DE1263350B

DE1263350B - Einrichtung zum Messen des Zuges von band- oder strangfoermigem Gut

Info

Publication number: DE1263350B
Application number: DE1965S0099547
Authority: DE
Inventors: Karl Hotz; Dr Gerhart Kessler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-09-21
Filing date: 1965-09-21
Publication date: 1968-03-14
Also published as: CH446758A

Description

Einrichtung zum Messen des Zuges von band-oder strangförmigem Gut Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen des Zuges von band- oder strangförmigem Gut in Arbeitsmaschinen, insbesondere in Papiermaschinen, bei der das Gut über eine Walze geführt ist und der Lagerdruck durch mit Dehnungsmeßstreifen versehene federnde Dehnungsmeßelemente meßbar ist.
Zur Zugmessung ist es bereits bekannt, eine Fühlrolle auf die Bahn aufzusetzen und die Auslenkung der Fühlrolle entgegen einer Federkraft als Maß für den Zug zu benutzen. Dies ist insofern nachteilig, als eine mechanische Abtastung der Bahn erforderlich ist, die bei empfindlichem Papier unter Umständen nicht zulässig ist. Es ist ferner bekannt, die Papierbahn über eine Umlenkwalze zu führen und durch aus der Walze ausströmende Druckluft anzuheben.
Die Menge der ausströmenden Luft ist dann ein Maß für den Zug. Diese Anordnung erfordert aber einen relativ komplizierten Aufbau und ist nicht immer genau. Weiterhin ist es bekannt, den Zug indirekt durch Strom- oder Drehzahlmessung aufeinanderfolgender Motoren in der Arbeitsmaschine zu messen. Diese Größen sind jedoch nur Ersatzgrößen für den Zug und geben nicht immer genaue Werte für die tatsächlichen Verhältnisse in der Bahn.
Es ist ferner bekannt, die Papierbahn über Umlenkwalzen zu führen und den dabei auftretenden Lagerdruck als Maß für die Zugspannung zu benutzen. Bei einer dieser bekannten Anordnungen wird der Lagerdruck mit Dehnungsmeßstreifen gemessen. Bei einer anderen Ausführung werden die bei der elastischen Verformung des aus geschichteten Blechen aufgebauten Lagers auftretenden magnetischen Flußänderungen zur Anzeige des Lagerdruckes benutzt. Dieses Verfahren erfordert jedoch infolge der nichtlinearen Kennlinie beträchtlichen elektrischen Aufwand. Außerdem können die bekannten Meßlager nicht beliebig angeordnet werden, da sie nur in einer Richtung beanspruchbar sind.
Die bekannten Dehnungsmeßlager sind zumeist aus einem einzigen Körper herausgearbeitet. Sie sind hierdurch verhältnismäßig aufwendig herstellbar; vor allem ist es hierbei sehr schwierig, in den Eigenschaften übereinstimmende Meßlager zu erhalten, da die Trägheitsmomente und damit auch die entsprechenden Dehnungen durch Potenzverhältnisse mit den Abmessungen verknüpft sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wesentlich einfacher herstellbares Meßlager zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens ein Walzenlager einen Lagerring und einen Lagerbock enthält, die über zwei parallel wirkende auswechselbare Dehnungsmeßelemente zu einer baulichen Einheit verbunden sind.
Bei einem derartigen Meßlager sind jederzeit einzelne Teile austauschbar; im allgemeinen kann es ohne weiteres ein bereits vorhandenes Lager ersetzen.
Der Lagerring führt auf Grund der vorstehend beschriebenen Anordnung bei Zug und Druck geradlinige Bewegungen in einer Ebene aus. Infolgedessen kann der Lagerbock in jeder Lage montiert werden.
Die Anordnung mißt die Komponentensumme der Bahnzüge in der zulässigen Bewegungsrichtung des Lagerringes. Komponenten senkrecht zu dieser Richtung werden ebenfalls von den elastischen Dehnungsmeßelementen aufgenommen bis zur Größe der zulässigen Traglast. Da die Dehnungsmeßelemente praktisch eine Art Parallelführung für das Lager bilden, brauchen zur Aufnahme der Querkräfte keine besonderen Konstruktionselemente vorgesehen zu werden. Vorteilhafterweise sind ferner die zur Lagerung der Walze benötigten Wälz- oder Gleitlager in ein gesondertes, in den Lagerring eingebautes Gehäuse eingesetzt, wodurch eine Trennung von Meßanordnung (Lagerbock + Lagerring + Meßelemente) von dem maschinenbaulichen Teil gegeben ist, so daß bei Montage oder Demontage der Anlage die Meßanordnung nicht geöffnet zu werden braucht. Zweckmäßigerweise ist ferner der die Dehnungsmeßstreifen aufnehmende Raum staub- und feuchtedicht abgeschlossen, so daß Feuchtigkeit und aggressive Gase die Eigenschaften der Dehnungsmeßelemente nicht verändern können. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze der Anordnung.
Das Ende einer Umlenkwalze 1, über die eine nichtgezeigte Papierbahn geführt ist, läuft in einem Lagerring 14. Dieser Lagerring 14 ist an Dehnungsmeßelementen 13 befestigt, die ihrerseits auf dem Lagerbock 21 aufliegen und dort befestigt sind. Der Lagerring kann sich infolge der elastischen Eigenschaften der Dehnungsmeßelemente bei Belastung in Richtung des Doppelpfeiles R bewegen. Die dabei auftretenden elektrischen Widerstandsänderungen der Dehnungsmeßelemente dienen als Maß für den Zug oder Druck, den die Papierbahn auf das Lager ausübt.
