DE2819951A1 - DEVICE FOR VOLTAGE MEASUREMENT - Google Patents

DEVICE FOR VOLTAGE MEASUREMENT

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    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
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Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsmeßeinrichtung zur Messung der Spannung in einer laufenden Länge eines länglichen Materials, wie etwa eines ein Walzwerk verlassenden Metairbandes.The invention relates to a tension measuring device for measuring the tension in a running length an elongated material such as a metair strip exiting a rolling mill.

Es wurde schon eine Anzahl von Spannungsmeßeinrichtungen vorgeschlagen. Im allgemeinen "besteht eine solche Einrichtung aus einer Walze, über die das laufende Material läuft und durch die das Material aus der normalen Walzbahn abgelenkt wird. Sie Spannung in dem Band übt auf die Walze dann eine Kraft aus, und durch Messung der Kraft, der die Walze ausgesetzt ist, kann die Spannung bestimmt werden. Es wurde auch vorgeschlagen, das Spannungsprofil quer über die Breite des laufenden Materials in der Weise zu messen, daß man eine Reihe von auf einem gemeinsamen Trägerstab gelagerten Rollen vorsieht und die Kräfte misst, denen die verschiedenen Rollen ausgesetzt sind.A number of tension measuring devices have been proposed. Generally "there is one such a device consists of a roller over which the running material runs and through which the material comes out of the normal rolling track is deflected. The tension in the belt then exerts a force on the roller, and through Measuring the force to which the roller is subjected, the tension can be determined. It has also been suggested measure the tension profile across the width of the running material in such a way that one Provides a series of rollers mounted on a common support rod and measures the forces to which the are exposed to different roles.

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf die Schaffung einer Spannungsmeßeinrichtung für eine laufende Länge eines länglichen Materials, die verhältnismäßig einfach und billig ist.The present invention is directed to providing a tension measuring device for a running Length of elongated material that is relatively simple and inexpensive.

Die vorliegende Erfindung besteht einerseits in einer Vorrichtung zur Spannungsmessung in einer laufen-The present invention consists on the one hand in a device for voltage measurement in a running

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den Länge eines länglichen Materials und ist gekennzeichnet durch einen auf einem Trägerstab durch ein Kugeloder Rollenlager gelagerten Ring und eine auf dem Trägerstab gehalterte Meßeinrichtung, welche die von dem länglichen Material durch den Ring und das Lager auf den Trägerstab ausgeübte Kraft feststellt.the length of an elongated material and is characterized by a ball or on a support rod Roller bearing mounted ring and a mounted on the support rod measuring device, which of the elongated Material detects force exerted on the support rod by the ring and the bearing.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der innere Laufring des Lagers auf dem Trägerstab durch ein Paar biegsame, überstehende Träger gelagert, von denen wenigstens einer die Meßeinrichtung in Form einer oder mehrerer Belastungsmesser trägt. Der Trägerstab hat nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.segmentförmigen Querschnitt und trägt einen radial verlaufenden Stützzapfen, der die Meßeinrichtung in Form einer oder mehrerer Belastungsmesser trägt, wobei der innere Laufring des Lagers mit dem Trägerstab und dem Ende des Stützzapfens in Berührung ist.According to one embodiment of the invention, the inner race of the bearing is on the support rod by a A pair of flexible, protruding supports are mounted, at least one of which is the measuring device in the form of one or more Load meter carries. According to another embodiment of the invention, the support rod is segment-shaped Cross-section and carries a radially extending support pin, which the measuring device in the form of an or several strain gauges carries, the inner race of the bearing with the support rod and the end of the Support pin is in contact.

Wenn die Spannung in einem länglichen Material an einer Anzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Zonen gemessen werden soll, die nebeneinander quer über die Breite des Materials auf Abstand voneinander gehalten sind, können hierzu mehrere auf einem gemeinsamen Trägerstab gehalterte Spannungsmeßeinrichtungen dienen. So kann der Trägerstab eine Reihe solcher quer über die BreiteWhen there is tension in an elongated material at a number of longitudinally extending zones to be measured, which are held next to each other across the width of the material at a distance from each other several voltage measuring devices held on a common support rod can be used for this purpose. So can the support rod a number of such across the width

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des Langmaterials angeordneter Meßeinrichtungen tragen, Tim das Spanmingsprofil des Bandes quer zu seiner Länge zu "bestimmen. In diesem letzteren Fall können die von den Spannungsmeßeinriclitungen erzeugten 8pannungssignale dazu dienen, die "Gestalt" des Langmaterials anzuzeigen und/oder Einrichtungen zur Veränderung der "Gestalt" des Materials zu steuern, um so Schwankungen der Dicke des Materials quer zu seiner Breite zu verringern.of the long material of arranged measuring devices, Tim the Spanming profile of the strip across its length In this latter case, the voltage signals generated by the voltage measuring devices serve to display the "shape" of the long material and / or facilities for changing the "shape" of the Control material so as to vary the thickness of the Material across its width.

Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung von "beispielhaften erfindungsgemäßen Spannungsmeßeinrichtungen leichter verständlich, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigenThe invention will become apparent from the following description of "exemplary tension measuring devices according to the invention easier to understand, reference is made to the drawing. Show it

Figur 1 eine schematische Spannungsmeßeinrichtung für Bandmaterial, dessen Spannung gemessen werden soll;FIG. 1 shows a schematic tension measuring device for strip material, the tension of which is to be measured;

Figur 2 eine Seitenansicht einer Spannungsprofil-Bestimmungseinrichtung ;FIG. 2 shows a side view of a voltage profile determination device ;

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 1, wobei nur der Trägerstab gezeigt ist;Figure 3 shows a section along the line III-III of Figure 1, only the support rod is shown;

Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Figur 3;FIG. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3;

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Figur 5 eine Darstellung ähnlich wie in Figur 3, die jedoch eine geänderte Ausführungsform zeigt;Figure 5 is a representation similar to Figure 3, which, however, shows a modified embodiment;

Figur 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Figur 5;FIG. 6 shows a section along the line VI-VI of FIG. 5;

Figur 7 einen senkrechten Schnitt einer zweiten Ausführungsfonn einer Spannungsprofil-Bestimmungseinrichtung; FIG. 7 shows a vertical section of a second embodiment of a voltage profile determination device;

Figur 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Figur 7» undFIG. 8 shows a section along the line VIII-VIII in FIGS

Figur 9 eine perspektivische Ansicht des Trägerstabes der Vorrichtung nach den Figuren 7 und 8.FIG. 9 is a perspective view of the support rod of the device according to FIGS. 7 and 8.

Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Anordnung trägt ein an beiden Enden gelagerter Trägerstab 12 eine Eeihe einzelner Spannungsmeßeinrichtungen 13. Jede von ihnen besteht aus einem äußeren Ring 14- (Figur 1), der auf dem Trägerstab 12 durch ein rollendes Element drehbar gelagert ist, zweckmäßigerweise durch ein Kugeloder Rollenlager, das aus einem inneren Laufring 15 und einer Reihe von Kugeln 16 zwischen dem äußeren Ring 14 und dem inneren Laufring 15 besteht.In the arrangement shown in FIGS. 1 and 2, a support rod 12 supported at both ends carries a series of individual tension measuring devices 13. Each of them consists of an outer ring 14- (Figure 1), which is rotatably mounted on the support rod 12 by a rolling element, expediently by a ball or Roller bearing consisting of an inner race 15 and a series of balls 16 between the outer ring 14 and the inner race 15 is made.

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Der Trägerstab 12 ist über den die Singe 14 aufnehmenden Teil seiner Länge ausgeschnitten, so daß er einen halbkreisförmigen Querschnitt hat, wie in Figur 4 bei 12A angegeben ist. Eine Seihe von Belastungselementen 17 mit umgekehrtem !-Querschnitt ist durch Schrauben, wie z.B. die bei 18 gezeigten Schrauben an die flache Seite des ausgeschnittenen Teils des Trägerstabes 12 angeschraubt. An dem sich radial erstreckenden Stützzapfen eines Jeden Belastungselements ist wenigstens ein Belastungsmesser angebracht. Jedes der rollenden Elemente ist auf dem Trägerstab gelagert, so daß der innere Laufring 15 auf der halbkreisförmigen Seite des Trägerstabes aufsitzt und mit dem äußeren Ende des Stützzapfens eines der Belastungselemente 17 in Eingriff ist, wie aus Figur 1 ersehen werden kann.The support rod 12 is above the singe 14 receiving Cut out part of its length so that it has a semicircular cross-section, as in Figure 4 is indicated at 12A. A row of loading elements 17 with the reverse! Cross-section is secured by screws, such as the screws shown at 18 to the flat side of the cut-out portion of the support rod 12 screwed on. On the radially extending support pin of each loading element is at least one Load meter attached. Each of the rolling elements is mounted on the support rod, so that the inner Race ring 15 rests on the semicircular side of the support rod and with the outer end of the support pin one of the loading elements 17 is in engagement, as can be seen from FIG.

