DE1001493B

DE1001493B - Arrangement for determining the slack of tapes, wires or the like.

Info

Publication number: DE1001493B
Application number: DEL20064A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst Schmidt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-10-04
Filing date: 1954-10-04
Publication date: 1957-01-24

Description

Anordnung zur Ermittlung des Durchhangs von Bändern, Drähten od. dgl. Die vorliegende Erfindlung betrifft eine Anordnung zur Ermittlung der Lage von Bändern, Drähten od. dgl. innerhalb eines bestimmten Gebietes, die beispielsweise zur Steuerung bzw. Regelung der Lage dienen kann. Derartige Anordnungen sind beispielsweise führ Walzenstraßen von Bedeutung. Beim Warmwalzen von Feineisen (Rund-, Quadrat- oder auch Profileisen) in kontinuierlichen Walzenstraßen muß zur Erzielung einer genauen Maßhaltigkeit und großer Oberflächengüte gewährleistetwerden, daß das Walzgut zwischen den Walzgerüsten nicht gezerrt wird. Um diese Zerrungen zu vermeiden, lenkt man das Walzgut zwischen je zwei Walzgerüsten aus, d. h- man läßt sich - je nach Profil - vertikale oder horizontale Schlingen bilden. In beiden Fällen muß die Drehzahl des jeweils folgenden Walzenpaaxes bzw. des antreibenden (i. a. Gleichstrom-Nebenschluß-) Motors derart beeinflußt werden, daß die gebildete Schlinge eine mittlere Größe beibehält; Ab- weichungen von der mittleren Größe müssen eine -entsprechende Drehzahländerung bewirken. Aus diesem Grunde muß die Größe der Schlinge gemessen werden. Hierzu können bei Verwendung von besonderen Schlingenhühern an diese angebaute Drchwiderstände, Drehtransformatoren usw. dienen. Die am Drehwiderstand usw. abnehmbare elektrische Größe, Spannung, Strom od. dgl. ist dabei,ein Maß für die Größe der Schlinge und erlaubt die stetige Regelung der Walzendrehzahl. Nachteilig ist, daß das Walzgut durch die Schlingenheber noch geringfügig gezerrt wird, daß die durch sie ausgeübten Kräfte dem jeweiligen Walzprogramm angepaßt werden müssen und daß die Schlingenheberantriebe in Abhängigkeit von Walzgutanfang bzw. -ende ein- bzw. ausgeschaltet werden müssen.Arrangement for determining the slack of bands, wires or the like. The present invention relates to an arrangement for determining the position of bands, wires or the like within a certain area, which can be used, for example, to control or regulate the position. Such arrangements are important for roller mills, for example. When hot rolling fine iron (round, square or also profile iron) in continuous rolling mills, it must be ensured that the rolling stock is not pulled between the roll stands in order to achieve precise dimensional accuracy and high surface quality. To avoid these strains, is deflected out of the rolled stock between two roll stands, d. h- you can - depending on the profile - form vertical or horizontal loops. In both cases, the speed of the following roller pair or of the driving (generally direct current shunt) motor must be influenced in such a way that the loop formed maintains an average size; Deviations from the average size have a -entsprechende speed change effect. For this reason, the size of the loop must be measured. For this purpose, if special snares are used, drch resistors, rotary transformers etc. can be used. The electrical variable, voltage, current or the like that can be removed from the rotary resistance etc. is a measure of the size of the loop and allows the roller speed to be continuously regulated. The disadvantage is that the rolling stock is still slightly pulled by the looper, that the forces exerted by them have to be adapted to the respective rolling program and that the looper drives have to be switched on or off depending on the beginning or end of the rolling stock.

Die Größe der Schlingen läßt sich auch durch Fotozellen, pneumatische Schalter oder vom Walzgut direkt betätigte Schalter oder Kontakte erfassen. Diese Messung kann jedoch nicht stufenlos erfolgen, so daß eine stetige Regelung der Walzendrehzahl ausgeschlossen ist.The size of the loops can also be determined by photocells, pneumatic Detect switches or switches or contacts actuated directly by the rolling stock. These However, the measurement cannot be carried out continuously, so that the roller speed is continuously regulated is excluded.

