DE3603187C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Eine aus der DE-PS 33 36 727 bekannte Vorrichtung dieser Art enthält einen Meßring mit zwei zu­ einander parallelen Doppelbiegebalken, an denen sich die unter der Krafteinwirkung auftretenden Spannungen und Spannungsänderungen sehr genau abgreifen lassen. Störeinflüsse, wie Axialkräfte, Vibra­ tionen und dgl. haben auf die Meßgenauigkeit keinen Einfluß. Je­ doch ist der Meßbereich der bekannten Vorrichtung begrenzt, so daß die Vorrichtung nicht zur Überwachung aller gefahrenen Bahnquali­ täten brauchbar ist, sondern ggfs. der Meßring gegen einen Meßring mit einem anderen Meßbereich auszutauschen ist.The invention relates to a device in the generic term of Specified claim 1 Art. One from DE-PS 33 36 727th known device of this type contains a measuring ring with two mutually parallel double bending beams, on which the under the The effects of stresses and changes in stress get picked up very precisely. Interferences, such as axial forces, vibra tions and the like have no influence on the measuring accuracy. Each however, the measuring range of the known device is limited, so that the device is not used to monitor all train quality is usable, but if necessary. The measuring ring against a measuring ring is to be exchanged with another measuring range.

Es ist zwar aus der Praxis eine Vorrichtung einer anderen Art be­ kannt, bei der zur Ermittlung der Zugkräfte in der laufenden Bahn ein Biegestab zwischen dem Walzenlager und dem Stützlager vorge­ sehen ist, in dessen Längsrichtung zwei Biegezonen in Reihe hin­ tereinander geschaltet sind. Es wird auf diese Weise zwar ein größerer Meßbereich erzielt, jedoch ist die erzielbare Meßgenauigkeit unbefriedigend und auch der Platzbedarf für die Unterbringung des verhältnismäßig langen Biegestabes. Die Genauigkeit der Meßergeb­ nisse ist deshalb fraglich, weil Spannungen in verschiedenen Ebenen ermittelt werden müssen.In practice, it is a device of a different type knows, to determine the tensile forces in the running web a bending rod between the roller bearing and the support bearing is featured can be seen in the longitudinal direction of two bending zones in series are connected in series. That way it gets a Larger measuring range achieved, but the achievable measuring accuracy unsatisfactory and also the space required to accommodate the relatively long bending rod. The accuracy of the measurement results nisse is questionable because tensions at different levels must be determined.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die bei Anordnung in gleicher Ebene trotz eines geringen Platzbedarfes in der Lage ist, die Zug­ spannungen in extrem reißempfindlichen und in hochreißfesten Bah­ nen gleichermaßen zu überwachen, d. h. deren Meßbereich so groß ist, daß er die in der Praxis auftretenden Zugkraftwerte nicht nur auszuhalten vermag, sondern auch ihren Werten entsprechende Meß­ werte wiedergibt.The invention has for its object a device gangs mentioned to create the same arrangement Level is able to train despite a small footprint tensions in extremely tear-sensitive and highly tear-resistant Bah equally monitor, d. H. whose measuring range is so large is that he does not just consider the tensile force values that occur in practice able to endure, but also measurement corresponding to their values values.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the in the characterizing nenden part of claim 1 specified features solved.

Bei dieser Ausbildung arbeiten die Doppelbiegebalken beider Meßringe in derselben Ebene, nämlich der Ebene der Krafteinwirkung. Da die Doppelbiegebalken der beiden Meßringe in Reihe geschaltet sind, läßt sich mit einfachen Mitteln sicherstellen, daß der engere Meßbe­ reich des einen Meßringes praktisch übergangslos in den breiten Meßbereich des anderen Meßringes übergeht, so daß ein insgesamter Meßbereich entsteht, der dem zehn- bis zwanzigfachen des Meßberei­ ches der bekannten Lösung entspricht. Trotzdem ist sichergestellt, daß die Meßgenauigkeit über den gesamten Meßbereich gleich zufrie­ denstellend ist wie bei der bekannten Lösung. Besonders wichtig ist, daß aufgrund der koaxialen Ineinandersetzung der beiden Meß­ ringe die Vorrichtung außerordentlich wenig Platz beansprucht, so daß auch bereits betriebene Vorrichtungen in Bahnführungsanlagen einfach umgerüstet werden können. Der Platz, der für die Anbrin­ gung des Stützlagers vorgesehen ist und der Abstand, den die Walze von dem das Stützlager tragenden Rahmen hat, reicht in der Regel aus, auch die Vorrichtung mit den zwei ineinandergesetzten Meßrin­ gen unterzubringen.With this training, the double bending beams of both measuring rings work  in the same level, namely the level of force. Since the Double bending beams of the two measuring rings are connected in series, can be ensured with simple means that the closer Meßbe range of one measuring ring practically seamless in the broad Measuring range of the other measuring ring passes, so that a total Measuring range arises, which is ten to twenty times the measuring range ches the known solution. Nevertheless, it is ensured that the measuring accuracy over the entire measuring range was satisfied is the same as for the known solution. Particularly important is that due to the coaxial interaction of the two measuring rings the device takes up extremely little space, so that already operated devices in web guiding systems can be easily converted. The place for the Anbrin supply of the support bearing is provided and the distance that the roller of which has the support bearing frame is usually sufficient from, also the device with the two nested measuring ring gene to accommodate.

Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform von Anspruch 2, weil damit ein so großer Meßbereich entsteht, daß praktisch alle in der Praxis vorkommenden Bahnqualitäten mit ein- und derselben Vorrich­ tung überwacht werden können.The embodiment of claim 2 is also useful because so that such a large measuring range arises that practically everyone in the Practical train qualities with one and the same device device can be monitored.