Die Profil-Bestimmungseinrichtung ist so angebracht, daß die Ringe 14 mit der Oberfläche des Bandes S (Figur 1) in Eingriff sind und die Achse des Trägerstabes 12 rechte Winkel mit der Bandlänge bildet. Die Profil-Bestimmungseinrichtung bewirkt eine Ablenkung des Bandes S aus seiner geraden Valzbahn zwischen den beiden Fuhrungewalzen 20, so daß die Zugspannungen in dem Band als abwärts gerichtete Kräfte auf die Hinge 14 einwirken. Schließlich ist der Trägerstab so angeordnet, daß die aufrechten Stützzapfen der Belastungselemente 17 unterThe profile determining device is mounted so that the rings 14 with the surface of the belt S (Figure 1) are engaged and the axis of the support rod 12 forms right angles with the length of the tape. The profile determination device causes the strip S to be deflected from its straight rolling path between the two guide rollers 20 so that the tensile stresses in the band act as downward forces on the hinge 14. Finally, the support rod is arranged so that the upright support pins of the loading elements 17 below

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rechten Winkeln auf die gerade Walzbahn gerichtet sind.right angles are directed to the straight rolling track.

Auf den Ring 14· jeder Spannungsbestimmungseinrichtung wirkt eine Kraft, die proportional der Spannung des Bandes an der Bandstelle ist, die mit dem Ring in Berührung ist. Diese Kraft führt zu einer Druckbelastung auf dem entsprechenden Belastungselement 17» und die resultierende Beanspruchung des Belastungselements bewirkt, daß die Belastungsmesser die Spannung anzeigen. Wie in Figur 3 gezeigt, können die Leitungen zu und von den Belastungsmessern der verschiedenen Spannungsmeßeinrichtungen an einem Ende des TrägerStabes 12 durch einen Kanal 21 zu dem Bestimmungsgerät geführt werden.On the ring 14 of each voltage determining device acts a force that is proportional to the tension of the belt at the point of the belt that is in contact with the ring is. This force leads to a pressure load on the corresponding loading element 17 »and the resulting Stress on the loading element causes the strain gauges to display the stress. As in As shown in Figure 3, the lines to and from the strain gauges of the various voltage measuring devices at one end of the support rod 12 through a channel 21 to the destination device.

Bei der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausführungsform bilden die Belastungselemente 17 einen integralen Teil des Trägerstabes, wobei die Belastungsmesser wie vorher an den Seitenflächen 22 der Stützzapfen der so gebildeten Belastungselemente angebracht sind.In the embodiment shown in FIGS the loading elements 17 form an integral part of the support rod, the strain gauges as previously on the side surfaces 22 of the support pins of the loading elements thus formed are attached.

Die in den Figuren 7 bis 9 gezeigte Spannungsprofil-Bestimmungseinrichtung ist im allgemeinen der Einrichtung der Figuren 1 bis 4- ähnlich, unterscheidet sich aber in der Konstruktion des Trägerstabes und der Belastungselemente. Wie am besten aus Figur 9 ersichtlichThe stress profile determining device shown in Figures 7 to 9 is generally similar to the device of Figures 1 to 4-, but differs in the construction of the support rod and the loading elements. As can best be seen from FIG

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ist, hat der Trägerstab die Form einer Stange mit einem rechteckigen Querschnitt in dem die Lager tragenden Bereich. Der Trägerstab trägt an seiner Unterseite für Jeden Ring 14 einen vorgekragten Träger in Form einer Stahlblattfeder 24 und auf seiner anderen Seite ein Belastungselement in Form eines vorgekragten Trägers 25» der ein Belastungsmesser 26 trägt. Jedes Lager ist auf dem Trägerstab 23 angebracht, wobei die Kanten einer der Federn 24 und die eines entsprechenden Belastungselements 25»26 mit dem inneren Laufring 15 in Eingriff sind. Der innere Laufring 15 ist durch zwischen dem Trägerstab und dem inneren Laufring eingesetzte Kugeln symmetrisch und fest zu dem Trägerstab angeordnet. In Figur 8 sind zwei solche Kugeln gezeigt, eine auf jeder Seite des Trägerstabs 23. Gewünschtenfalls kann die Anzahl der Kugeln vergrößert werden.the support rod is in the form of a rod with a rectangular cross-section in the area supporting the bearings. The support rod carries on its underside for each ring 14 a cantilevered support in the form of a Steel leaf spring 24 and on its other side a loading element in the form of a cantilevered beam 25 » which carries a strain gauge 26. Each bearing is mounted on the support rod 23, the edges of one of the springs 24 and that of a corresponding loading element 25 »26 with the inner race 15 in engagement are. The inner race 15 is formed by balls inserted between the support rod and the inner race arranged symmetrically and firmly to the support rod. In Figure 8, two such balls are shown, one on each Side of the support rod 23. If desired, the number of the balls are enlarged.

