JPS6039524A - 可撓性帯板の幅方向の張力分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長手方向に移動する可撓性の帯状月利、特に
倹延鋼板の幅方向圧力分布を測定する測定装置であって
、並置状に支承され、張力のもとに偏向される該帯状材
料と共に走行し、互に対しよじられ得ない位置に保たれ
且つ互に対し押付けられた複数の円板の形の区分から成
る偏向測定ロールから成り、該測定円板のうち少くとも
いくつかはそれに強くはめこまれた力信号発生器を有し
、タイロッドを介１−で端面円板に相互に係留されてい
る測定装置に関する。

〔従来の技術〕

この形成の測定装置は、ドイツ公開公報第２９４４７２
６号により公知である。この偏向測定ロールに用いられ
る測定円板は、機能的に分化された構造を有し、測定円
板の成る領域は測定に用いられ、他の領域は支持作用を
担う。

この構造の一例として、２つの部分から成る円板を使用
し、内側の同心域は支持を分担し、外側の周辺域には力
信号発生器を絹込み、この周辺域には、軸向きの機械連
結がなされないようにしたものがある。別の例として、
一体型の測定円板を使用し、外側の周辺域に力信号発生
器を取付け、この周辺域が軸向きの機械連結から除外さ
れるようにしたものがある。第１形式の構造は、所定の
公差に対して多くの製造コストを要し、第２形式の構造
においては、所要の硬化において周辺域が戻棄されるこ
とがある。特に熱負荷が等しい場合に、第２形式の構造
は非常に小形にできるが、測定結果に誤りが導入され、
まブこｐ　ｔｉｔ単位の変化も帯状材料にとって不都合
なことにより、帯状材ｘ：」の受ける損傷が大きくなる
。これらの変化は、相応した２次研削によって除かれる
にすぎない。

測定円板のこれら第１及び第２形式の構造において共通
の点は、比較的小さな支持コア直径が有効なことである
。これにはロールがたわむ危険性が内在している。慣性
モーメントは、質量分布に対応して非常に大きくなり、
最終的に、周辺域において所要稍度の磁束抑制間隙の正
確な設定には非常に大きなコストが必要になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来技術に対して、本発明の課題は、明細書本文の
冒頭に記載した型式の測定装置に使用される偏向測定ロ
ールを、前述した欠点が除かれるように改良することに
ある。偏向１１ｊｌｌ定ロールは大きな支持直径を有す
べきであり、たわみは避けられるか又は測定結果に影響
をもだ１ｊ二いように１−べきである。また測定円板は
、偏向測定ロールの慣性モーメントを可及的に小さくし
、最小の製造コストにおいて製造されるべきである。

〔問題を解決するための手段とその作用〕この課題は、
特許請求の範囲第１項の特徴部分に示された構成によっ
て解決され、特許請求の範囲第２〜１６項は、この構成
の有利な実施態様を表している。

即ち、測定円板の周辺域は、円板を相互に締付ける大体
閉ざされた環状部を有しており、この周辺域には支持機
能を与えないという原則は排除されている。力信号発生
器を収納するために凹状に形成される扇形部分を環状部
周面かし除くことは、磁束を抑制するために必要な距離
がごくわずかなことによって、非常に容易に実現される
。前記扇形部分は、通常の環状部の端面から約０．０５
ｍｍ後退させるだけでよい。扇形部分は更に力信号発生
器のために後退されている。

本発明の別の実施態様によれば、環状部が同心的形状を
有する場合において、力信号発信器の近傍にある測定円
板の周辺近傍域が他の領域よりも大きな質量を有するよ
うにした場合、抵抗モーメントの減少はこれによっては
もたらされな（Ｓｏこれによって、剛性が高くなり、曲
げ応力（よ、周辺近傍域の変形という形ではより弱く譲
れるにすぎない。そのため、これによる測定値の劣化力
を避けられる。

これに続く中間域では、測定円板の軸方向厚さを少し減
少させ、中心域では再び厚みを犬ぎくするが、測定円板
との機械連結接触には至らな（・ようにする。

中間域の厚みを偏心的な凹状部分によって減少させ、こ
の凹状部分に続いて軸方向厚みを環状周辺域に向って大
きくすることにより、特に有効に、わずかな製造コスト
で、本発明の提案による形状付与が行なわれる。この偏
心凹状部分は、旋削加工により形成され、製造コストは
低度である。