Eine baulich einfache und wirkungsvolle Ausführungsform geht wei­ terhin aus Anspruch 3 hervor. Herstellungstechnisch ist diese Form der Meßringe günstig, weil mit einem durchgehenden Schlitz gleich­ zeitig die beiden Doppelbiegebalken jedes Meßringes gebildet werden. Trotzdem ist hinsichtlich der Wärmeverteilung im Meßring ein ge­ schlossener Ringkörper gegeben. Bei jeder Belastung werden beide Doppelbiegebalken gleich verformt, und zwar unabhängig davon, ob die in einer Ebene wirkende Kraft in der einen oder in der anderen Richtung wirkt.A structurally simple and effective embodiment is white terhin from claim 3. This form is production-technical the measuring rings cheap, because the same with a continuous slot the two double bending beams of each measuring ring are formed in time. Nevertheless, a ge with regard to the heat distribution in the measuring ring closed ring body given. With every load both Double bending beam deformed equally, regardless of whether the force acting in one plane in one or the other Direction works.

Eine weitere, besonders wichtige Maßnahme geht aus Anspruch 4 hervor. Das Zusammenarbeiten zwischen der Schulter und der Gegen­ schulter stellt eine genau vorherbestimmbare Begrenzung des Meßbe­ reiches jedes Meßrings dar. Sobald die Schulter an der Gegenschul­ ter anliegt, wird eine weitere Kraftsteigerung nicht mehr in die Doppelbiegebalken eingeleitet, sondern zwischen den hochbelastbaren Teilen des Meßringes und bis auf das Stützlager übertragbar. Das verringert die mechanische Belastung der Doppelbiegebalken bei un­ ter bestimmten Betriebszuständen nicht zu vermeidenden Überlasten. Bei der bekannten Lösung war keine definierte Überlastbegrenzung gegeben. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist hingegen, z. B. beim Meßring mit dem kleineren Meßbereich, genau der Punkt vorher­ bestimmbar, an dem die Doppelbiegebalken dieses Meßringes nicht mehr weiterverformt werden, sondern die Verformung nur mehr in den Doppelbiegebalken des Meßringes für den größeren Meßbereich auftritt.Another, particularly important measure results from claim 4 forth. The collaboration between the shoulder and the counter  shoulder represents a precisely predeterminable limit of the measurement each measuring ring. As soon as the shoulder at the counter school is a further increase in strength is no longer in the Double bending beam initiated, but between the heavy duty Parts of the measuring ring and transferable to the support bearing. The reduces the mechanical load on the double beam at un overloads that cannot be avoided under certain operating conditions. In the known solution there was no defined overload limitation given. In the training according to the invention, however, for. B. the measuring ring with the smaller measuring range, exactly the point before can be determined on which the double bending beam of this measuring ring is not more deformed, but the deformation only in the double bending beam of the measuring ring for the larger measuring range occurs.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform, bei der der Schlitz an beiden Enden der Doppelbiegebalken bogenförmig in Richtung zur Meßringmitte hin gekrümmt ist, geht aus Anspruch 5 hervor. In die­ sen besonders exponierten Bereichen entfalten die Schultern und Ge­ genschultern ihre überlastbegrenzende Wirkung optimal.Another advantageous embodiment in which the slot is on both ends of the double cantilever arch towards Measuring ring center is curved, is apparent from claim 5. In the his particularly exposed areas shoulders and shoulders shoulders optimally limit their overload-limiting effect.

Ein weiterer, wichtiger Gedanke geht aus Anspruch 6 hervor. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art war es unzweckmäßig, daß die Dehnungsmeßstreifen an den beiden Doppelbiegebalken in zu­ einander vertauschten Positionen angebracht waren, was den Nach­ teil mit sich brachte, daß wegen der unterschiedlichen Wärmeleit­ eigenschaften innerhalb des Meßrings an einem Ende eines Doppel­ biegebalkens andere Temperaturverhältnisse herrschten als am ande­ ren Ende desselben Doppelbiegebalkens, so daß die Dehnungsmeß­ streifen infolge ihrer vertauschten Anbrigungen unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt waren, was für die Meßwertabgabe eines Dehnungsmeßstreifens problematisch war. Bei der Ausbildung gemäß den Ansprüchen 6 und 7 sind die Dehnungsmeßstreifen jedoch an den hinsichtlich der Temperaturverhältnisse gleichen Enden beider Dop­ pelbiegebalken ihres Meßringes angeordnet, so daß dieser die Meß­ genauigkeit unter Umständen beeinträchtigende Nachteil vermieden, ist.Another important idea emerges from claim 6. At the known devices of this type, it was inappropriate that the strain gauges on the two double bending beams in too swapped positions were appropriate, which the night brought with it that because of the different thermal conductivity properties within the measuring ring at one end of a double other temperature conditions prevailed than in the other Ren end of the same double beam, so that the strain gauge streaked differently due to their reversed attachments Exposed to temperatures, which is the reason for the measured value Strain gauge was problematic. When training according to Claims 6 and 7, however, are the strain gauges in terms of temperature conditions, the same ends of both dop Pelbengebalken arranged their measuring ring, so that this the measuring  avoiding a disadvantage that might impair accuracy, is.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform geht weiterhin aus An­ spruch 8 hervor. Bei dem Meßring für den kleineren Meßbereich werden die Meßstege dünner ausgeführt, während beim für den größe­ ren Meßbereich bestimmten Meßring die Meßstege dicker ausgebildet werden. Dies hat zur Folge, daß bei dem Dehnungsmeßstreifen für den größeren Meßbereich die zu den Signalen führenden Relativbe­ wegungen kleiner sind.A particularly expedient embodiment continues from An say 8. With the measuring ring for the smaller measuring range the measuring bars are made thinner, while for the size Ren measuring range certain measuring ring, the measuring webs thicker will. As a result, the strain gauge for the larger measuring range the relative be leading to the signals movements are smaller.

