, sie rückgängig zu machen, solange sie noch im Entstehen begriffen ist, und bevor sie sich in der Erzeugung eines erheblichen Betrages von unbrauchbarem Walzgut ausgewirkt hat. Hierzu wird erfindungsgemäß zur Überwachung der gleichmäßigen Verteilung der Bandspannung über die Breite des Bandes zu beiden Seiten des Walzbandes je eine Spannungsmeßvorrichtung angeordnet, welche beide eine Di -fterentialmeß- und -anzeigevorrichtung beeinflussen.The invention aims to avoid this disadvantage and a corresponding one Immediately display uneven stress distribution and thus the possibility to give to undo it while it is still in the making, and before they turn into the production of a significant amount of unusable rolling stock has had an impact. For this purpose, according to the invention, the uniform distribution is monitored the strip tension across the width of the strip, one on each side of the rolled strip Tension measuring device arranged, which both a differential measurement and display device.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf ein Tandembandkaltwalzwerk dargestellt, bei dem die Spannung im Walzgut angezeigt und die richtige Spannung selbsttätig aufrechterhalten wird.In the drawing, an embodiment of the invention is in use shown on a tandem strip cold rolling mill, in which the tension in the rolling stock is displayed and the correct tension is automatically maintained.
In Abb. i ist schematisch die zwischen zwei Walzgerüsten .2 und 3 angeordnete Spannungsmeßvorrichtüng dargestellt.In Fig. I is the schematic between two roll stands .2 and 3 arranged Spannmeßvorrichtüng shown.
Das Walzband io läuft in Pfeilrichtung durch die Walzenpaare i i und 12, welche durch fremderregte Gleichstrommotoren 13, 14 angetrieben werden. In Reihe mit der Feldwicklung i3b, 14.b ist ein kleiner Gegenschaltgenerator angeordnet.The rolled strip io runs in the direction of the arrow through the pairs of rollers i and i 12, which are driven by separately excited DC motors 13, 14. In row A small counter-switching generator is arranged with the field winding i3b, 14.b.
In der Mitte zwischen den beiden Walzgerüsten ist die Spannungsmeßvorrichtung 16 angeordnet. Sie besteht aus einer Rolle 17, die in Rollen- oder Kugellagern 18, i9 (Abb. 3) gelagert ist, welche auf den freien Enden von Stangen 2o, 21 angebracht sind. An den entgegengesetzten Enden sind diese Stangen an Tragkörpern, beispielsweise an [-Eisen 22, 23, befestigt. Diese Stangen bilden ziemlich starre, federnde Ausleger für die Lager der Rolle 17. Die Federn 20, :2i sind natürlich je nach der gewünschten Zugkraft des Walzbandes zu bemessen. Bei einer praktischen Ausführung sind die Federn so bemessen, daß bei einer auf die Lager wirkenden Last von 4.5o kg eine Durchbiegung von ungefähr 0,3 cm hervorgerufen wird.The tension measuring device 16 is arranged in the middle between the two roll stands. It consists of a roller 17 which is mounted in roller or ball bearings 18, 19 (Fig. 3) which are attached to the free ends of rods 2o, 21. At the opposite ends, these rods are attached to supporting bodies, for example to iron 22, 23. These rods form rather rigid, resilient arms for the bearings of the roller 17. The springs 20,: 2i are of course to be dimensioned according to the desired tensile force of the rolled strip. In a practical implementation, the springs are dimensioned so that a deflection of approximately 0.3 cm is caused when the bearing is subjected to a load of 4.5o kg.