軸方向厚みの増大は、前記凹状部分から中心域まで至る
ことができる。これは、中心域が、６立てについての訝
題も充足するべき場合に特に有利である。これは測定円
板が同心的に円形の通し孔を有し、これらの通し孔にタ
イロッドが通され、中心域は特に空洞状になっている場
合である。タイロッドは、凹状域にある通し孔に、成る
ゆとりをもって導かれるため、たわみが測定円板に及ぶ
ことはない、、この場合は、測定円板を互に係列させる
目的から、その中心域同士を、可撓性の６立てリングに
よって連結する。

しかし予荷重は、複数のタイロッドだけでは達成されず
、物に測定円板を締め付ける両側の端部円板に作用する
単一の中心タイロッドによって達成される。この場合、
端部円板は、ねじナツトその他を収納するように形成さ
れる。製造時に全部の張力をねじナツトによってかける
ことのないように、端部ナツトを軽く油圧予負荷を加え
、このように締伺けた状態でナツトを締付ける。単一の
タイロッドを使用１−だ場合、タイロッドの両端を共に
軸受ビンとして形成できるという利点が得られる。

更に、このタイロッドによって測定円板も６立てするこ
とができるが、各々の円板にある取付は部分がタイロッ
ドに対し可撓性に保たれるようにすべきである。従って
円板の中心孔とタイロッドとの間に、例えば合成樹脂製
の可変形ブツシュを使用することができる。別の可能性
として、測定円板の開口の内側壁上に突起を形成するこ
とにより、タイロッドを点作用とすることもできる。こ
の点接触は、大きな力と共に行］）われ、弾性変形を受
けいれることを可能にする。

測定円板内に力信号発信器を配設したことにより、測定
円板を組立てて偏向測定ロールとした場合に軸方向に機
械的に弱い部分ができないようにするために、ドイツ公
開公報第２６３０４１０．９号に記載されているように
、測定円板を基本的に相互に対しずらせた位置とするこ
とも知られている。

このためには、好ましくは、次々と隣接する測定円板に
おいて、力信号発信器を、片寄せ角度が１８０°゛には
ならないように、互に対してほぼ直径上に位置させる。

作動中の別の時点として、帯状材料の温度が高温になっ
た時に、偏向測定ロールも、温度変化と無関係ではなく
なることが挙げられる。これにより惹起された偏向測定
ロールの伸びは、ロール内にある力信号発信器の予締付
けを変化させ、測定信号のドリフトを必然的に生じさせ
る。前記ドイツ公開公報１２６３０４１０．９号によっ
て既に提案されたように、圧電クリスタルを有する力信
号発信器においてのドリフト作用は、次々の力信号発信
器の上部及び下部の圧電クリスタルが互に逆の特性を有
することによって避けられる。この場合の力信号発信器
の順序は、幾何学的な隣接の順序ではなく、おそら（は
偏向測定ロールの回転時においての信号順序を表わして
いる。

測定円板をリングの形に形成し、これらのリングを偏心
的に固定ハブの回りに回転させることは、米国特許第３
９０２３６３号に示された偏向測定ロールによって知ら
れている。これらのリングはマントルを担持し、このマ
ントルはリングと同心的に配され、偏向されるべき帯状
材料の適合力を、固定ハブに連結された力信号発信器に
伝達する。測定値の劣化をもたらし得る被検帯状羽料の
位置の偏よりは、偏心によっ”〔平衡される。

〔実施例〕

次に本発明を図面に基づいて更に詳細に説明する。

第１図に図示した測定円板１８は、抑圧に用いられる環
状の周辺部１２を備えている。扇形部分１１は、第２図
にも示すように、端面が少し後退している。この扇形部
分１１内は、力信号発信器１０が配設されている。

周辺近傍域１６は、力信号発信器１０の近傍において、
測定円板１８の他の部分よりも径方向厚みが大きくなっ
ている。中間域１４は、この目的のために偏心的に凹状
領域となっているため、この中間域の軸方向の厚み１５
は少なくなっている。

中心域１６は再び軸方向厚みが大きくなっているが、周
辺域の軸向きのＪ９みほど大きくン工い。

測定円板１８には、偏心タイロッド２７が通されており
、これらのタイロッドは、測定円板１８の中間域１４に
形成した通し孔２８に、多少のゆとりをもって挿通され
ている。一部断面で示し気温３図には、これらのタイロ
ッド２７のうち１つがｉ示されている。タイロッド２７
は、異なった形状の端板２９に固着されること罠より、
測定円板１８釜体を締付ける。

