DE1673870A1

DE1673870A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle oder Messung der Staerke eines Bandes,das ununterbrochen auf einer Trommel aufgerollt wird

Info

Publication number: DE1673870A1
Application number: DE19681673870
Authority: DE
Inventors: Lucien Diolot
Original assignee: Societe Nouvelle Spidem
Current assignee: Societe Nouvelle Spidem
Priority date: 1967-01-06
Filing date: 1968-01-05
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1206722A; US3540247A; FR1513585A

Description

2s sind bereits sahireiche Geräte und Vorrichtungen bekannt, mit denen die Stärke eines Bandes-, beispielsweise eines I itullbandes, währand der Herstellung, beispielsweise am austritt aus einem v-/alaY;erk direkt gernessen oder mit einem /■ir'-'ie-ichsröal'" 7er.^?;;1 ionen- werden i"ann.

üic;:;e Crerί,te sind jedoch in FuI^e des raschen An- iitei'-y.n Ίοτ■ v-(i-:vfindeten v/alayeac'iWindi^keiten und der An-Γ >r*i')Ch,i:^;en an die Prag in ion un^enü^end und je nach dem ?wr-,;andetfjfj 'I'iviuiinm in Vöraohieden^r uinsicht mangelhai't ge-.. orden. .

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Beispielsweise können Vorrichtungen, bei derjen las leß^er^t .mit dem Metall in Berührung steht, Kratzer verur- ■-machen, welche das Aussehen des iiindproduttes beeinträchtigen; außerdem wird bei diesen Geräten die Anzeige durch aie durch die Berührung entstandene. ,/arme verfälscht. Geräte, die üit-Induktion arbeiten werden sehr stark durch die Temperatur des gewalzten Produktes ueeinflußt, die nicht renau gemessen werden kann, da sie sich -mit der Stärke ändert» Pneumatisch arbeitende Geräte sind nur zur Messung von Bändern ait beschränkter Laufgeschwindigkeit und mit einer konstanten und präzisen Stellung anwendbar. Mit Strahlen arbeitende Vorrichtungen mit einer äadioaktivitätsquelle oder einer Stromquelle werden durch die Zusammensetzung des Metalls beeinflußt, so daß ihre Anwendung-für Legierungen, die Bestandteile ait sehr unterschiedlicher Atoazahl oder spezifischer Lasse besitzen, nicht möglich ist.

Die Präzision und die Gleichmäßigkeit des Materials, das in einem Bandv/alzv«erfe mit allen heute denkbaren Verbesserungen hergestellt wird, hängen zum großen Teil von dem Grad der Genauigkeit und der Zuverlässigkeit des verwendeten Le'd-',erätes ab, selbst wenn nur die Fehler der lie^uliureinrichtun^en durch rasche Korrektur der durch Sch\vankun/^fen des WaIz--

- druckes verursachten Abweichungen mittels verschiedener kifctel b(jriohti^r';t werden sollen.

_:ν"'-'.-..νν,.;>Λ·: 1O9Ö30/0454 ^³"

Zivi j er ^rii-Liuüz ist, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die o'oan ;,enannten li-ichteile nicht auftreten. Das erf in liHi_;;s_:v,e:näße Verfahren erlaubt die Kontrolle oder die Lessurr: der alitieren Stärke eines metallischen oder nichtmetallischen Produktes auf einer bestimmten Länge, ohne daß hierzu xiollen vorgesehen sein müssen, die das Band in einer konstanten Bahn halten und ohne daß die Lessun.j durch die Zusasrmensetsunj oder die Temperatur des Produktes beeinflußt wird, und läßt sich für Bandstärken und Geschwindigkeiten"in . einem sehr weiten Bsr-jicb anwenden. Die einzige Voraussetzung besteht darin, daß las Malzprodukt in dicht aneinanderliegenden Windungen aufgerollt "wird, was heute jedoch die Hegel ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Kontrolle oder keasung der Stärke eines Bandes, das ununterbrochen in kompakten windungen auf eine Trommel aufgerollt wird, und

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dadurch gekennzeichnet ist, daß Einrichtungen'verwendet"werden, die zu einem beliebigen Seitpunkt die von dem Band durchlaufene lineare 3truc:..:e mit dem Vlinkelweg beim Aufrollen dieser linearen otreciie" auf die Trommel vergleichen. Kennt man diese beiden Parameter, so kann die stärke des Bandes durch einfache üechnun^en, die heute ohne Schwierigkeit mit bekannten .Einrichtungen automatisch durohführbar sind, in.jedem. Augenblick oder in bestimmten Intervallen ermittelt werden.