Ein weiterer, zweckmäßiger Gedanke ist in Anspruch 9 enthalten. Mit dieser Anordnung ist die Lagesicherung der Meßringe im Stütz­ lager einfach. Jeder Meßring besitzt einen Festbereich und einen Losebereich, wobei die Fest- und Losebereiche beider Meßringe dank dieser Anordnung um 180° zueinander versetzt liegen.Another useful idea is included in claim 9. With this arrangement, the position of the measuring rings in the support warehouse easy. Each measuring ring has a fixed area and one Loose area, the fixed and loose areas of both measuring rings thanks to this arrangement are offset by 180 ° to each other.

Zweckmäßig ist ferner der Gedanke von Anspruch 10, weil bei glei­ cher Länge aller vorgesehenen Doppelbiegebalken deren Herstellung (Funkenerosion) mit Programmsteuerung oder mittels einer Schablone vereinfacht ist.The idea of claim 10 is also expedient because at the same time Cher length of all the double beams provided for their manufacture (Spark erosion) with program control or using a template is simplified.

Zweckmäßig ist auch der Gedanke von Anspruch 11. Die Dehnungs­ meßstreifen aller vorhandenen Doppelbiegebalken sind in Brücken­ schaltungen elektrisch miteinander verbunden, zweckmäßigerweise jeweils paarweise. Durch die Überlappung der biegesteifen Bereiche wird die Meßkennlinie stetig. Es entfällt ein sprunghafter Übergang zwischen den Meßbereichen, weil sich die Doppelbiegebalken für den größeren Meßbereich bereits verformen, wenn die Doppelbiegebalken des kleineren Meßbereiches sich ihrer Überlastgrenze nähern und umgekehrt.The idea of claim 11 is also expedient Measuring strips of all existing double bending beams are in bridges circuits electrically connected, conveniently in pairs. Due to the overlap of the rigid areas the measurement characteristic becomes steady. There is no sudden transition between the measuring ranges, because the double bending beam for the Already deform the larger measuring range if the double bending beams of the smaller measuring range approach their overload limit and vice versa.

Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsform von Anspruch 12, weil mit dieser Brückenschaltung sehr genaue Meßergebnisse mit herkömm­ lichen Dehnungsmeßstreifen und Schaltungselementen erzielt werden. The embodiment of claim 12 is also advantageous because with this bridge circuit very accurate measurement results with conventional union strain gauges and circuit elements can be achieved.  

Günstig ist schließlich auch die Ausführungsform von Anspruch 13, weil während des Transportes und der Installation der Vorrichtung durch die Transportsicherungen unzweckmäßige Belastungen von den Doppelbiegebalken ferngehalten werden.Finally, the embodiment of claim 13 is also favorable. because during transportation and installation of the device due to the transportation locks inappropriate loads from the Double bending beams are kept away.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend eine Ausführungsform der Erfindung beispielhaft erläutert.An embodiment of the Invention explained by way of example.

Eine Vorrichtung zur Linearkraftmessung, insbesondere zur Messung der Zugkraft in einer laufenden Bahn besteht aus einem kreisring­ förmigen Stützlager 2, das auf nicht dargestellte Weise auf einem Rahmen einer Bahnführungs- oder Bahnbearbeitungsanlage befestigt wird, sowie aus einem äußeren Meßring 3 und einem konzentrisch und koaxial darin eingesetzten inneren Meßring 4. Der Meßring 4 besitzt eine zentrische Bohrung 5, in die auf nicht dargestellte Wei­ se ein Lager einer Umlenkwalze eingesetzt wird, über die die Bahn mit teilweiser Umschlingung geführt wird. Da in der Bahn eine be­ stimmte Zugkraft herrscht, entsteht aus der Zugkraft eine in Rich­ tung eines Pfeiles F wirksame Kraft S ₁ + S ₂, die in der Bohrung 5 des inneren Ringes 4 spürbar ist und die durch die Vorrichtung 1 fortlaufend überprüft wird, um die in der Bahn herrschende Zug­ kraft zu ermitteln und anzuzeigen. Die Vorrichtung 1 wird bevorzugt so eingebaut, daß die Zugkräfte S ₁ und S ₂ zur Seite, in der Figur nach links und das Walzengewicht senkrecht dazu also nach unten gerichtet sind, damit das Eigengewicht sich aufhebt. Die gezeigte Figur wäre um 90° im Uhrzeigerlauf zu drehen.A device for linear force measurement, in particular for measuring the tensile force in a running web consists of an annular support bearing 2 , which is fastened in a manner not shown on a frame of a web guiding or web processing system, and an outer measuring ring 3 and a concentric and coaxial therein inner measuring ring 4 . The measuring ring 4 has a central bore 5 , in which a bearing of a deflecting roller is used in a manner not shown, via which the web is guided with a partial wrap. Since there is a certain tensile force in the web, the tensile force creates a force S ₁ + S ₂ effective in the direction of an arrow F , which is noticeable in the bore 5 of the inner ring 4 and which is continuously checked by the device 1 , to determine and display the force in the train. The device 1 is preferably installed in such a way that the tensile forces S ₁ and S _{2 are directed} to the side, to the left in the figure, and the roller weight is perpendicular to it, so that the dead weight is canceled out. The figure shown would have to be turned 90 ° clockwise.