Weiter ist eine Einrichtung zum Reg#eln von elektromotorisch angetriebenen Aufwickelvorrichtungen für gewalztes Metallband durch ein von dem Durchhang des aufzuwickelnden Bandes beeinflußtes, auf den Antriebsmotor einwirkendes Steuerorgan bekannt, bei dem das Metallband unmittelbar als eine Belegung eines als Steuerorgan dienenden Ko#ndensato#rs dient, so daß dessen Kapazität sich mit der Entfernung des Metallbandes von der festen Belegung ändert.There is also a device for regulating electric motors driven Winders for rolled metal strip through one of the slack of the to be wound tape influenced, acting on the drive motor control member known, in which the metal strip is directly used as an occupancy as a control member serving coordinator, so that its capacity increases with distance of the metal band changes from the fixed occupancy.

Da die Kapazität sich quadratisch mit größer werdendem Abstand verringert und verhältnismäßig große Abstände mit Rückischt auf die Betriebssicherheiteingehalten werden müssen, ist die Anordnung für die meisten Anwendungsfälle nicht empfindlich genug.Because the capacity decreases quadratically with increasing distance and kept relatively large distances with a back-up on operational safety the arrangement is not sensitive for most applications enough.

Demgegenüber betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Ermittlung der Lage von Bändern, Drähten od. dgl. innerhalb, eines vorgegebenen Gebietes, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Band od. dgl. in Abhängigkeit von seiner Lage eine Kapazität beeinflußt, deren Größe ein Maß für die Lage des Bandes ist, und zwar sollen zu diesem Zweck elektrisch leitende Bänder o#d. dgl. einer festen, leitenden Platte, die so geformt ist, daß die ihr gegenüberliegendie Fläche des Bandes o#d. dgl. von seiner Lage abhängt, gegenübergestellt werden -und mit dieser zusammen die zu messende Kapazität bilden. Damit die dier festen Platte gegenüberstehende Fläche des Bandes od. dgl. stets eine Funktion von seiner Lage ist, kann man der Platte beispielsweise eine keil- oder sichelförmige Gestalt geben und sie so anordnen, daß dIas Band od. dgl. bei jeder Lage angenähert quer zu ihrer größten Mittellinie liegt. Häufig wird es vorteilhaft sein, zwei nel)ci,einandeirli--gc-nde feste Platten zu verwenden, die so geformt und angeordnet sind, daß sich die Größen der ihnen gegenüberliegenden Flächen des Bandes od. dgl. geg-ensinnig ändern.In contrast, the invention relates to an arrangement for determining the location of tapes, wires or the like. Within a given area, the is characterized in that the tape or the like. Depending on its location influences a capacitance, the size of which is a measure of the position of the tape, and although electrically conductive tapes o # d. Like. A solid, conductive Plate shaped so that the opposite surface of the belt o # d. Like. Depends on its location, be compared - and together with this form the capacitance to be measured. So that the fixed plate opposite Area of the band or the like is always a function of its location, one can use the For example, give the plate a wedge or crescent shape and arrange it so that the tape or the like in every position is approximately perpendicular to its largest center line lies. Often it will be advantageous to have two nel) ci, one-to-one-gc-nde solid plates to use that are shaped and arranged to match the sizes of them opposite surfaces of the band or the like. Change in opposite directions.