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Es stellt ferner keine Schwierigkeit dar, diese kessung mit einem Sollwert zu vergleichen, wobei ein Korrektursignal ausgesendet wird, das auf die Steuerorgane des -i/al3*erkes einwirkt.

G-egenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die im wesentlichen aus .zwei Zählern besteht, von denen der erste die Winkelbewegun^en der Trommel mißt und der zweite von einer der Achsen der beiden Druckrollen angetrieben wird, die das Band vor seiner Ankunft auf der Trommel mit einer konstanten Kraft zwischen sich einklemmen.

Ein 'weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der erste Zähler direkt oder indirekt von= der felle der Trommel angetrieben ist und während der Drehung der Trommel um einen ersten WinkelcC von festgelegter Größe jedesmal, wenn sich die Trommel um einen zweiten Kinkel von einer ebenfalls vorbestimmten Größe gedreht hat, Signale aussendet und daß- der zweite Zähler durch die Signale des ersten Zählers ausgelöst wird und während der Drehung der Trommel um einen WinkelcC zählt und anschließend während der darauffolgenden Drehung der Trommel um den selben Kinkel oC zurückzahlt, wobei der von dem aweiten Zähler angezeigte Hostwert ständig zur mittleren Stärke des durchgelaufenen Bandes proportional ist,

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• Sine andere Ausfiihrungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch ein Gerät gekennzeichnet, das bei jeder Trommelunidrehung oder nach allen η 'Trommelumdrehungen, die von dem ersten Zähler angezeigt werden, ein Signal sendet, U«3 von einem jimpfanger aufgenommen wird, der bei jedem Signal die ,Winkelstellung einer der Druckrollen anzeigt, wobei die verschiedenen Kreisbögen zwischen den aufeinanderfolgenden idnkelstellungen der Druckrollen von dem,aweiten Zähler gemessen werden und je nachdem, ob sie konstant sind oder variieren, die Gleichmäßigkeit oder den Grad der Änderungen der mittleren Stärke des durchlaufenden Bandes angeben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben aioh aus der folgenden. Beschreibung an Hand der beiliegenden Zeichnung. Auf dieser Zeichnung zeigen: "

FiP*. 1 eine schematische Seitenansicht eines Walzwerkes mit einer Trommel zum Aufrollen des Bandes und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 eine schematische Draufsicht, auf der die beiden

Zähler dar'goateilt sind;
Fi-. 'j ei η ο üohematische Seitenansicht eines anderen

a der erfindungsgemäßen \Tor-

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Fig. 4 ein Diagramm, das die Änderungen der Bandstärke in Abhängigkeit von den Walzkraft en zeigt.

Gemäß Fig. 1 wird das aus einem Walzwerk mit den JaI-aen 1, 1¹ austretende Band zwischen zwei Druck:rollen 2, 2' mit einer genau eingestellten Kraft £estgepre,3t (beispielsweise mittels eines Hydraulikzylinders mit Druckregler), so daß die durch die Berührung erzeugte Abplattung konstant ist. Diese beiden Druckrollen treiben einen Zähler 3 an. Das zu messende Produkt wird auf eine Trommel" 4 in dicht aneinanclerliegenden Windungen, wie es normalerweise üblich ist, aufgerollt. Auf der Welle dieser Trommel oder auf einer welle mit einer proportionalen Drehzahl (beispielsweise eine der (/eilen der aus Motor und Untersetzungsgetriebe bestehenden Antriebsvorrichtung 5) sitzt ein weiterer Zähler 6, der bei bestimmten Stellungen Signale aussenden kann.

Die kompakte Wicklung des gewalzten Bandes auf der Trommel kann als eine archimedische Spirale angesehen werden; der Wickelradius vergrößert sich bei jeder Umdrehung um den Wert "e" der Bandstärke.