Wenn die Ringe 14 mit ihren Lagern auf dem Trägerstab 23 angeordnet sind, sind die Federn 24 schwach gebogen, wie in Figur 8 gezeigt ist, wodurch dem inneren Lager eine Abwärts-Vorspannung erteilt und sichergestellt wird, daß jeder Laufring mit den Kanten des entsprechenden Trägers 25 in Berührung ist.When the rings 14 are arranged with their bearings on the support rod 23, the springs 24 are weak bent as shown in Figure 8, thereby imparting and securing a downward bias to the inner bearing will that each race with the edges of the corresponding one Carrier 25 is in contact.

Die Profil-Bestimmungseinrichtung der Figuren 7 bis 9 ist so angeordnet, daß die Ringe 14 in der an HandThe profile determining device of Figures 7 to 9 is arranged so that the rings 14 in the hand

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von Figur 1 "beschriebenen Weise mit dem Band in Berührung sind und die längeren Seiten des Trägerstabes 23 rechte Winkel mit der direkten Bahn zwischen den Walzen 20 bilden. Die auf die Ringe 14· einwirkenden Spannungen in dem Band S werden über die Lager auf die verschiedenen Belastungselemente 25»26 übertragen. Die resultierenden Biegungen der Belastungselemente erzeugen von den Belastungsmessern ausgehende, Spannung repräsentierende Signale.of Figure 1 "in the manner described in contact with the tape and the longer sides of the support bar 23 form right angles with the direct path between the rollers 20. The stresses acting on the rings 14 in the Band S are transferred to the various loading elements 25 »26 via the bearings. The resulting Bends in the loading elements generate stresses emanating from the strain gauges Signals.

Die Signale von den verschiedenen Belastungsmessern der Belastungselemente 17 oder 25,26 können auf ein Anzeigegerät gegeben werden, das die Veränderungen der Spannung längs der Bandbreite und somit die "Gestalt" des Bandes zeigt. Alternativ oder zusätzlich können die Belastungsmeßsignale auf Einrichtungen gegeben werden, die in bekannter Weise die Gestalt des gewalzten Bandes ändern. Diese Einrichtungen können aus Mitteln zur wahlweisen Veränderung des Profils der Walzen des das Band walzenden Walzwerks oder zur wahlweisen Kühlung des Bandes bestehen. Die Mittel zur Einwirkung auf die Gestalt können in einem geschlossenen Regelsystem mit der Profil-Bestimmungseinrichtung zusammenwirken, um die Spannung und demzufolge die Dicke quer über die Breites des Bandes im wesentlichen konstant zu halten.The signals from the various load meters of the load elements 17 or 25, 26 can be displayed on a display device given that the changes in voltage along the bandwidth and thus the "shape" of the tape shows. Alternatively or additionally, the load measurement signals can be sent to devices which change the shape of the rolled strip in a known manner. These facilities can be made up of funds to choose from Change of the profile of the rolls of the rolling mill rolling the strip or for optional cooling of the strip exist. The means for influencing the shape can be in a closed control system with the profile determination device cooperate to provide tension and, consequently, thickness across the width of the belt to hold essentially constant.

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Claims (8)

