DE953840C - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Zugspannung von bandfoermigem Walzgut - Google Patents

Description

Es ist ein Verfahren zur Messung der Zugspannung von bandförmigem Walzgut bekannt, bei dem das Walzmaterial unter einem bestimmten Winkel über eine bewegliche Meßwalze läuft, die zwischen zwei Ständerwalzen angeordnet ist. Die auf die Walze durch das Bandmaterial wirkende abwärts gerichtete Kraft wird auf eine dem auftretenden Druck entsprechend ausgelegte Meßfeder übertragen, die ihrerseits wiederum den Anker einer elektrischen Induktionsmeßlehre verstellt. Der zwischen zwei einander gegenüberliegenden Magnetspulen angeordnete Anker ändert durch seine Bewegung den Eisenschluß in Abhängigkeit von der zu messenden Größe und damit den Wechselstromwiderstand der Spulen. Die Magnetspulen stellen Zweige einer Wheatstoneschen Brücke dar, mit der nach phäsenabhängiger Gleichrichtung der auf tretenden Meßwechselspannung bei aus der Mittellage abweichendem Anker über ein Gleichstrominstrument das Maß der Bewegung des Ankers angezeigt wird. Die Skala des Anzeigeinstrumentes ist dabei unmittelbar in den zu messenden Einheiten geeicht.

Für eine ständige Überwachung der Zugspannung wird nun verlangt, daß die Anzeige registrierbar ist. Bei den bekannten elektrischen Meßeinrichtungen ist diese Forderung nur möglich unter Einschaltung von bekannten Röhrenverstärkern zwischen der Meßlehre und dem Registriergerät, da die der Meßlehre entnehmbare Leistung nicht aus*·

reicht, ein Registriergerät direkt auszusteuern. Es sind also zusätzliche Verstärkungseinrichtungen notwendig, die einen erheblichen Mehraufwand erfordern, abgesehen von der erforderlichen Wartung und Überwachung der Geräte.

Es sind auch schon Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen eine Induktionsmeßlehre zur Messung der Dickenabweichung des Walzgutes verwendet wird. Die geforderten zu messenden

ίο Toleranzen liegen dabei in der Größenordnung von einigen hunderstel bis tausendstel Millimeter. Aus diesem Grund besitzt die Meßlehre eine Hebelübertragung, die aus einem mit Rollen versehenen Taststift und dem zwischen den-Magnetwicklungen angeordneten Anker besteht, so daß eine ausreichend große Verstellung des Ankers und damit eine möglichst große Änderung des Brückenstromes erreicht wird. Die verwendete Meßlehre ist ganz allgemein zur Messung und Kontrolle der Maßhaltigkeit von beliebigen Werkstücken verwendbar. Wichtig ist bei diesen Dickenmessungen, daß der auf das Werkstück durch den Taststift ausgeübte Druck möglichst klein gehalten wird. Bei der bekannten Meßlehre liegt dieser Druck etwa zwischen 100 und 250 g. Die Ankerbewegung zwischen den Magnetwicklungen beträgt bei der bekannten Meßlehre für Dickenmessungen etwa 1 mm.

Die Magnetspulen der Meßlehre werden mit Wechselstrom gespeist, der einen derartigen Wert haben muß, daß auf den Anker wirkende Kräfte mit Sicherheit vermieden werden, da andernfalls. Fehlmessungen erfolgen würden. Dadurch ist dem erzielbaren Diagonalstrom der Meßlehre eine Grenze gesetzt, und er reicht nur für die Aussteuerung eines Mikro-Amperemeters aus, jedoch nicht für höhere Ströme benötigende Registriergeräte, wie beispielsweise Tintenschreiber.

Bei Bandzugmessungen an Walzmaterialien ergeben sich gegenüber der Banddickenmessung folgende unterschiedliche Verhältnisse. Es kommt hier nicht auf die Messungen von einigen hundertstel bzw. tausendstel Millimeter an. Die vertikal beweglich angeordnete Meßwalze wirkt auf eine einseitig eingespannte Meßfeder, wobei eine durch die Zugspannung hervorgerufene Durchbiegung des freien Endes der Feder von etwa 3 bis 4 mm erfolgt. Nach den obigen Ausführungen ist eine Verwendung der bekannten Meßlehre für Dickenmessungen für den vorliegenden Zweck nicht geeignet.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Zugspannung von bandförmigem Walzgut 'unter Verwendung einer elektrischen Induktionsmeßlehre und einer Meßfeder. Erfindungsgemäß wird den Magnetspulen der Meßlehre eine derartige elektrische Leistung zugeführt, daß der durch die Verstellung des Meßlehrenankers entstehende Diagonalstrom unmittelbar eine Registriereinrichtung aussteuert. Einer weiteren Aus-