第４図に示した実施例は、タイロッド１７を中心部に備
えた点のみにおいて、前述した実施例と相違している。

タイロッド１７は、測定円板１８の中心孔に通され、ね
じナツト１９を介し前面ディスク１９に当接している。

第４図には、偏向測定ロールの一側の構成のみが図示さ
れているが、その他側も同じ構成になっている。中心部
のタイロッド１７は、軸受ピン２１として延長してぃへ
コノタイロッド１７も、前述した挟まり部分により、公
立ての目的に同様に使用し、得る。この公立て作用は、
各々の測定円板１８を相互に対し整列させる公立”〔リ
ング２２を＃！３、図に示大ように用いること忙よって
も得られる。しかしこの場合は、公立てリング２２は、
伝動を遮断するものとしなければならないため、軟質材
料例えば合成樹脂製とする必要がある。

測定信号発信器１０は、第５図に概略的に示したように
圧電クリスタル２４として、前述したよ５に形成される
。圧電クリスタル２４は、上部クリスタル円板２５．２
５′及び下部り、リスタル円板２６．２６′から成って
いる。上半分の図において、クリスタル円板２５．２６
は、垂直方向の圧力負荷において正特性が得られるよう
に配設される。それに反し、第５図の下半分では、この
場合に負特性が得られるようにクリスタル円板２５′、
２６′が配設される。この構成は、前述したように、回
転において次々に続く力信号発信器についてなされてい
る。そのためドリフトによる測定誤差が避けられるっ　
ドリフトにより所定電圧を超過した際に測定増幅器の電
子素子によって力信号発生器の信号な零リセットするこ
とも、それ自体としては可能であるーしかしこれは、零
リセットが実在しない測定状態を誤認させることから、
少くとも当該回転において得た測定値は捨てるべきこと
を意味している。その有効域が好ましくは部分的Ｖｒ−
正なつている正特性曲線と負特性曲線とを備えた力信号
発信器を交互に配置することによって、測定信号Ｕのド
リフトじよう乱を除くことができる。第６図にはこの挙
動が概略的に図示されている。第６図の上部には、最初
の角度である０°　と％回転（１８０°）との間の偏向
測定ロールの展開が垂直方向に図示されている。この場
合には、正特性Ｐをもった力信号発信器と、負特性Ｎを
もった力信号発信器とが交互に続いている。この展開の
過程において、第６図の中央部に振幅値として示した個
別の信号の推移が得られる。じよう乱性ドリフトは笛６
図の中央部にも、回転が続けられるにつれて増大する零
線からの横軸位置の偏よりとして図示されている。その
ため、備よりの増大に伴なって、測定信号は高すぎる値
を示すであろう。しかしこの例による並列回路の場合、
第６図の中央部に示した個別信号の代りに、第６図の下
部に示した単一の信号の償移が得られる。この場合、振
幅値’ｊｌ　、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４　は、もはやドリフト
の影響を受けない。これらの信号の部分的な重なりは、
重なり域においてなされた加え合せによって信号の変化
の傾斜を重なり域外においてよりも急峻にするに過ぎな
い。これによって、実際の負荷の場合に対応する加え合
せ信号が、信号損失なしに得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、偏向測定ロールを用いて可撓性
帯板の幅方向の張力分布を測定する装置であり、偏向測
定ロールは、タイロッドにより端面円板に強く締付けて
互に固定した個別の測定円板から成っている。従来の偏
向測定ロールは、中心域と中間域とが支持機能を実行し
、軸方向力を受けない周辺域が力信号発生器を介して偏
向力を測定するようにした円板により構成され、わずか
な支持中核横断面はロールの曲げを許容し、慣性モーメ
ントは、質量分布に対応して、非常に大きくなる。この
難点を避けると共に、精度要求のために増大する製造コ
ストを低減させるためＩｃ、本発明によれば、測定円板
は、力信号発生器を受けいれる壊５に後退させた扇形部
分まで閉ざされた環状周辺部をもつように形成され、こ
れらの環状周辺部は、測定円板相互の押圧力のみを自損
する。