Die Rolle 17 ist ungefähr genau so lang wie die Walzwerksrollen und so zentriert, daß das Walzband etwas nach oben durchgebogen wird, beispielsweise um 5 bis 7 cm von der waagerechten Verbindungslinie zwischen den Walzenspalten der Walzgerüste 2 und 3. Eine Kraftkomponente der Bandspannung übt daher einen Druck in senkrechter Richtung aus, dessen Wert von der Größe der Durchbiegung des Walzbandes nach oben durch die Rolle 17 abhängt. Wenn angenommen wird, daß die gesamte Bandspannung ungefähr 31 800 kg, die Entfernung zwischen den Walzgerüsten 4,80 m und die Ablenkung des Walzbandes nach oben 5 cm beträgt, dann ist die senkrechte Kraftkomponente, d. h. der Druck des Walzbandes auf die Rolle 17, 663 kg, auf j edem Lager ruht daher eine Last von 331,5 kg. Trotz einer großen Zugspannung wird also nur ein verhältnismäßig leichter Druck auf die Rolle ausgeübt.The roller 17 is about the same length as the rolling mill rollers and centered so that the rolled strip is bent slightly upwards, for example by 5 to 7 cm from the horizontal connecting line between the nips of the roll stands 2 and 3. A force component of the strip tension therefore exerts a Pressure in the vertical direction, the value of which depends on the size of the deflection of the rolled strip upwards through the roller 17. If it is assumed that the entire tape tension about 31 800kg m, the distance between the rolling stands 4.80 and the deflection of the rolled strip upwardly 5 cm, then the vertical component of force, ie the pressure of the rolled strip on the roller 17, 663 kg, therefore a load of 331.5 kg rests on each bearing. Despite a high tensile stress, only a relatively light pressure is exerted on the roller.
Die Bewegungen der Enden der Rolle 17 werden auf die elektrischen Vorrichtungen 24., 25 (Abb. 2) übertragen. Diese Vorrichtungen bestehen aus Induktivitäten mit veränderlichem Luftspalt, und zwar wird zweckmäßig ein dreischenkliger Transformator benutzt. Der mittlere Schenkel der Transformatoren 2q., 25 ist mit einer Primärwicklung versehen, die über die Leitungen 26 durch Wechsel-Strom erregt wird. Die Sekundärseite des Transformators 24. besteht aus beiden Spulen 24.d; 24.b, die auf den beiden äußeren Schenkeln des Eisenkerns angebracht und so in Reihe geschaltet sind, daß sie einander entgegenwirken. In entsprechender Weise sind die Sekundärwicklungen des Transformators 25 angeordnet. Durch die Anker 27, 28 wird der magnetische Kreis dieser Transformatoren vervollständigt. Die Anker sind auf dem mittleren Schenkel schwenkbar gelagert und reit Federn versehen, die sie gegen den Druck des Walzbandes nach oben ziehen. Wenn die Anker 27, 28 sich in der dargestellten ausgeglichenen waagerechten Lage befinden und die Luftspalte zwischen jedem Anker und den beiden äußeren Schenkeln des Eisenkerns gleich sind, sind die in den Wicklungen der äußeren Schenkel induzierten Spannungen gleich und entgegengesetzt gerichtet, infolgedessen fließt kein Strom im Sekundärstromkreis. Wenn einer der Anker infolge einer Ablenkung der Rolle 17 durch die Spannung des Walzbandes geschwenkt wird, wird der Ausgleich der Spannungen in den Wicklungen der äußeren Schenkel gestört, und es fließt ein Strom im Sekundärstromkreis.The movements of the ends of the roller 17 are due to the electrical Devices 24., 25 (Fig. 2) transferred. These devices consist of inductors with a variable air gap, namely a three-legged transformer is expedient used. The middle leg of the transformers 2q., 25 has a primary winding provided, which is excited via the lines 26 by alternating current. The secondary side of the transformer 24. consists of two coils 24.d; 24.b that on the two outer legs of the iron core attached and connected in series that they counteract each other. The secondary windings are in a corresponding manner of the transformer 25 arranged. The armature 27, 28 creates the magnetic circuit of these transformers. The anchors are on the middle leg pivotally mounted and provided with rides springs that they against the pressure of the rolled strip to pull up. When the anchors 27, 28 are balanced in the illustrated horizontal position and the air gap between each anchor and the two outer legs of the iron core are the same, those in the windings are the outer ones Leg induced voltages equally and oppositely directed, as a result no current flows in the secondary circuit. When one of the anchors as a result of a deflection the roller 17 is pivoted by the tension of the rolled strip, the compensation of the tensions in the windings of the outer legs are disturbed, and it flows in Current in the secondary circuit.
Der Ausgangsstrom der Sekundärwicklungen beider Transformatoren 24., 25 wird durch Gleichrichter, beispielsweise durch Trockengleichrichter 29, 30, gleichgerichtet, um die Anwendung der Ausgangsströme der Transformatoren für Überwachungszwecke zu erleichtern.The output current of the secondary windings of both transformers 24, 25 is rectified by rectifiers, for example dry rectifiers 29, 30 , in order to facilitate the use of the output currents of the transformers for monitoring purposes.