bildung entsprechend besitzt ein an der Meßfeder angeordneter Schalthebel zur Meßbereicheinstellung Meßstifte mit durch die Meßbereiche bestimmten Höhen. Zweckmäßig weicht ein weiterer Meßstift in der Meßbereichumschaltung in seiner Höhe derart gegen einen der anderen Stifte ab, daß mit Hilfe dieses Stiftes die Eichung des Bandzugmessers ohne Zuhilfenahme besonderer Endmaße erfolgt. Einer weiteren Ausbildung entsprechend enthält der Tastkopf der Meßlehre Mittel, die bei Überdrucken zur Vermeidung von Beschädigungen des Tastkopfes die auftretenden Kräfte aufnehmen. Zweckmäßig ist der im Taststift angeordnete Tastkopf verstellbar ausgebildet.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Fig. 1 stellt die Gesamtmeßanordnung in schematischer Form dar. Das durch die Arbeitswalzen ι laufende Walzgut 2 wird über die bewegliche Meßwalze 3 geführt. Die durch die Zugspannung des Walzgutes hervorgerufene Kraft wird auf die Meßfeder 4 übertragen. Die Meßfeder ist einseitig an einem massiven Ständer 5 eingespannt. Durch die Biegung der Feder 4 wird ein Taststift 6 einer Meßlehre bewegt, an dem der Anker des schematisch dargestellten Meßsystems 7 befestigt ist. Das Meßsystem 7 ist ebenfalls mit dem Ständer 5 verbunden. Eine derartige Meßanordnung ist im Prinzip bekannt.

Da keine Toleranzen von < — mm zu messen

— 100

sind, sondern sich ein Meßweg für den Anker von 3 bis 4 mm ergibt, wird erfindungsgemäß den Magnetspulen des Meßsystems 7 eine derartige elektrische Leistung zugeführt, daß der in der Brückendiagonale durch die Verstellung des Ankers entstehende Strom ausreicht, Instrumente mit einem Stromverbrauch von beispielsweise bis zu 30 mA auszusteuern, ohne Zwischenschaltung von Verstärkereinrichtungen. Damit liegt dieser Diagonalstrom um etwa zwei Größenordnungen höher als der Strom der bekannten Meß lehre. Eine vergrößerte, den Magnetspuilen zugeführte Leistung ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ohne störendes Auftreten von den Anker beeinflussenden magnetischen Kräften durch den zur Verfügung stehenden Ankerweg 3 bis 4 mm erreicht durch Vergrößerung des Abstandes der sich gegenüberliegenden Magnetspulen.

Die nach der Erfindung vorgesehene Meßbereichserweiterung wird in einfacher Weise durch mechanische Mittel an der Meßfeder 4 erreicht, die eine Änderung der Lage des Ankers im Luftspalt nach Maßgabe der zu messenden Zugspannung bewirken. Zu diesem Zweck trägt die Meßfeder 4 in Fig. ι an ihrer Unterseite einen als Meßbereichumschalter ausgebildeten Schalthebel 36, der schwenkbar angeordnet ist. Er trägt nebeneinander mehrere Meß stifte 37 mit verschiedener Höhe, wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist. Die Abweichungen der Höhenmaße der Meßstifte stellen unmittelbar ein Maß für die Meßbereichserweiterung dar. Ein Meßstift liegt stets auf der verlängerten Mittellinie des Meßsystems und berührt den Taststift 6. Durch einfache Betätigung des Hebels 36 kann der gewünschte Meßbereich eingeschaltet werden.

Da sich durch Alterung der Gleichrichter oder anderer Einflüsse die Übertragungskonstanten eines solchen Meßsystems ändern können, muß dieses in bestimmten Zeitabständen in bekannter Weise, z. B. mit Endmaßen oder mit einer aufsetzbaren Mikrometerschraube, nachgeeicht werden, wobei letztere in ihrem Aufbau der Meßeinrichtung angepaßt sein muß. Erfindungsgemäß erfolgt eine Eichung in besonders einfacher Weise

ίο dadurch, daß der Meßbereichumschalter einen zusätzlich als »Eichung« ausgebildeten Meßstift besitzt.