Die Platte oder die Platten können diann mit dem Band od. dgl. und gegebenenfalls weiteren mit ihnen verbundenen Tweilen die Kapazitäten eines oder mehrerer Schwingungskreise bilden,. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn sie als Meßglied eines Rügelkreises dienen soll, der auf die Lage des Bandes od. dgl. einwirkt. Mit dien auftretenden Schwingungskreisspannungen lassen sich zwei Verstärkerielernente steuern, deren Differenz in den Ausgangsgrößen ein Maß für die Lage des Bandes ist, die gegebenenfalls einem Regler zur Veränderung der Lage: des Bandes od. dgl. zugeführt werden kann. Man kann aber auch die Kapazitäten in einer Brückenschaltung vergleichen und die Brückenspannung messen und gegebenenfalls einem Regler zur Veränderung der Lage des Bandes od. dgl. zuführen. Zur Vermeidung von etwaigen äußeren Beeinflussungen der Kapazitäten und zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung der Kapazitäten ist es vorteilhaft, um die festen Platten herum geerdete Bleche anzubringen. Hierbei ist selbstverständlich dafür zu sorgen, daß die erforderliche Abschirmung erreicht wird, ohne die kapazitive Erfassung der Lageänderung zu beeinträchtigen.The plate or plates can then with the band or the like and, if necessary, other tweiles connected to them, form the capacities of one or more oscillation circuits. This arrangement is particularly advantageous if it is to serve as a measuring element of a stirrup circle that acts on the position of the band or the like. With serving occurring oscillation circuit voltages, two Verstärkerielernente be controlled, whose difference is a measure of the position of the band in the output variables, optionally a regulator for changing the position: od of the tape like can be supplied... But you can also compare the capacitances in a bridge circuit and measure the bridge voltage and, if necessary, feed it to a controller for changing the position of the strip or the like. To avoid any external influences on the capacitances and to avoid mutual influencing of the capacitances, it is advantageous to attach earthed metal sheets around the fixed plates. It is of course necessary to ensure that the necessary shielding is achieved without impairing the capacitive detection of the change in position.

Soll die Lage elektrisch nichtleitender Bänder od. dgl., die eine, endliche, ab-er merklich von 1 verschiedene relative Dielektrizitätskonstante besitzen, bestimmt werden, so kann man sie in einer ähnlichen Anordnung als veränderliches Dielektrikum zwischen zwei fest-en Platten eines Kondensators bringen, die ebenfalls so geformt sind', daß der vom Band od. dgl. zwischen den Kondensatorplatten erfüllte Raum von seiner Lage abhängt.If the position of electrically non-conductive strips or the like, which have a finite relative dielectric constant, but noticeably different from 1 , is to be determined, they can be placed in a similar arrangement as a variable dielectric between two fixed plates of a capacitor Which are also shaped so that the space filled by the tape or the like between the capacitor plates depends on its position.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.In the drawings is an embodiment of the invention Arrangement shown.

Fig. 1 zeigt schematisch die Schlingengrube einer Walzenstraße, in der das Walzgut eine Schlinge bildet. Das ban,dfbrmige Walzgut 1 wird durch die beiden Vertikalwalzen 2 hindurchbewegt,und bildet in der Schlingengrubc 3 zwischen diesen -und den beiden Horizontalwalzen 4 eine Schlinge. Die Bildung der Schlinge erfolgt automatisch durch eine vorübergehende Absenkung der Drehzahl der Walzen 4 bei Erfassen des Walzgutes. Die Drehzahl der Walzen 4 muß nun so gesteuert werden, daß die Schlinge vorgegebener Größe stets -erhalten bleibt. Um nun die Größe der Schlinge zu messen, werden in der Schlingengrube zwei feste sichelförmigge Platten 5 und 6 an einer geeigneten Stelle, beispielsweise also vor dem Einlauf in die Horizontalwalzen 4, angebracht, an denen das Walzgut varbeibewegt wird. Je nach der Größe der Schlinge wird das Walzgut anderen Stelle-n dieser Platten gegenüberstehen. Die zwischen Walzgut und alle-n geerdeten Teilen einerseits -und de-n Platten andererseits auftretenden Kapazitäten werden zwei in Fig. 2 näher dargestellten Schwingungskreisen zugefühTt. Die Größe dieser Kapazitäten ist dann von der Größe der Schlinge abhängig. Um eine gegenseitige kapazitive Beeinflussung der bei-den festen Platten zu verhindern, sind zwischen ihnen feste geerdete Bleche 7 und 8 an-geordnet.Fig. 1 shows schematically the loop pit of a rolling train in which the rolling stock forms a loop. The flat rolling stock 1 is moved through the two vertical rollers 2 and forms a loop in the loop pit 3 between these and the two horizontal rollers 4. The loop is formed automatically by a temporary lowering of the speed of the rollers 4 when the rolling stock is detected. The speed of the rollers 4 must now be controlled so that the loop of a given size is always maintained. In order to measure the size of the loop, two solid sickle-shaped plates 5 and 6 are attached to a suitable location in the loop pit, for example before entering the horizontal rollers 4, where the rolling stock is moved. Depending on the size of the loop, the rolling stock will face other places on these plates. The capacitances occurring between the rolling stock and all n grounded parts on the one hand and the n plates on the other hand are fed to two oscillation circuits shown in more detail in FIG. The size of these capacities then depends on the size of the loop. In order to prevent mutual capacitive influencing of the two fixed plates, fixed, earthed metal sheets 7 and 8 are arranged between them.