Die gleichgerichteten Ströme, welche ein Maß für die Bandspannung an den beiden Seiten des -Walzbandes sind, werden über zwei Anzeigevorrichtungen 31 und 32 geleitet. Das Meßinstrument 31 ist ein Difterentialmeßinstrurnent mit einer Skala, deren Nullpunkt sich in der Mitte befindet. Wenn also die Spannung an beiden Seiten des Walzbandes gleich ist, steht das Meßinstrument 31 auf Null. Wenn die Bandspannung an den Seiten des Walzbandes verschieden ist, schlägt der Zeiger des Meßinstrumentes 31 nach rechts oder links aus, wodurch angezeigt wird, an welcher Seite die Bandspannung größer ist. Der Bedienungsmann verändert darauf die Einstellung der linken oder rechten Spindel der Walzenanstellung oder die Einstellung beider, um die Gleichheit der Bandspannung auf beiden Seiten des Walzbandes wieder herbeizuführen.The rectified currents, which are a measure of the belt tension are on both sides of the rolled strip are displayed via two display devices 31 and 32 directed. The measuring instrument 31 is a differential measuring instrument with a scale whose zero point is in the middle. So if the tension is the same on both sides of the rolled strip, the measuring instrument 31 is at zero. If the strip tension on the sides of the rolled strip is different, it strikes Pointer of measuring instrument 31 to the right or left, which indicates on which side the belt tension is greater. The operator changed on it the setting of the left or right spindle of the roller adjustment or the setting both in order to restore the equality of the strip tension on both sides of the rolled strip bring about.
Die gleichgerichteten Ströme werden dann über das Amperemeter 32 geleitet, welches die Summe oder den Mittelwert beider Stromwerte anzeigt und als Spannungsanzeigegerät für die gesamte Bandspannung dient. Um die gesamte Bandspannung annähernd auf einen gewünschten Wert zu halten, sind Regelvorrichtungen vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Regelvorrichtung 33 mit Zitterkontakt verwendet, die durch die gleichgerichteten Ströme derTransformatoren 24, 25 betätigt wird. Der Hauptinagnet dieser Regelvorrichtung wird durch drei Spulen 34, 35, 36 erregt. Die Spulen 34, 35 liegen im Ausgangskreis der Transformatoren 25, 24 und sind so geschaltet, daß sie sich in ihrer Wirkung unterstützen. Die Spule 36 wird von einer Gleichstromquelle mit gleichbleibender Spannung über die Leitungen 37 erregt. In Reihe mit der Spule 36 liegt der. veränderliche Widerstand 38. Wie durch die Pfeile angedeutet ist, wird die Spule 36 in der Richtung erregt, daß sie die Wirkung der Spulen 34, 35 unterstützt. Je größer daher der über die Spule 36 fließende Strom ist, um so kleiner kann der über die Spulen 34, 35 fließende Strom sein, um den Regler im Gleichgewicht zu halten. Der veränderliche Widerstand 38 dient also dazu, die Einstellung des Reglers so zu ändern, daß durch ihn ein größerer oder kleinerer Wert der Bandspannung aufrechterhalten wird. Der Widerstand 38 ist mit einer Sleala zur Anzeige der mit dem Regler einzuhaltenden Bandspannung versehen.The rectified currents are then passed through the ammeter 32, which displays the sum or the average of both current values and as a voltage display device for the entire belt tension is used. Around the entire belt tension almost to one To maintain the desired value, regulating devices are provided. With the one shown Embodiment, a control device 33 is used with dither contact, the operated by the rectified currents of the transformers 24,25. Of the The main magnet of this control device is excited by three coils 34, 35, 36. the Coils 34, 35 are in the output circuit of transformers 25, 24 and are connected so that they support each other in their effect. The coil 36 is powered by a DC power source energized with a constant voltage via the lines 37. In series with the coil 36 lies the. variable resistance 38.As indicated by the arrows, the coil 36 is energized in the direction that the action of the coils 34, 35 supports. Therefore, the greater the current flowing through the coil 36, the smaller can be the current flowing through the coils 34, 35 to keep the regulator in equilibrium to keep. The variable resistor 38 is used to adjust the setting of the To change the controller so that a higher or lower value of the belt tension is maintained. The resistor 38 is with a sleala to indicate the with belt tension to be maintained on the regulator.