Dieses Prinzip der Linearkraftmessung ist grundlegend bekannt. Die Zugkraft in der laufenden Bahn muß deshalb überwacht werden, weil bei Überschreiten eines für die Bahn zulässigen Zugkraftwertes die Bahnführungsanlage abgestellt oder korrigierend eingegriffen werden muß, damit ein Reißen oder Beschädigen der Bahn vermieden wird. Zweckmäßigerweise ist an beiden Seiten der Walze eine Vorrich­ tung 1 vorgesehen. In der Zeichnung kommt in gedachter Weise die Bahn z. B. von links unten, läuft oben über die nicht dargestellte Walze und dann von der Walze wieder nach rechts unten, so daß sie die Kraft F in der dargestellten Richtung auf die Walze ausübt.This principle of linear force measurement is fundamentally known. The tractive force in the running web must therefore be monitored because if a tractive force value that is permissible for the web is exceeded, the web guiding system must be switched off or corrected so that the web is not torn or damaged. Advantageously, a Vorrich device 1 is provided on both sides of the roller. In the drawing, the web comes in an imaginary manner. B. from bottom left, runs above the roller, not shown, and then from the roller back to the bottom right, so that it exerts the force F in the direction shown on the roller.

Im Stützlager 2 sind über den Umfang verteilte Bohrungen 6 vorge­ sehen, mit denen die Vorrichtung festlegbar ist. Ferner sind an diametral gegenüberliegenden Stellen des Stützlagers 2 Auslässe 7 für Kabelanschlüsse angebracht, zu denen Bohrungen 8 im Inneren des Stützlagers 2 führen.In the support bearing 2 are distributed over the circumference see holes 6 with which the device can be fixed. Further, 2 outlets 7 are provided for cable connections, bores 8 which lead to the inside of the support bearing 2 at diametrically opposite positions of the support bearing.

Aus dem Material des Meßringes 4 ist ein axial durchgehender, U- förmiger Schlitz 9, z. B. durch Drahterodieren, herausgearbeitet, der mit zwei diametral gegenüberliegenden und zueinander parallelen Abflachungen 10 am Außenumfang des Meßringes 4 zueinander pa­ rallele, gleichlange Doppelbiegebalken 14 begrenzt. Der Schlitz 9 verläuft an den Enden 12 der Schenkel seiner U-Form viertelkreis­ förmig in Richtung zur Mitte des Meßringes 4 hin. Entlang der In­ nenseite ihres Doppelbiegebalkens 14 hat der Schlitz 9 einen geraden Abschnitt 13, ehe er wieder mit einer Viertelkreiskrümmung 11 in Richtung zur Mitte des Meßringes 4 hin abgebogen ist. Die Viertel­ kreiskrümmungen 11 des Schlitzes 9 sind durch eine bogenförmige Beuge 15 miteinander verbunden. Jeweils dort, wo im Schlitz 9 die Viertelkreiskrümmung 11 ihren Übergang zur Beuge 15 hat, sind im Schlitz 9 außenliegende Schultern 16 und innenliegende auf die Schultern 16 ausgerichtete Gegenschultern 17 ausgebildet, die im wesentlichen quer zur Richtung der Kraft F liegen. An der Außen­ seite des Doppelbiegebalkens 14 sind an dem den Schultern 16 und den Gegenschultern 17 abgewandten Ende des Doppelbiegebalkens 14 Dehnungsmeßstreifen 18 befestigt und zwar zweckmäßigerweise in Blickrichtung auf die Zeichnung zwei hintereinanderliegende. Außer­ halb der Beuge 15 des Schlitzes 9 hat der Meßring 4 seine Festsei­ te F ₄. Im diagonal gegenüberliegenden Bereich besitzt der Meßring 4 seine lose Seite L ₄. Der Meßring 4 ist mit seiner Festseite F ₄ in der Innenbohrung des äußeren Meßringes 3 befestigt, während die Los­ seite L ₄ in einem Abstand zur Innenwand der Bohrung des äußeren Meßringes 3 liegt. From the material of the measuring ring 4 is an axially continuous, U-shaped slot 9 , z. B. by wire EDM, worked out with two diametrically opposed and mutually parallel flats 10 on the outer circumference of the measuring ring 4 to each other pa rallele, same length double bending beam 14 limited. The slot 9 extends at the ends 12 of the legs of its U-shape in a quarter circle in the direction of the center of the measuring ring 4 . Along the inside of their double bending beam 14 , the slot 9 has a straight section 13 before it is bent again with a quarter-circle curvature 11 towards the center of the measuring ring 4 . The quarter curvatures 11 of the slot 9 are connected to each other by an arcuate bend 15 . Respectively, where in the slot 9, the quarter circle curve 11 has its transition to the fold 15, are formed in the slot 9 outer shoulders 16 and inner aligned with the shoulders 16 against shoulders 17, which are substantially transverse to the direction of the force F. On the outer side of the double bending beam 14 are fixed to the shoulders 16 and the counter shoulders 17 facing away from fixed end of the double bending beam 14 strain gauge 18, and indeed expediently in the viewing direction to the drawing two consecutive. Except half of the bend 15 of the slot 9 , the measuring ring 4 has its Festsei te F _4th In the diagonally opposite area, the measuring ring 4 has its loose side L ₄ . The measuring ring 4 is fixed with its fixed side F ₄ in the inner bore of the outer measuring ring 3 , while the loose side L _{4 is} at a distance from the inner wall of the bore of the outer measuring ring 3 .