Fig. 2 zeigt das Bild einer Schaltung zum Vergleich der beiden Kapazitäten, die eine von der Lage des Walzgutes abhängige Ausgangsspannung liefert, die beispielsweise zur Beeinflussung. der Drehzahl der Horizontalwalzen ein-cm Regelkreis zugeführt werden kann. In den Schwingungskreisen 11 und 12 liegen die aus Walzgut und den geerdeten Teilen einerseits und den Platten andererseits gebildeten Kapazitäten 13 und 14. Beide Schwingungskreise werden über ihre, Indtuktivitäten 15 und 16 mit einer hochfrequenten Spannung erregt. Die mit den Kapazitäten 13 und 14 je in Reihe liegenden KondensatoTen 17, 18 -und 22 haben dabei nur die Aufgabe, die hießanordnung galvanisch von der Erde zu trennen. Beide Schwingungskreise werden so abgestimmt, daß bei Nichtvorhandensein von Walzgut gegenüber den festen Platten oder bei gleichen Flächen des Walzgutes unter den beiden Platten die auftretenden Spannungen in ihnen untereinander gleich und -etwa halb so groß wie die Resonanzspannungen sind. Dabei ist Voraussetzung, daß ihre Eigenfrequenzen entweder beide kleiner oder beide größer als die aufgedrückten Frequenzen sind. Die Schwingungskreisspannungen steuern dann die Gitter de#r Trioden 19 und 20, deren Anodenströme in dem Widerstand 21 verglichen werden.FIG. 2 shows the diagram of a circuit for comparing the two capacitances, which supplies an output voltage which is dependent on the position of the rolling stock and which is used, for example, for influencing. the speed of the horizontal rollers can be fed to a one-cm control loop. In the oscillation circuits 11 and 12 lie the capacities 13 and 14 formed from rolling stock and the earthed parts on the one hand and the plates on the other hand. Both oscillation circuits are excited by their inductivities 15 and 16 with a high-frequency voltage. The capacitors 17, 18 and 22, each in series with the capacitances 13 and 14, only have the task of galvanically separating the arrangement from the earth. Both oscillation circles are coordinated so that if there is no rolling stock compared to the fixed plates or if the rolling stock is the same under the two plates, the stresses occurring in them are equal to one another and about half as large as the resonance stresses. It is a prerequisite that their natural frequencies are either both smaller or both larger than the frequencies that are pressed on. The oscillating circuit voltages then control the grid of the triodes 19 and 20, the anode currents of which are compared in the resistor 21.

Weicht die Schlinge von ihrer vorgegebenen Größe ab, d. h. sind die: Flächen des Walzgutes unter den festen Platten nicht mehr gleich, so verändern sich die Kapazitäten in beiden Schwingungskreisen gegensinnig, die dann in ihren Eigenfrequenzen voneinander abweichen. Diese Verschiedenheit der Eigenfrequenzen der Schwingungskreise bewirkt eine Differenz in den Anodenströmen der Trioden, so daß ein Spann!ungsabfall am Widerstand21 auftritt. Dieser Spannungsabfall steuert den Drehzahlriegler des auf die Schlinge- folgenden Walzgerüstes derart aus, daß durch Veränderung der Drehzahl der betreffenden Walzen die Schlingengröße auf ihr vorgegebenes Maß zurückgeführt wird.If the loop deviates from its specified size, i. H. if the: areas of the rolled material under the fixed plates are no longer the same, then the capacities in both oscillation circles change in opposite directions, which then differ from one another in terms of their natural frequencies. This difference in the natural frequencies of the oscillating circuits causes a difference in the anode currents of the triodes, so that a voltage drop occurs across the resistor21. This voltage drop controls the speed lock of the roll stand following the loop in such a way that the loop size is reduced to its predetermined size by changing the speed of the relevant rolls.