Durch diese Ausbildung wird eine einfache Überprüfung der Meßlehre auf Einhalten der verlangten Genauigkeit erreicht. Die Einstellung der Meßlehre erfolgt beispielsweise so, daß vor der Bandzugmessung der Taststift 6 auf dem mittleren Meßstift des Schalthebels der Fig. 3 steht und das Anzeigeinstrument einen bestimmten Ausschlag hat. Wird nun auf den Eichstift des Schalthebels umgeschaltet, so muß der Zeiger einen bestimmten Ausschlag ergeben. Bei Abweichungen dieses Ausschlages kann die Meßlehre dann elektronisch so abgeglichen werden, daß der geforderte Ausschlag erreicht wird.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines gleichfalls im Prinzip bekannten Meßsystems. Die zwei einander gegenüberliegenden Magnetspulen 8 und 9 mit ihren lameliierten Eisenkernen 10 und 11 sind mit dem Gehäuse verbunden. Der zwischen den Spulen angeordnete lameliierte Anker 14 ist an Haltern 15 und 16 befestigt, an deren Enden Platten 17, 18 angebracht sind, wobei die Platte 17 einen Führungsbolzen 19 trägt, der in der Bohrung 20 einer Gehäuseplatte 21 gleitet. Die obere Halteplatte 18 trägt den Taststift 22, der durch die Buchse 23 geführt wird und mit seinem Kopf 24 mit der Meßfeder in Berührung steht. Durch den Sicherungsring 25 wird die Bewegung des Ankers 14 in der einen Richtung begrenzt.

Eine Spiralfeder 26, die in einer muldenförmigen Ausbildung der Buchse 23 und in einem auf dem Taststift 22 angeordneten Gegenlager 27 liegt, bewirkt die naturgetreue Übertragung der Bewegung der Meßfeder auf den Anker. Eine Schutzmembran 28 verhindert das Eindringen von Staub und Wasser in den Führungsmechanismus. An der Systemplatte 29 sind die Gehäuseträger 13 fest angeschraubt.

Zur Verhinderung einer Beschädigung des Meßsystems bei auftretenden Überdrücken ist der Bolzen 30 als Hohlkörper ausgebildet, der durch das Gewindestück 32 am unteren Ende abgeschlossen ist. Im Hohlkörper ist eine Feder 33 angeordnet. Ferner das mit der Meßfeder in Berührung kommende Tastteil 34, welches im Hohlraum gleitend angebracht ist. Die Feder 33, deren Konstanten so gewählt sind, daß sie erst bei Erreichung eines Überdruckes arbeitet, preßt das Teil fest gegen den Anschlag35. Bei Überdruck wird die Feder 33 zusammengepreßt und dadurch die Beschädigung des Meßsystems vermieden.

Zweckmäßig ist der Tastkopf verstellbar ausgeführt, so daß eine leichte Justierung des Meßsystems mit der Meßwalze möglich ist, ohne daß der Anker 14 seine Lage-verändert bzw. ohne Änderung der Montage des ganzen Meß systems. In dem mit Innengewinde versehenen Taststift 22 ist ein in seiner Lage veränderlicher Bolzen 30 angeordnet, der je nach Abstand Meßsystem/Walze eingestellt werden kann.

Claims (5)

1. PatentanspkOche:

   • i. Verfahren zur Messung der Zugspannung von bandförmigem Walzgut unter Verwendung einer elektrischen Induktionsmeßlehre und einer Meßfeder, dadurch gekennzeichnet, daß den Magnetspulen der Meß lehre eine derartige elektrische Leistung zugeführt wird, daß der durch die Verstellung des Meßlehrenankers entstehende Diagonalstrom unmittelbar eine Registriereinrichtung aussteuert.
2. 2. Bandzugmesser zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Meß feder angeordneter Schalthebel zur Meßbereicheinstellung Meßstifte mit durch die Meßbereiche bestimmten Höhen besitzt.
3. 3. Bandzugmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Meßstift in der Meßbereichumschaltung in seiner Höhe derart gegen einen der anderen Stifte abweicht, daß mit Hilfe dieses Stiftes die Eichung des Bandzugmessers ohne Zuhilfenahme besonderer Endmaße erfolgt.
4. 4. Bandzugmesser nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf der Meßlehre Mittel enthält, die bei Überdrücken zur Vermeidung von Beschädigungen des Tastkopfes die auftretenden Kräfte aufnehmen.
5. 5. Bandzugmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Taststift angeordnete Tastkopf verstellbar ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 692332.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 530/232 6.56 (609 701 11.56)