Der äußere Meßring 3 ist im wesentlichen gleich wie der innere Meßring 4 ausgebildet. Er sitzt jedoch relativ zum inneren Meßring 4 um 180° verdreht im Stützlager 2. Sein mit 19 bezeichneter U-för­ miger Schlitz geht axial durch und besitzt eine gekrümmte Beuge 20, die über Schultern 27 und Gegenschultern 28 und Viertelkreiskrüm­ mungen 22 in gerade Bereiche 21 übergeht, an deren Enden wiede­ rum viertelkreisförmige Krümmungen 23 in Richtung zur Mitte an­ schließen. Die geraden Abschnitte 21 des Schlitzes 19 begrenzen mit am Außenumfang des Meßringes 3 angeordneten, zueinander parallelen Abflachungen 24 zueinander parallele Doppelbiegebalken 26. Die Dop­ pelbiegebalken 26 des äußeren Meßringes 3 liegen parallel zu den Doppelbiegebalken 14 des inneren Meßringes 4 und senkrecht zur Richtung der Kraft F. Auch der Meßring 3 besitzt eine lose Seite L ₃, die zur Innenbohrung des Stützlagers 2 in einem Abstand verläuft, und eine Festseite F ₃, mit der der Meßring 3 in der Innenbohrung des Stützlagers 2 befestigt ist.The outer measuring ring 3 is essentially the same as the inner measuring ring 4 . However, it sits rotated by 180 ° relative to the inner measuring ring 4 in the support bearing 2 . His designated 19 U-shaped slot passes axially and has a curved bend 20 , which over shoulders 27 and counter shoulders 28 and quarter circle curvatures 22 into straight areas 21 , at the ends of which again quarter-circular curvatures 23 close towards the center . The straight sections 21 of the slot 19 limit with the outer periphery of Meßringes 3 arranged mutually parallel flats 24 parallel double bending beam 26th The Dop pelbiegebalken 26 of the outer measuring ring 3 are parallel to the double bending beam 14 of the inner measuring ring 4 and perpendicular to the direction of the force F. The measuring ring 3 also has a loose side L ₃ , which runs at a distance from the inner bore of the support bearing 2 , and a fixed side F ₃ , with which the measuring ring 3 is fastened in the inner bore of the support bearing 2 .

Zum Befestigen des Meßringes 3 im Stützlager 2 ist dort eine Viel­ zahl radialer Bohrungen 29 mit Gewinde 30 vorgesehen, die in Ge­ windebohrungen 32 im Meßring 3 fluchten. In die Gewindebohrungen 29 bzw. 30 sind Sicherungsschrauben 31 eingeschraubt, mit denen der Meßring 3 mit seiner Festseite F ₃ gegen die Innenwand der Boh­ rung des Stützlagers 2 gespannt wird. Die Enden der Sicherungs­ schrauben 31 liegen in den Gewindebohrungen 30 radial außerhalb des Spaltes 19.To attach the measuring ring 3 in the support bearing 2 there are a lot of radial bores 29 with thread 30 provided, which are aligned in Ge threaded holes 32 in the measuring ring 3 . In the threaded holes 29 and 30 locking screws 31 are screwed, with which the measuring ring 3 with its fixed side F ₃ against the inner wall of the Boh tion of the support bearing 2 is tensioned. The ends of the securing screws 31 lie in the threaded bores 30 radially outside the gap 19 .

Zur Lagesicherung des inneren Meßringes 4 im äußeren Meßring 3 sind im äußeren Meßring 3 an der Loseseite L ₃ mehrere radiale Boh­ rungen 33 vorgesehen, die mit Gewindebohrungsabschnitten 34 und 35 im Meßring 4 fluchten. Sicherungs- oder Halteschrauben 36 rei­ chen bis in die Gewindebohrungabschnitte 34 und spannen die Fest­ seite F ₄ des inneren Meßringes 4 gegen die Innenwand der Bohrung des Meßringes 3.To secure the position of the inner measuring ring 4 in the outer measuring ring 3 , several radial holes 33 are provided in the outer measuring ring 3 on the loose side L ₃ , which are aligned with threaded bore sections 34 and 35 in the measuring ring 4 . Locking or retaining screws 36 extend into the threaded bore sections 34 and clamp the fixed side F _{4 of} the inner measuring ring 4 against the inner wall of the bore of the measuring ring 3 .

An den der Schulter 27 und der Gegenschulter 28 abgewandten Enden der Doppelbiegebalken 26 sind außenseitig Dehnungsmeßstreifen 37 befestigt und zwar zweckmäßigerweise zwei hintereinanderliegende in Blickrichtung auf die Zeichnung gesehen. Von den Dehnungsmeß­ streifen 37 führen Anschlußkabel durch die Auslässe 7 nach außen zu einer nicht dargestellten Brückenschaltung, an die auch die Deh­ nungsmeßstreifen 18 der inneren Doppelbiegebalken 14 angeschlossen sind, wobei zum Herausführen der Kabel von den letzten Dehnungs­ meßstreifen 18 beispielsweise Bohrungen 25 durch den neutralen Be­ reich des Meßringes 3 nach außen führen.At the ends of the double bending beam 26 facing away from the shoulder 27 and the counter-shoulder 28, strain gauges 37 are fastened on the outside, and expediently seen two successive ones in the direction of view of the drawing. From the strain gauges 37 lead connecting cables through the outlets 7 to the outside to a bridge circuit, not shown, to which the strain gauges 18 of the inner double bending beam 14 are connected, whereby for leading the cables out of the last strain gauges 18, for example, holes 25 through the neutral Be rich of the measuring ring 3 lead to the outside.

Ferner kann in den äußeren Meßring 3 ein Zentrierstift 38 einge­ setzt sein, der in radialer Richtung bis in den inneren Meßring 4 reicht und axiale Relativbewegungen zwischen den Ringen verhin­ dert.Furthermore, a centering pin 38 can be inserted into the outer measuring ring 3 , which extends in the radial direction into the inner measuring ring 4 and prevents axial relative movements between the rings.