Wenn das Band während einer bestimmten Winkelbewegung oC der Trommel bei einem mittleren rfickelradius il eine strecke 1 auf der Druckrolle 2 mit dem iladius r durchläuft, so i'e^.is triert

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der Sanier 3 eine Jinkelbe-tfepnn«

γ Λ

ο r

und man erhält die Beziehung:

¹O ^o r (D

LiSt man nach einer Bewegung β der Trommel wieder den vom Band während einer Drehung^C der Trommel durchlaufenen Weg L·, so erhalt man-dieselbe Besiehung. Der- mittlere tfadius wird

wobei δ.. der neue vom Zähler 3 registrierte Kinkel ist. Da sich der liadius während einer Umdrehung der Trommel regelmäßig um den ,/ert "e" der Band stärke vermehrt, ist

e/3 i(*1 -K) (3)

daraus erhält man für den vife-rt "e":

Der Vifert für "e" kann also aus der Differenz ( ο . -■»«.) abge-, leitet werden, die mit bekannten Mitteln gemessen -werden kann; beispielsweise kann ein numerischer Zähler verwendet werden, der während des ersten Kreisbogens a( zahlt und während des

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zweiten zurückzählt, so. daß die von diesem Zähler gelieferten Werte ständig proportional zur Bandsfarie e sind. Die Größe der Vierte ^f und β richtet sich nach dem ·,/alzverfahren, der Geschwindigkeit, der Bandstürke und der geforderten Genauigkeit.

Wenn der vom Band während zwei aufeinanderfolgenden Umdrehungen durchlaufene Weg gemessen wird, erhält man:

/ 4 = 27t

und für die Bandstärke

^{e =} TW

Bei sehr dünnen Produkten,die im allgemeinen mit sehr hohen Geschwindigkeiten gewalzt werden und bei denen die Änderungen der Stärke progressiv sind, ist es zweckmäßig, um keine zu=

hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Zählers 3 zu steift ' " - ^w len, über mehrere Umdrehungen zu messen und umgekehrt, wenn es sich um dicke Produkte, die mit geringen Gesch gewalzt'werden, handelt.

Auf. Fig. 3 ist eine andere AusführujQßsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Der iladius der Wicklung des Bandes auf der Trommel 4 nimmt bei jeder Umdrehung, die einem Kreisbogen 27Tentspricnt, um den jVert "e" zu (e ist die Stärke des Bandes).

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■~ 9 - ■-'■=■ ^: - ■

R der mittlere Radius bei einer .-Windung, ist, so ist die län.^e der i/indung n-T gleioh: " _ -

2% TcR+e (d-2>1

die lan"^fe der--,/indung η ist gleich:

2<iC- ("(R+e (n-1)|

der Viwfß pro f/iadung ist also:

21t p'i+e (n-1)l - 29Γ Γ(β+β (η-2)Ί = 27Ce

jiese Sunahine der länge entspricht einer Zahl von If Umdrehun gen der -Druckrolle 2 mit einem konstanten Radius r^r; daraus er' Lüt sich:

die Trommel 4 die J.'tellun/j; 7 einniairat, so wird mit bekannten Mittein ein Ji_;°'nal gesendet, das zum selben Zeitpunkt auf der Druckrolle 2-wiedergegöben wird, wobei der ijtelluric "{ eino otellun/f 7' entspricht. Bei der folgenden Umdrehung entspricht der ,jbeiluri'f 8 eine Stellung B' auf der Druckrolle 2 US'«, ijfti den fol ,enden cJtellui}f.on % und 1Ü; die Stellungen "7»'i,9 und 10 sind winkeImäßi^ identisch.

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Wenn die Bandstärke "e" konstant ist, so massen die auf der Druckrolle 2 durchlaufenen Kreisbögen (7'-8'), (8'-9M, (9^l-T0'} gleich groß sein. Die Messung dieser Kreisbögen dureh den entsprechenden Zähler gibt also au jedem beliebigen Zeitpunkt Auskunft über die 3an$stärke, ihre Regelmäßigkeit oder den Grad ihrer Inderunj. Erforderlichenfalls können mittels dieser Kreisbogen durch eine äußerst einfache Bechnung die jedem Kreisbogen entsprechenden Stärken bestimmt werden.

Zur Ermittlung einer mittleren Stärke, kann beispielsweise der Kreisbogen=7'-10' auf der Druckrolle 2 gemessen und durch die von dem Zähler 6 angegebene Zahl der entsprechenden Umdrehungen der '.Trommel 4 dividiert werden.