Die Kontakte 33a des Reglers wirken auf die Feldwicklung 15a des kleinen Gegenschaltgenerators 15, dessen Anker im Stromkreis der Feldwicklung 14G des Walzmotors 14 liegt. Der Regler 33 ist mit einer Nachdrehspule 39 versehen, die an die Ankerklemmen des Generators 15 angeschlossen und daher von der Ankerspannung abhängig ist.The contacts 33a of the regulator act on the field winding 15a of the small one Counter-switching generator 15, the armature of which is in the circuit of the field winding 14G of the rolling motor 14 lies. The controller 33 is provided with a post-rotating coil 39 which is attached to the anchor terminals of the generator 15 is connected and is therefore dependent on the armature voltage.
Die Wirkungsweise ist folgende: Der bewegliche Kontakt des veränderlichen Widerstandes 38 wird mittels der Skala auf die gewünschte Bandspannung eingestellt. Der Schalter 4o wird geschlossen, wodurch die Feldwicklung 14G des Walzmotors mit der Stromquelle 37 verbunden wird. Wenn die Bandspannung den gewünschten Wert überschreitet, wird die Rolle 17 nach unten abgelenkt und verschwenkt die Anker 27, 28 entgegen der Wirkung der Federn. Hierdurch wird die Gleichheit der Spannungen 'in den Sekundärwicklungen jedes Transformators gestört und infolgedessen ein Stromfluß über die Spulen 34 und 35 des Reglers hervorgerufen. Da die Spulen 34 und 35 im selben Sinne wie die Spule 36 wirken, werden die Kontakte 33a entgegen der Wirkung der Feder 35G geschlossen. Hierdurch wird die Feldwicklung 15a des Gegenschaltgenerators 15 kurzgeschlossen und damit dessen Spannung herabgesetzt. Da die Spannung des Generators 15 der Spannung der Stromquelle 37 entgegengerichtet ist, wird die Erregung der Feldwicklung 14G verstärkt und infolgedessen die Geschwindigkeit des Walzmotors 14 herabgesetzt. Mit der Verminderung der Geschwindigkeit des Walzmotors 14 vermindert sich im selben Maße die Bandspannung.The mode of action is as follows: The moving contact of the changeable Resistor 38 is set to the desired belt tension by means of the scale. The switch 4o is closed, whereby the field winding 14G of the rolling motor with the power source 37 is connected. If the belt tension exceeds the desired value, the roller 17 is deflected downwards and pivoted the armature 27, 28 against the action of the springs. This ensures the equality of the voltages in the secondary windings each transformer is disturbed and, as a result, a current flow through the coils 34 and 35 of the controller. Since the coils 34 and 35 in the same sense as the Acting coil 36, the contacts 33a are closed against the action of the spring 35G. As a result, the field winding 15a of the counter switching generator 15 is short-circuited and thus its tension is reduced. As the voltage of the generator 15 of the voltage the current source 37 is opposite, the excitation of the field winding 14G increased and consequently the speed of the rolling motor 14 decreased. As the speed of the rolling motor 14 decreases, the same decreases Measure the strap tension.
Gleichzeitig mit der Verminderung der Erregung des Generators 15 wird die Erregung der Nachdrehspule 39 in gleicher Weise herabgesetzt. Infolgedessen überwindet die Feder 39a die Zugkraft des Magneten 39 und bringt den unteren Teil des Kontaktes 33a außer Berührung mit dem oberen Teil, wodurch der Kurzschluß über die Feldwicklung 15a aufgehoben und die Erregung des Generators 15 wieder erhöht wird. Da die Spannung des Generators 15 der Spannung der Stromquelle 37 entgegengerichtet ist, wird das Feld des Motors 14 geschwächt und dessen Geschwindigkeit erhöht. Sobald jedoch die Spannung des Generators 15 ansteigt, überwindet der Magnet 39 die Kraft der Feder 39a, der untere Kontaktteil 33a wird wieder mit dem oberen Kontaktteil in Berührung gebracht und der Kurzschluß über die Feldwicklung wiederhergestellt. Diese Vorgänge folgen schnell aufeinander, und es wird ein mittlerer Wert für die Erregung des Generators 15 eingestellt, der abhängig ist von der Stellung des oberen Kontaktteils 33a.Simultaneously with the reduction in the excitation of the generator 15 is the excitation of the post-moving coil 39 is reduced in the same way. Consequently The spring 39a overcomes the pulling force of the magnet 39 and brings the lower part of contact 33a out of contact with the upper part, causing the short over the field winding 15a canceled and the excitation of the generator 15 increased again will. Since the voltage of the generator 15 is opposite to the voltage of the power source 37 is, the field of the motor 14 is weakened and its speed increased. As soon however, the voltage of the generator 15 increases, the magnet 39 overcomes the force the spring 39a, the lower contact part 33a becomes again with the upper contact part brought into contact and restored the short circuit across the field winding. These operations follow one another quickly, and it becomes an average value for the Excitation of the generator 15 set, which is dependent on the position of the upper Contact part 33a.