これにより、周辺域を軸方向から自由な状態に保つとい
う原則が基本的に設定される。そのため本発明による偏
向測定ロールでは、従来の偏向測定ロールの場合と同じ
程度の曲げを生じさせるおそれなしに、全体としてより
正確に、少ない慣性モーメントをもって形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る測定円板の正面図、第２
図はそのＩＩ　−ｎ線矢視縦断面図、第６図は偏向測定
ロールとして第１図の測定円板を複数個重ね合せた状態
を示す一部断面側面図、第４図は変更された測定円板を
備えた偏向測定ロールを示す一部断面側面図、第５図は
正特性及び負特性のクリスタル円板を有する力信号発生
器の概略の配列を示す模式図、第６図は本発明によるド
リフト補償を示す線図である。 符号の説明 １０・・・力信号発信器、１１・・・扇形部分、１２・
・・環状周辺部、１６・・・周辺近傍部、１４・・・中
ｒ□域、１８・・・測定円板、１７，２７・・・タイロ
ッド。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第１頁の続き ＠発明者　ゲルト・ミュツケ ＠発明者　エバーハルト・ノイシ ュツツ ０発　明　者　へルムート・ティース ドイツ連邦共和国、４０１Ｏヒルデン、ヘルダー・シュ
トラーセ　１１４ ドイツ連邦共和国、４０３０　ラテインゲン、ハインリ
ツヒ・ヘルツ・シュトラーセ　２８ ドイツ連邦共和国、４０４４　カールスト、ウアグナー
・シュトラーセ　１７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）長手方向に移動する可撓性の帯状材料、特に冷延
   鋼板の幅方向張力分布を測定する測定装置であって、並
   置状に支承され、張力のもとに偏向される該帯状材料会
   で駆動され、互に対し相対的叔よじられ得ない位置に保
   たれ且つ互に対し押付けられた複数の円板の形の区分か
   ら成る偏向測定ロールから成り、該測定円板のうちの少
   くともいくつかは、それに強くはめこまれた力信号発生
   器を有し、タイロッドを介して端部円板に相互に締付け
   られているものにおいて、 力信号発生器（ＩＯを受けいれるように凹状とした扇形
   部分αめまでもが閉ざされた環状周辺部０埠をもつよう
   に測定円板ａ峰が形成され、該環状周辺部は、測定円板
   ０句を相互に押１〜つけることの４を担うことを特徴と
   する張力分布測定装置。 （２）周辺近傍域ａ３が測定信号発生器α０の近傍にお
   いて他の部分よりも大きな質量をもち、また環状周辺部
   は同心的形状をもつようになされたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の測定装置（３）測定円板α時
   がその中間域α→に減少した厚みα時を有し、中心域α
   Ｑは接触しない程度に大きな厚みを有するようになされ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の測定装置。 （４）中間域Ｑ４の厚みが両側の偏心凹状部分によって
   減少され、これらの凹状部分に続いて軸向き厚みα時が
   環状周辺部（６）まで増大されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２坦又は第６項記載の測定装置。 （５）軸方向厚みを中心域Ｈの方にもより大きくしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項又（ま第６項記載
   の測定装置。 （６）締付けを形成するための単一の中心部のタイロッ
   ドＣ１７）が使用され、タイロッドθカは、ねじナツト
   αゆその他な当接させるための端部円板−に支持されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいず
   れか１項記載の測定装置。 （７）タイロッド（１７）を偏向測定ロールの軸受ピン
   （ハ）としても形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第６項記載の測定装置。 （８）タイロッド刊のが測定円板α→を通り抜けてこれ
   らを心立てし、該タイロッドｏｎを、６１１ｊ定円板α
   樽内に配置された中心部の取付は部分に対して撓むよう
   に保持したことを特徴とする特許請求の範囲第６項又は
   第７項記載の測定装置。 （９）測定円板（ハ）の中心開口に）とタイロッドα力
   との間にＯＪ’−ｉ＜形ブツシュ（Ｊηを配設したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の測定装置。 恨Ｃ）タイロッド（１７）と測定円板（Ｊ樽との間の接
   触を点接触とし、そのために測定円板α→の開口の内側
   壁に複数の欠部馨形成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第８項記載の測定装置。 αや測置円板０呻の中心域αＱを可撓性の心立てリング
   によって互に結合し、測定円板α榎を互に対し整列させ
   たことを特徴とする特許請求の範囲Ｍ１〜１０項のいず
   れか１項記載の測定装置。 クリ測定円板部を並置させる場合において力信号発生器
   α１がほぼ直径上に対向するように、しかし１８０°の
   片寄せ角にはならないように、偏向測定ロールの各々の
   測定円板を径方向に互に対し片寄せたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜１１項のいずれか１項記載の測定
   装置、 （２）圧電クリスタル（ハ）及びその並列接続をもって
   力信号発生器を形成した場合に、随接の力信号発信器が
   順に互に逆の電気的特性をもつように、該力信号発信器
   の上部及び１部のクリスタル円版（２５，２５′、２６
   ．２６′）を父互に入れかえ状に配置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜１２項のいずれか１項記載の
   測定装置。