Bei geringen Bandstärken kann ohne Schwierigkeit der auf der Holle 2 durchlaufene Winkelweg, der einer großen Anzahl von Umdrehungen entspricht, gemessen werden, wodurch der Wert der mittleren Bandatärke mit einer größeren u-enauigkeit bestimmt werden kann.

Da bei dem hierbei angewandten Verfahren nur die zurückgelegten Wege gemessen werden, haben Gesehwindigkeiisänderungen, die während der ,Zahlung auftreten können, Keinen Einfluß, =- .. '

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Lit diesem Verfahren kann nur ein Mittelwert der Bandstarke auf einer "bestimmten länge berechnet werden, was jedoch keinen Nachteil darstellt, abgesehen davon, daß die mit Strahlen arbeitenden Zähler ebenfalls nur einen Mittelwert anzeigen, der jedoch auf einer zeitlichen Integration beruht, d.h«, also auf einer Länge gemessen wird, die sich mit der Geschwindigkeit ändert. Diese Tatsache stellt insbesondere dann keinen lachteil dar, wenn das Verfahren, wie oben erwähnt wurde, zur Korrektur der Verschiebungen des Ursprungs der charakteristischen Kurve des Walzwerkes nach Nachstellung aller Spiele verwendet wird, wobei Vorrichtungen zur Regulierung der tfalsvverke durch Druckmessung verwendet werden, mit Hilfe deren die Verformungen infolge von Druckänderungen, die durch Unterschiede in der Stärke oder der Harte des zu walzenden Produktes verursacht werden, sehr schnell ausgeglichen werden können.

Auf Fi-*. 4 ist ein Koordinatenkreuz dargestellt, bei dem auf der Abszisse die Stärke des gewalzten Produktes und auf der Ordinate die zum Walzen erforderlichen Kräfte aufgetragen sind.

Durch den Ursprung 0 dieses Koordinatenkreuzes läuft die charakteristische Kurve B des Walzwerkes. Diese Kurve wird in einem Punkt M von der charakteristischen Kurve A des gewalz-

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BAD ORlCaINAU

ten Produktes geschnitten, so daß las mit einer Stärke e.. eingeführte Produkt mit einer Stärke e aus dem "iialswerk austritt. Diesem Punkt k entspricht eine Kraft F. -Dieses Produkt ändert sich im Laufe des Tages langsam nach einer nicht vorausbestimmbaren Gesetzmäßigkeit infolge von geringen Schwankungen, beispielsweise Temperaturschwankungen in den verschiedenen Organen, wie den Zylindern, dem gewalzten Produkt, den Ständern , den Klemmtöpfen usw.; dadurch kommt es zu eitm¹ Pa/ullelverschiebung der charakteristischen Kurve B. Der Punkt L verschiebt sich hierbei auf der Kurve A beispielsweise £,v/isclien IvL und 1\L, wodurch der Ursprung 0 zwischen CL und CU verschoben wird. Bei diesen langsamen Verschieben en ^eriiK'en Ausmaßes variiert die Stärke des "gewalzten Punktes zwischen e-, und e_o und die Walzkraft zwischen F₁ und F₀.

Liit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Ursprung der Kurve B auf dem Punkt 0 zurückgebracht und die Stärke des Produktes auf einem konstanten Wert gehalten werden'.

Jede Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, kann so ausgebildet sein, daß es die Bandstärke augenblicklich anzeigt, indem ein Analogrechner bekannter Ausführung verwendet wird, mit dem die Abweichung des Anwachsens des Bandradius auf der Trommel in Bezug auf den von dem Band durchlaufenen linearen Weg, der von den Druckrollen 2, 2' angezeigt wird, gemessen werden kann.
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Claims

P α t e η t a η s ρ r ü c h e :

1. Verfahren zur Kontrolle und/oder Messun-j der Stärke eiaas ji::iec, las zwischen zwei von ihm in Drehung versetzten ÜvuGirr-jllen hindurch.^efahrt wird und anschließend ununterbrochen auf viinor Trommel au dicht aneinanderliegenden Windungen aufgerollt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die "derte zweier votn Bci-iü ",iirück^.olegtor linearer Strecken- (1 , 1/) miteinander ν ir .lieben yerden, lie sich einerseits in swei verschiedenen ,/inkeibewefiun ^en (X , (L) der' Druc kroll en (2, 2¹) und anderersoifci) Ln s^τΛei zuvor festgelegten, gleichgroßen Yünkelbewegungen .(ei) dor TroiOhiea. (4) ausdrücken und au verschiedenen Zeitpunkben •!eines f ι on . ν/-3^j en, deren zeitlicher Abstand einem zweiten ebexi-1 -ILs zuvor festgelegten ;/ert (A) der /Jinkelbewegung der Tromifiol (>) enbopricht.