F i g. 2 zeigt in einem Querschnitt Einzelheiten der Zugmeßeinrichtung. Die Umlenkwalze 1 ist an ihrem Ende in einem Wälzlager, z. B. wie dargestellt in einem Pendelrollenlager2, gelagert, das im Lagergehäuse 6 mittels eines Ringes 4 und eines Sicherungsringes 5 befestigt ist. Ein Dichtungsring 3 sowie ein Lagerdeckel 7 schließen den Lagerraum ab. Das Lagergehäuse 6 wird durch einen Flansch 19 mit Schrauben 18 an den Lagerring 1L4 gepreßt und dadurch gehalten.
F i g. 3, in der die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig.2 bezeichnet sind, zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I in F i g. 2.
F i g. 4 a zeigt Einzelheiten des Dehnungsmeßelementes 13, wobei mit 24 kreisförmige Aussparungen und mit 25 die Dehnungsmeßstreifen bezeichnet sind. Die Flächen 13 a sind mit dem Lagerring 14 und die Flächen 13 b mit dem Lagerbock 21 verbunden.
In F i g. 4 b ist das Dehnungsmeßelement 13 zusätzlich in perspektivischer Sicht dargestellt.
Auf dem Lagerbock 28 (F i g. 2 und 3) liegen die Außenteile 13 b der Dehnungsmeßelemente 13 auf.
Die Mittelteile 13 a, die beispielsweise mit Zylinderstiften 20 in ihrer Lage zum Lagerring 14 fixiert sind, werden durch Klemmplatten: gehalten, die mit Schrauben 11 am Lagerring 14 befestigt sind. Die Außenteile 113 b sind über Klemmplatten 22, 23 durch Schrauben 12 mit dem Lagerbock 14 verbunden.
Damit sich die durch Wülste 17 versteiften Ränder der Dehnungsmeßelemente frei bewegen können, sind im Lagerbock 21 Ausnehmungen 29 angeordnet. Zur Ausschaltung von Toleranzeinflüssen sind die den Mittelteilen 13 a und den Außenteilen 13 b zugeordneten Auflageflächen am Lagerring und am Lagerbock gemeinsam bearbeitet. Für diese gemeinsame Bearbeitung werden Lagerbock und Lagerring durch Vorrichtungen miteinander verspannt. Die Dehnungsmeßelemente p3 sind durch Faltenbälge 15 und Deckel 9 gegen den Außenraum abgeschlossen und dadurch vor dem Eindringen von Fremdstoffen geschützt. Den Faltenbälgen 1L5 sind Mäntel 16 zum Schutz gegen mechanische Beschädigung zugeordnet.
Seitlich sind die Dehnungsmeßelemente durch Abschirmungen 8 geschützt.
Die Gewindestifte27 werden mit Muttern28 so justiert, daß im unbelasteten Zustand ein Abstand 26 von z. B. 0,15 mm zwischen Lagerring und Lagerbock eingehalten wird. Durch diese als Anschläge wirkenden Gewindestifte sind Lagerring und Lagerbock so gegeneinander abgesichert, daß die Meß- elemente durch Uberlastungen nicht beschädigt werden.
Bei Belastung der Umlenkwalze 1 tritt eine relative Verschiebung senkrecht zur Zeichenebene (F i g. 4 a) zwischen dem inneren Teil 13 a und den äußeren Teilen 13 b der Dehnungsmeßelemente auf. Der sich dabei ändernde elektrische Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 25 dient als Maß für den Zug der Papierbahn.
Der Dbersichtlichkeit halber sind in F i g. 4 a noch auf dem an sich bekannten Dehnungsmeßelement die Klemmplatten 22,23 und 10 gestrichelt eingezeichnet.
Die Lage der Befestigungsschrauben 11, 12 ist dabei durch I(reuze angedeutet.
Durch die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Zugmessung, ein sogenanntes Zugmeßlager, läßt sich sowohl ein Lager der Umlenkwalze als auch beide ersetzen. Die von diesem Zugmeßlager abgegebenen Werte können dann mit Vorteil zum Regeln von strang- oder bandförmiges Arbeitsgut führenden Maschinen benutzt werden, wie z. B. von Papiermaschinen, Textilmaschinen und Bandwalzstraßen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Messen des Zuges von band- oder strangförmigem Gut in Arbeitsmaschinen, insbesondere in Papiermaschinen, bei der das Gut über eine Walze geführt ist und der Lagerdruck durch mit Dehnungsmeßstreifen versehene federnde Dehnungsmeßelemente meßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Walzenlager einen Lagerring (14) und einen Lagerbock (21L) enthält, die über zwei parallel wirkende auswechselbare Dehnungsmeßelemente (13) zu einer baulichen Einheit verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (21) mit die Bewegung des Lagerringes (14) begrenzenden, verstellbaren Anschlägen (27) versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lagerung der Walze (8) benötigten Wälz- oder Gleitlager (2) in ein gesondertes, in den Lagerring (14) eingebautes Gehäuse (6) eingesetzt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dehnungsmeßstreifen (25) aufnehmende Raum staub- und feuchtedicht abgeschlossen ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dehnungsmeßelementen (13) zugeordneten Auflageflächen am Lagerring (14) und am Lagerbock (21) jeweils in einer Ebene liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1081251, 1 171637; Zeitschrift »Allgemeine Papier-Rundschau« Nr.20, 1955, S. 884 bis 890.