Zum Transport bzw. zur Montage der Vorrichtung 1, die z. B. zusam­ men mit der Umlenkwalze für die Bahn geliefert wird, werden in die Bohrungen 29 bis in die Gewindebohrungsabschnitte 32 reichende Transportsicherungsschrauben eingeschraubt, die den Spalt 19 über­ brücken. Das gleiche geschieht mit zumindest in zwei der Bohrungen 33 eingeschraubten und bis in die Gewindebohrungsabschnitte 35 rei­ chenden Transportsicherungsschrauben 36, die den Spalt 9 des Meß­ ringes 4 überbrücken, so daß die Doppelbiegebalken 14, 26 beim Transport nicht verformt werden. Damit die Transportsicherungs­ schrauben insbesondere aus den beiden Bohrungen 33 vor Inbetrieb­ nahme entfernt werden können, sind radial mit den Bohrungen 33 fluchtende Durchgänge im Stützlager 2 vorgesehen. Anstelle der Transportsicherungsschrauben werden die Halteschrauben 36 einge­ schraubt.To transport or assemble the device 1 , the z. B. together with the deflection roller for the web is supplied, are screwed into the holes 29 up to the threaded bore portions 32 reaching transport securing screws that bridge the gap 19 over. The same happens with at least two of the bores 33 screwed and into the threaded bore sections 35 rei-appropriate transport securing screws 36 , which bridge the gap 9 of the measuring ring 4 , so that the double bending beams 14, 26 are not deformed during transport. So that the transport securing screws can be removed in particular from the two bores 33 before commissioning, radially aligned passages in the support bearing 2 are provided with the bores 33 . Instead of the transport securing screws, the retaining screws 36 are screwed in.

Zweckmäßigerweise sind die Dehnungsmeßstreifen 18, 37 an den Dop­ pelbiegebalken 14, 26 dort angebracht, wo die größten Belastungen bei einer Verformung und somit die größten Dehnungen bzw. Stau­ chungen auftreten. Fernern kann auch die Weite der Spalte 9 und 19 verschieden sein. Auch die Länge der Doppelbiegebalken könnte voneinander verschieden sein.Advantageously, the strain gauges 18, 37 are attached to the double pelbie beams 14, 26 where the greatest stresses during deformation and thus the greatest strains or congestion occur. The width of columns 9 and 19 can also be different. The length of the double bending beams could also differ from one another.

Die geschaffenen Doppelbiegebalken 14 und 26 verbiegen sich unter der Einwirkung der Kraft F in S-Form, wobei die Dehnungsmeßstrei­ fen die auftretenden Spannungszustände genau abgreifen. Da die Doppelbiegebalken 26 biegesteifer sind als die Doppelbiegebalken 14, wird bei einer kleinen Kraft F zunächst jeder Doppelbiegebalken 14 verformt, wobei die Dehnungsmeßstreifen 18 die der jeweils vor­ liegenden Kraft F bzw. der Zugkraft in der Bahn repräsentierenden Signale erzeugen, die in der nicht dargestellten Brückenschaltung ausgewertet werden. Da die Doppelbiegebalken 14 in Reihe mit den Doppelbiegebalken 26 liegen, werden auch die Doppelbiegebalken 26 bei kleinen Kräften mitverformt, wobei die in ihnen auftretenden Belastungen ebenfalls in der Brückenschaltung berücksichtigt werden können. Die Doppelbiegebalken 14 arbeiten beispielsweise in einem Meßbereich von 0 bis 1,0 KN, während die Doppelbiegebalken 26 in einem Bereich von 0 bis 10,0 KN arbeiten, so daß sich ein insge­ samt überprüfbarer Meßbereich von 0,1 bis 10,0 KN ohne weiteres realisieren läßt, d. h. ein Meßbereich, in dem sowohl 0,1 KN ermit­ telbar sind wie auch der huntertfache Wert davon. Es kann auch eine Relation der Doppelbiegebalken gewählt werden, bei der der größere Meßbereich dem zwanzigfachen Wert des kleineren Meßberei­ ches entspricht. Wenn die Kraft einen Wert erreicht, der der Be­ reichsgrenze des inneren Meßringes 4 entspricht, dann kommen die Schultern 16 an den Gegenschultern 17 zur Analge. Bei weiter an­ steigender Kraft F werden nur mehr die anderen Doppelbiegebalken 26 in zunehmendem Maße verformt und zur Meßwertbildung herange­ zogen.The created double bending beams 14 and 26 bend under the action of the force F in an S-shape, with the strain gauges accurately tapping the stress states that occur. Since the double bending beams 26 are more rigid than the double bending beams 14 , each double bending beam 14 is first deformed at a small force F , the strain gauges 18 generating the signals representing the respectively existing force F or the tensile force in the web, which are not shown in FIG Bridge circuit can be evaluated. Since the double bending beam 14 are in series with the double bending beam 26, the double bending beam 26 are mitverformt with small forces, the stresses that occur in them may also be considered in the bridge circuit. The double bending beams 14 work, for example, in a measuring range from 0 to 1.0 KN, while the double bending beams 26 work in a range from 0 to 10.0 KN, so that an overall checkable measuring range from 0.1 to 10.0 KN without can be realized further, ie a measuring range in which both 0.1 KN can be determined as well as hundreds of times the value thereof. A relation of the double bending beam can also be chosen, in which the larger measuring range corresponds to twenty times the value of the smaller measuring range. If the force reaches a value which corresponds to the limit of loading of the inner measuring ring 4 , then the shoulders 16 come to the counter shoulders 17 . If the force F continues to increase, only the other double bending beams 26 are deformed to an increasing extent and used to form the measured value.

Denkbar wäre es, die Vorrichtung mit den beiden ineinandergesetz­ ten Meßringen so auszubilden, daß in jedem Meßring nur ein Dop­ pelbiegebalken vorliegt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mehr als zwei Meßringe konzentrisch ineinander zu setzen.It would be conceivable to interlock the device with the two ten measuring rings so that only one dop in each measuring ring Pelvic beam is present. Another option is to place more than two measuring rings concentrically one inside the other.