■'. Vorrichturjfi zur Uurchführunp, des Verfahrens nach Anspruch 1, »;ekenrize.Lehnet durch einen direkt oder indirekt von der Jolle der Trommel (4) in Drehung versetzten ersten Zähler (6), dor die «Zinke!bewegungen dieser Trommel mißt, und durch einen zwei .ton Zähler (3), der durch die Achse einer dor i;oiden Uruckrollßri (2, ?') an.ijetrieben ist, die infolge des von ihnen auf das Band ausgeübten konstanten Druckes von d innen) Ln Ürehün.^ versetzt sind.

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3. /orrichtun^ nach Anspruch- 2," dadurch £ok.enirzelc\- net, daß der era te Zähler (6) am Anfang und au! än.le jedes Kur ..ueüsun·⁰· benutzten ersten i/inke-lv.ertes ((Ji) von vorbei tiujni.ter Größe jeweils ein Signal und nach'Ablauf ölnos einem ^v.-g Lte.Li jinkelwert {ß) von ebenfalls varies tiunnter Gto fee ents- rao ieuden lie it interval Is, das sich anviachen zwei verschiedenen ο,'-.Γ-einanderfol'7enden .Verten. der jJandlänje entsprachenien ivieüsuijgen erstreckt, ein drittes oi.^nal aussendet, das somit in ,/irklichkeit das jrste Ji^nal der diesem '. eitintervall unmittelbar folgenden Kessung darstellt.

4. Vorrichtung nach einem der xaisprüche 2 oder 3, dadurch ^,ekennseichnet, -laß die vom ersten Wähler (b) gesendeten Signale auf den zwei ten Zähler (3) so übertragen sini, daß der erste Zähler (G) werte, die zu den dem vorbe-atiuiiute-.iifert des ersten Winkels {CC) Lei verschiedenen Phasen des B-muaufrollvorganges üntsoreclienden tatsächlichen Ban dian :en (1 , 1.) proportional sind, nacheinander einmal positiv und anschließend negativ zählt, wobei die entsprechenden, vom zweiten Zähler (3) aufgenommenen Signale auf diesem Zähler eine zur mittleren Stärke des soeben abgerollten ßandabachnittes proportionale Größe in Form eines dinkelwertes eini.'ühren.

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:■„ Vorrichtung wich aiispruch 2, gekonnteichnet durch eine Vorrichtung, die bei jeder""Umdrehuiv der 'rroinme-1 (4) odar η ?cli einer zuvor festgelegten, von dem traten Zähler (u) an. a _;ebenen Anzahl von TrOmmelumdrehun;;eü ein Signal sendet, das ein Empfänger aufnimmt, der zu dem Zeitpunkt les Si naleffiaf 311 β die lünkelsteilung (7', 8', 9', 10') der den Seiten Wähler (■}} antreibenden Druckrolle (2) angibt, unl la?· der zweite Jäliler (3.) die Intervalle -zwischen den aufeinanderfolgenden WinkelStellungen der Druckrolle (2) mißt, viobei sich die G-leichmäßigkeit oder der Grad der Änderun "en der mittleren Stärke des durchlaufenden Bandes in der Gleichmäßigkeit bzw. der .änderung der Größe der auf der Druckrolle (2) an f,e ζ eisten aufeinanderfolgenden Intervalle auvirückt.

■j. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da¹?- ier ernte (oC) und der sv^eite Winkel (Δ) «leich "groß und gleich mindestenü einer Trommelumdrehung sind.

7. Vorrichtung nach,Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Analogrechner _f der den augenblicklichen wert (e) der Bandstärke angibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von ihr gelieferten Impulse zum Reguliersystem des Walzwerkes geleitet sind und die Bandstärke automatisch auf ihrem Sollwert halten.

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