hnathnat PATENTANWALTPATENT ADVOCATE 5202 Heiinef 1 Bröl, Hauptstraße 46 Telefon 0 22 42/54 785202 Heiinef 1 Bröl, Hauptstrasse 46 Telephone 0 22 42/54 78 Davy-Loewy Limited
Sheffield, EnglandDavy-Loewy Limited
Sheffield, England Vorrichtung zur SpannungsmessungDevice for voltage measurement PatentansprücheClaims \ iy Vorrichtung zur Messung der Spannung in einem laufenden Längsstück eines länglichen Materials, gekennzeichnet durch einen auf einem Trägerstab (12;23) durch ein Kugel- oder Rollenlager (15»16) gelagerten Ring (14) und eine auf dem Trägerstab (12;23) gehalterte Meßeinrichtung, welche die von dem länglichen Material (S) über den Ring (14) und das Lager (15»16) auf den Trägerstab (12;23) ausgeübte Kraft feststellt. \ iy Device for measuring the tension in a running length of elongated material, characterized by a ring (14) mounted on a support rod (12; 23) by a ball or roller bearing (15 »16) and a ring (14) mounted on the support rod (12; 23) mounted measuring device which determines the force exerted by the elongated material (S) via the ring (14) and the bearing (15 »16) on the support rod (12; 23). 2. Vorrichtung zur Messung der Spannung an mehreren getrennten, sich in Längsrichtung erstreckenden Zonen, die nebeneinander quer über die Breite einer laufenden Länge eines länglichen Materials mit Abstand voneinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch mehrere nebeneinander angeordnete Ringe (14), von denen jeder durch ein Kugel- oder Rollenlager (15»16) auf einem Trä-2. Device for measuring the tension on several separate, longitudinally extending Zones spaced next to each other across the width of a running length of elongated material are arranged from each other, characterized by a plurality of juxtaposed rings (14), each of which by a ball or roller bearing (15 »16) on a carrier 3098 k B /1067 ORIGINAL INSPECTED3098 k B / 1067 ORIGINAL INSPECTED gerstab (12;23) gelagert ist, und getrennte, auf dem Trägerstab (12;23) befindliche Meßeinrichtungen für jeden Ring(i4), welche die von dem länglichen Material (S) auf den Trägerstab (12;23) über ihren zugehörigen Ring (14) und ihr Lager (15,16) ausgeübte Kraft feststellen.rod (12; 23) is mounted, and separate, on the Support rod (12; 23) located measuring devices for each Ring (i4), which is made of the elongated material (S) determine the force exerted on the support rod (12; 23) via its associated ring (14) and its bearing (15, 16). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Trägerstabes (12) für den bzw. jeden Ring (14) mit einem sich radial erstreckenden Stützzapfen verseilen ist, der einen inneren Laufring (15) des Lagers (15,16) abstützt und so durch die von dem länglichen Material (S) auf ihn ausgeübte Beanspruchung gepresst wird, und die Belastungsmeßeinrichtung aus dem Stützzapfen und wenigstens einem an diesem angebrachten Belastungsraesser besteht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section of the support rod (12) for the or each ring (14) with a radially extending Is stranding support pin, which supports an inner race (15) of the bearing (15,16) and so through the stress exerted on it by the elongate material (S), and the load measuring device consists of the support pin and at least one load grid attached to it. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützzapfen ein von dem Trägerstab (12) getrenntes Teil ist und an einem einen segmentförmigen Querschnitt aufweisenden Teil (12A) des Stabes (12) angebracht ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the support pin is a separate part from the support rod (12) and is segment-shaped on one Cross-section having part (12A) of the rod (12) is attached. 5· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Stützzapfen ein integraler Teil des Trägerstabes (12) ist und sich von einem einen segmentförmigen Quersclinitt aufweisenden Teil des Stabes (12)5 · Device according to claim 3 »characterized in that the support pin is an integral part of the The support rod (12) is and extends from a segment-shaped transverse line having part of the rod (12) 309845/1067309845/1067 radial nach außen erstreckt.extends radially outward. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den "bzw. für jeden Hing (14) auf dem Trägerstab (23) ein innerer Laufring (15) des Kugel- oder Rollenlagers (15516) durch ein Paar biegsame, überstehende Träger (24,25) gehaltert ist, die sich quer zur Längsachse des Trägerstabes (23) erstrecken und von denen wenigstens einer (25) einer. Belastungsmesser (26) trägt.6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that for the "or for each Hing (14) on the support rod (23) an inner race (15) of the ball or roller bearing (15 5 16) by a pair of flexible , protruding supports (24, 25) are held, which extend transversely to the longitudinal axis of the support rod (23) and of which at least one (25) carries a strain gauge (26). 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Träger (24) in Form einer Blattfeder ausgebildet ist und der andere ein biegsamer Träger (25) ist, auf dem der Belastungsmesser (26) angebracht ist.7. Device according to claim 6, characterized in that that one of the carriers (24) is designed in the form of a leaf spring and the other is a flexible carrier (25) on which the strain gauge (26) is attached. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Ring (14) den äußeren Laufring eines Kugel- oder Rollenlagers (14,15,16) bildet.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the or each ring (14) forms the outer race of a ball or roller bearing (14,15,16).
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