Wenn die Bandspannung unter den durch die Einstellung des Widerstandes 38 bestimmten Wert sinkt, werden die Ströme in den Spulen 34 und 35 geschwächt,- und die Spannung der Feder 33G überwindet die Zugkraft des Magneten, und die Kontakte 33a werden geöffnet. Hierdurch wird die Erregung des Generators 15 verstärkt und infolgedessen die Erregung des Walzmotors 14 herabgesetzt; dessen Geschwindigkeit wird erhöht und damit auch die Bandspannung.If the tape tension is below that caused by the adjustment of the resistance 38 certain value decreases, the currents in the coils 34 and 35 are weakened, and the tension of the spring 33G overcomes the pulling force of the magnet and the contacts 33a are opened. This increases the excitation of the generator 15 and as a result, the excitation of the rolling motor 14 is reduced; its speed is increased and with it the belt tension.
Wenn ein selbsttätiger Ausgleich der Bandspannung über die Breite des Bandes gewünscht wird, wird das Differentialmeßinstrument 31 mit zwei Kontaktpaaren 41 und 42 versehen (Abb.4), die im Erregerstromkreis der Umkehrschütze 43 und 44 der Anstellmotoren 45 und 46 angeordnet sind. Diese Anstellmotoren sind in der Weise parallel geschaltet, daß, wenn eins der Schütze 43 oder 44 geschlossen wird, der Motor an der einen Seite des Walzgerüstes den Walzenspalt öffnet und der andere Motor den Walzenspalt schließt. Wenn also die Spannung an der linken Seite des Walzbandes größer ist als die Spannung an der rechten Seite, wird der bewegliche Kontakt des Differentialmeßinstrumentes 31 in Berührung mit dem festen Kontakt 41 gebracht, wodurch der Erregerstromkreis für das Schütz 43 geschlossen wird, daß die Motoren 45 und 46 in der Weise mit dem Netz verbindet, daß der Motor 45 den Walzenspalt öffnet und der Motor 46 den Walzenspalt schließt, so daß die Bandspannung an der linken Seite des Walzbandes herabgesetzt und an der rechten Seite heraufgesetzt wird. Wenn die Bandspannung ausgeglichen ist, bewegt sich der Zeiger des Instrumentes 31 in seine Mittellage, wodurch das Schütz 43 wieder aberregt und die Motoren 45 und 46 abgeschaltet werden. Wenn die Bandspannung an der rechten Seite des Walzbandes größer ist als die Spannung der linken Seite, wird der Kontakt 42 geschlossen und das Schütz 44 erregt, welches die Motoren 45 und 46.im entgegengesetzten Drehsinne wie vorher einschaltet.If an automatic compensation of the belt tension across the width of the belt is desired, the differential measuring instrument 31 is provided with two pairs of contacts 41 and 42 (Fig. 4), which are arranged in the excitation circuit of the reversing contactors 43 and 44 of the adjusting motors 45 and 46. These adjusting motors are connected in parallel in such a way that when one of the contactors 43 or 44 is closed, the motor on one side of the roll stand opens the nip and the other motor closes the nip. So when the tension on the left side of the rolled strip is greater than the tension on the right side, the movable contact of the differential measuring instrument 31 is brought into contact with the fixed contact 41, whereby the excitation circuit for the contactor 43 is closed that the motors 45 and 46 connects to the network in such a way that the motor 45 opens the nip and the motor 46 closes the nip so that the strip tension is decreased on the left side of the rolled strip and increased on the right side. When the belt tension is equalized, the pointer of the instrument 31 moves into its central position, whereby the contactor 43 is de-energized again and the motors 45 and 46 are switched off. If the strip tension on the right side of the rolled strip is greater than the tension on the left side, the contact 42 is closed and the contactor 44 is energized, which switches on the motors 45 and 46 in the opposite direction of rotation as before.
Claims (7)
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