Da von dem in der Bohrung 5 des Meßringes 4 enthaltenen Lager Wärme abgestrahlt wird, die nach außen in das Stützlager 2 und von diesem weiterübertragen werden muß, ist es wichtig, daß die Dehnungsmeßstreifen 18 bzw. 37 an den beiden Doppelbiegebalken 14 bzw. 26 des Meßringes 4, 3 an in bezug auf den Wärmefluß gleichwertigen Stellen angebracht sind, da auf unterschiedliche Tem­ peraturen erwärmte Dehnungsmeßstreifen das Meßergebnis verfälschen könnten. Diese Forderung wird durch die Ausbildung des U-förmigen Schlitzes 9 bzw. 19 erfüllt, bei der die Dehnungsmeßstreifen 18, 37 an von der Temperaturbelastung her gleichwertigen Stellen positio­ niert sind.Since heat is radiated from the bearing contained in the bore 5 of the measuring ring 4 , which must be transmitted to the outside into the support bearing 2 and from this, it is important that the strain gauges 18 and 37 on the two double bending beams 14 and 26 of the Measuring ring 4, 3 are attached to places equivalent in relation to the heat flow, since heated strain gauges at different temperatures could falsify the measurement result. This requirement is met by the formation of the U-shaped slot 9 and 19 , respectively, in which the strain gauges 18, 37 are positio ned in places equivalent to the temperature load.