Durch die Gegeneinanderschaltung der zwei Kapazitäten ist die Meßanordnung weitgehend unabhängig vom Querschnitt des# Walzgutes so-wie bei entsprechender Dämpfung der Schwingti#ngskreise unempfindlich gegen kleinere Schwankungen der erregenden hochfrequenten Spannung.By connecting the two capacitances against each other, the measuring arrangement largely independent of the cross-section of the rolled stock as well as with appropriate damping the oscillation circles insensitive to smaller fluctuations in the exciting ones high frequency voltage.

Zur Verminderung der festen Kapazitäten und damit zur Vergrößerung der relativen Kapazitätsänderung durch das Walzgut ist es vorteilhaft, den Boden der Schlingengrube unterhalb der Platten 5 und 6 auszusparen oder aus einem feuerfesten Isolierstoff herzustellen, so daß den Platt-en im wesentlichennur das Walzgut als zweiter Kondensatorbelag gegenübersteht.To reduce the fixed capacities and thus to increase the relative change in capacitance caused by the rolling stock, it is advantageous to cut out the bottom of the loop pit below the plates 5 and 6 or to make it from a fire-resistant insulating material, so that the plates are essentially only the rolling stock as a second capacitor layer facing.

Die Ein, bzw. Ausschaltung der Schlingenregeleinrichtung durch das Walzgut selbst, wie sie bei den bisher bekannten Einrichtungen erforderlich ist, erührigt-sich hierbei, da sofort nach Eintritt des Walzgutes die gewünschte Regelung einsetzt,und nach Austritt des Walzgutes sich selbsttätig die ursprüngliche Drehzahl einstellt.The activation or deactivation of the loop control device by the Rolled stock itself, as is required in the previously known devices, This is due to the fact that the desired regulation occurs immediately after the rolling stock has entered begins, and after the rolling stock emerges, the original speed is automatically set adjusts.

Bei der Regelung nach unten durchhängender Schlingen kann eine entsprechende senkrecht angebrachte Plattenanordnung zur Messung der Schlingengröße Verwendung finden, jedoch muß das Walzgut dann derart geführt werden, daßder Abstand von den Platten nicht zu sehr schwankt.When regulating downward sagging loops, a corresponding vertically attached plate arrangement for measuring the loop size use find, but the rolling stock must then be guided in such a way that the distance from the Plates don't fluctuate too much.

Bei geeigneter Ausbildnug der Führungsrinnen zwischen denWalzgerüsten kanndieSchl-ingenbildung und -regelung ohne jedes bewegliche Teil erfolgen.With a suitable design of the guide troughs between the rolling stands the loop formation and regulation can take place without any moving part.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for determining the slack of belts, wires -od. The like. Between two rollers or rollers, in which the band or the like is part of a capacity, the size of which depends on the sag to be determined, characterized in that the band. Od. The like. At least one solid, conductive plate is passed, which is shaped so that the size of the opposite, opposite surface of the tape od. The like. Depends on its position and together with this forms the capacitance to be measured.

2. Anor # &# nung according to claim 1, characterized in that the fixed plate has a wedge-shaped or sickle-shaped shape - and is arranged so that the tape or the like in each position is approximately transverse to its largest center line . - 3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized by two juxtaposed solid plates which are shaped and arranged so that the sizes of the opposite surfaces of the tape od. Like. Change in opposite directions. 4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the plate or plates with the tape #od. Like. And possibly other parts connected to it form the capacities of one or more oscillation circuits. 5. Arrangement according to claims 3 and 4, characterized in that two oscillating circuits are provided whose voltages control two amplifier elements, the difference in the output variables is a measure of the position of the tape, which can optionally be fed to a controller to change its position. 6. Arrangement according to claim 3, characterized in that the capacitances are compared in a bridge circuit and the bridge voltage is measured and, if necessary, a controller for changing the position of the strip. The like. Is fed. 7. The arrangement according to claim 3, characterized in that the fixed plates around grounded metal sheets are attached in such a way that the required shielding is achieved without impairing the capacitive detection of the change in position. Documents considered: German Patent No. 690 617; U.S. Patent No. 2,431,841; British Patent No. 604382; French patent specification No. 991295.