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Weite des Schlitzes 9 z. B. 0,3 mm und die Weite des Schlitzes 19 z. B. 0,3 mm. Die Länge der Doppelbiegebalken 14 bzw. 26 beträgt in etwa 30 mm, während die Dicke der Doppelbiegebalken 14 z. B. 4,25 mm oder auch 1,55 mm und die Dicke der Doppelbiegebalken 26 z. B. 8,94 mm oder auch 4 mm beträgt. Die Breite der Doppelbiegebalken 14 und 26 kann auch in Blickrichtung auf die Zeichnung verschieden sein.In the embodiment described above, the width of the slot 9 is z. B. 0.3 mm and the width of the slot 19 z. B. 0.3 mm. The length of the double bending beams 14 and 26 is approximately 30 mm, while the thickness of the double bending beams 14 z. B. 4.25 mm or 1.55 mm and the thickness of the double beam 26 z. B. 8.94 mm or 4 mm. The width of the double bending beams 14 and 26 can also be different when viewed in the drawing.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Linearkraftmessung, insbesondere zum Messen des Zuges in einer über eine in der Vorrichtung gelagerte Walze laufende Bahn, mit wenigstens einem Meßring, der in einem Stütz­ lager einer aus dem Zug in der Bahn abgeleiteten Kraft ausgesetzt ist und wenigstens einen axial durchgehenden, herausgearbeiteten Schlitz aufweist, der mit Abflachungen am Außenumfang des Meßrin­ ges wenigstens einen geraden und senkrecht zur Kraft ausgerichteten Doppelbiegebalken begrenzt, der unter der Kraft verformbar ist und mit wenigstens einem am Doppelbiegebalken angebrachten Dehnungs­ meßstreifen, mit dem die beim Verformen des Doppelbiegebalkens ent­ stehenden Spannungen ermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Stützlager (2) wenigstens zwei koaxiale Meßringe in gleicher Ebene (3, 4) mit zueinander parallelen Doppelbiegebalken (26, 14) ineinander gesetzt sind, daß die Doppelbiegebalken (14, 26) beider Meßringe (3, 4) in Reihe verformbar sind und daß der Doppelbiege­ balken (26) eines Meßringes (3) einen hohen Meßbereich umfaßt und biegesteifer als der Doppelbiegebalken (14) des anderen, für einen niedrigeren Meßbereich bestimmten Meßringes (4) ist. 1. Device for linear force measurement, in particular for measuring the train in a web running over a roller mounted in the device, with at least one measuring ring which is exposed in a support bearing to a force derived from the train in the web and at least one axially continuous, has worked out slot, which, with flats on the outer circumference of the measuring ring, limits at least one straight and perpendicular to the force oriented double beam, which is deformable under the force and with at least one strain gauge attached to the double beam, with which the stresses resulting from the deformation of the double beam can be determined are characterized in that in the support bearing ( 2 ) at least two coaxial measuring rings in the same plane ( 3, 4 ) with mutually parallel double bending beams ( 26, 14 ) are set one inside the other that the double bending beams ( 14, 26 ) of both measuring rings ( 3, 4 ) are deformable in series and that the double bending beam ( 26 ) of a measuring ring ( 3 ) comprises a high measuring range and is more rigid than the double bending beam ( 14 ) of the other measuring ring ( 4 ) intended for a lower measuring range. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich des einen Meßringes (3) bis zum zehnfachen des Meßbe­ reiches des anderen Meßringes (4) beträgt.2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring range of one measuring ring ( 3 ) is up to ten times the measuring range of the other measuring ring ( 4 ). 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Meßring (3, 4) beiderseits der Meßringmitte je einen Doppelbiegebalken (14, 26) aufweist, und daß die inneren Begren­ zungen beider Doppelbiegebalken durch die Schenkel (21, 13) eines der beiden Doppelbiegebalken (14, 26) gemeinsamen, U-förmigen Schlitzes (9, 19) gebildet werden, der mit der Beuge (15, 20) seiner U-Form in einem Abstand zum die Festseite (F 3, F 4) bildenden Außenumfang des jeweiligen Meßringes (3, 4) durchgehend verläuft.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that each measuring ring ( 3, 4 ) on each side of the measuring ring center each has a double bending beam ( 14, 26 ), and that the inner limita tions of both double bending beams by the legs ( 21, 13th ) one of the two double bending beams ( 14, 26 ) common, U-shaped slot ( 9, 19 ) are formed, which with the bend ( 15, 20 ) of its U-shape at a distance from the fixed side (F 3 , F 4 ) forming outer circumference of the respective measuring ring ( 3, 4 ) runs continuously. 4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnt, daß im Verlauf des Schlitzes (9, 19) eine Schulter (16, 27) und eine Gegenschulter (17, 28) ausgebildet sind, die annähernd senkrecht zur Richtung der Kraft (F) verlaufen und bei der Verformung des Doppelbiegebalkens (14, 16) aneinander zur Anlage bringbar sind und eine Verformungsüberlastgrenze bilden.4. The device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a shoulder ( 16, 27 ) and a counter-shoulder ( 17, 28 ) are formed in the course of the slot ( 9, 19 ), which is approximately perpendicular to the direction of Force (F) run and during the deformation of the double bending beam ( 14, 16 ) can be brought into contact with one another and form a deformation overload limit. 5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schlitz an beiden Enden des Doppelbiegebalkens bogenförmig in Richtung zur Meßringmitte hin gekrümmt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schulter (16, 27) und die Gegenschulter (17, 28) in je­ dem Übergangsbereich des Schlitzes (9, 19) vom gekrümmten Schlitz­ bereich (11, 22) am Doppelbiegebalkenende zur Beuge (15, 20) der U-Form des Schlitzes (9, 19) vorgesehen sind.5. The device according to at least one of claims 1 to 4, wherein the slot is curved at both ends of the double bending beam in the direction of the measuring ring center, characterized in that the shoulder ( 16, 27 ) and the counter shoulder ( 17, 28 ) in depending on the transition area of the slot ( 9, 19 ) from the curved slot area ( 11, 22 ) at the double beam end to the bend ( 15, 20 ) of the U-shape of the slot ( 9, 19 ) are provided. 6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Doppelbiegebalken (14, 26) jedes Meßringes (3, 4) vorzugsweise nahe des der Beuge (15, 20) der U-Form des Schlitzes (9, 19) abgewandten Endes eines Doppelbiegebalkens, wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen (18, 37) an­ gebracht ist. 6. The device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that on at least one double bending beam ( 14, 26 ) each measuring ring ( 3, 4 ) preferably near the bend ( 15, 20 ) of the U-shape of the slot ( 9, 19 ) opposite end of a double bending beam, at least one strain gauge ( 18, 37 ) is brought to. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Doppelbiegebalken (14, 26) wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen (18, 37) angebracht ist.7. The device according to claim 6, characterized in that at least one strain gauge ( 18, 37 ) is attached to each double bending beam ( 14, 26 ). 8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß an den biegeweicheren Doppelbiegebalken (14) in der Zone starker Spannungen Dehnungsmeßstreifen (18) und an den biegesteifen Doppelbiegebalken (26) in der Zone starker Verformungen Dehnungsmeßstreifen (37) angebracht sind.8. The device according to at least one of claims 1 to 7, as by in that the flexurally softer double bending beam (14) strong in the zone voltages strain gauge (18) and the rigid double bending beam (26) strong in the zone of deformation strain gauges (37) are attached. 9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Meßringe (3, 4) mit den Beu­ gen (15, 20) ihrer U-förmigen Schlitze (9, 19) um 180° zueinander verdreht ineinander gesetzt sind.9. The device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the two measuring rings ( 3, 4 ) with the Beu gene ( 15, 20 ) of their U-shaped slots ( 9, 19 ) rotated by 180 ° to each other are set. 10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Doppelbiegebalken (14, 26) beider Meßringe (3, 4) gleich lang aber verschieden dick sind.10. The device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the double bending beams ( 14, 26 ) of the two measuring rings ( 3, 4 ) are of equal length but of different thickness. 11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Biegesteife der Doppelbiegebalken (14) des einen Meßringes (4) sich mit der Biegesteife der Doppelbie­ gebalken (26) des anderen Meßringes (3) zum Teil überlappt, derart, daß bei Verformung der biegeweicheren Doppelbiegebalken (14) und Anschlagen einer Schulter (16, 27) an der Gegenschulter (17, 28) des einen Meßringes (44) die biegesteiferen Doppelbiegebalken (26) des anderen Meßringes (3) bereits mitverformt sind.11. The device according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the bending stiffness of the double bending beam ( 14 ) of a measuring ring ( 4 ) overlaps with the bending stiffness of the double bending beam ( 26 ) of the other measuring ring ( 3 ) in part, such that when the flexible double bending beam ( 14 ) is deformed and a shoulder ( 16, 27 ) strikes the counter shoulder ( 17, 28 ) of one measuring ring ( 44 ), the more rigid double bending beam ( 26 ) of the other measuring ring ( 3 ) is already deformed. 12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (18, 37) beider Meßringe (3, 4) jeweils über Wheatstone'sche Brückenschaltungen miteinander verbunden sind.12. The device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the strain gauges ( 18, 37 ) of the two measuring rings ( 3, 4 ) are each connected to one another via Wheatstone bridge circuits. 13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Transport der Vorrichtung (1) der innere Meßring (4) mit Transportsicherungen (36) am äußeren Meß­ ring (3) und der äußere Meßring (3) mit Transportsicherungen (31) am Stützlager (2) sicherbar ist.13. The device according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that for transporting the device ( 1 ) the inner measuring ring ( 4 ) with transport locks ( 36 ) on the outer measuring ring ( 3 ) and the outer measuring ring ( 3 ) with Transport locks ( 31 ) on the support bearing ( 2 ) can be secured.