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Einrichtung zum Messen der Spannung von bandförmigem Walzgut Gegenstand
des Patents 678 02 1 ist eine Einrichtung zum Messen der Spannung von bandförmigem
Walzgut beim Walzen mittels einer zwischen zwei Walzgerüsten oder einem Walzgerüst
und einem Haspel angeordneten und gegen das Walzband unter Druck anliegenden Spannungsmeßvorrichtung,
beider zur Überwachung der gleichmäßigen Vertei= lung der Bandspannung über die
Breite des Bandes zu beiden Seiten des Walzbandes je eine Spannungsmeßvorrichtung
angeordnet ist, welche gemeinsam eine Differentialmeß- und -anzeigevorrichtung beeinflussen.
Bei der Ausführung des Hauptpatents wirken die freien Enden von Hebeln, welche unter
Federdruck stehen und eine sich über die ganze Bandbreite erstreckende Meßrolle
tragen, auf je einen Anker einer Induktionsspulenanordnung mit dreischenkligen Eisenkernen
ein, deren Primärwicklung auf dem mittleren Schenkel an einer Wechselstromquelle
liegt und deren Sekundärwicklungen auf den beiden äußeren Schenkeln mit dem Differentialmeßinstrument
und einem weiteren Meß- und Anzeigegerät zur Überwachung der konstant zu haltenden
mittleren Gesamtzugspannung des Bandes verbunden sind.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, statt dieser lnduktionsspulenanordnung
mit Eisenkernen eine einfachere Ausführung vorzusehen, die nur handelsübliche Teile
verwendet. Dies wird dadurch erreicht, daß die die Meßrolle tragenden federnden
Hebel ihre Bewegung auf die beweglichen Abgreifkontakte zweier an dieselbe Spannung
angeschlossener Spannungsteilwiderstände übertragen, und daß als Differentialmeß-
und -anzeigevorrichtung ein zwischen die Abgreifkontakte dieser Spannungsteilwiderstände
geschalteter Spannungsmesser vorgesehen ist.
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Außer dem Differentialmeß- und -anzeige-;Instrument sind an die Abgreifkontakte
der Spannungsteilwiderstände zwei gleich große Widerstände angeschlossen; an den
Verbindungspunkt
dieser beiden Widerstände und an die Verbindung
derjenigen Enden der Spannungswiderstände, auf welche die Abgreifkontakte bei Entlastung
der Meßrollen rücken, ist ein an sich bekannter Spannungsmesser zur Überwachung
der konstant zu haltenden mittleren Zugspannung des Bandes angeschlossen.
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Die gleichzuhältende mittlere Zugspannung des Bandes ist mittels eines
an die gleiche Spannung wie die beiden von der Meßrolle gesteuerten Spannungsteilwiderstände
angeschlossenen weiteren Spannungsteilwiderstandes einstellbar.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
bei dem für die entsprechenden Teile die gleichen Be= zugszeichen gewählt sind wie
im Hauptpatent. Das Walzgut to wird von dem Walzwerk 3 über die von den federnden
Hebeln 20, 21 getragene Meßrolle 17 zu dem Haspel 2 geleitet, der von dem Haspelmotor
13 angetrieben wird. Die freien Enden der Hebel 20 und 21 sind mit dem Abgreifkontakt
je eines Potentiometers Dl bzw. P2 verbunden, die an der gleichen Spannung, hier
die Ankerklemmen einer Erregermaschine EIYl, liegen. Unmittelbar zwischen den beiden
Abgreifkontakten der Potentiometer ist das Differentialmeßinstrument 31 geschaltet,
das also von der Differenz der von den Hebeln 20 und 21 an den Potentiometern I'1
und P2 eingestellten Spannung erregt wird. Wenn die Zugspannung im Walzgut über
die Breite des Walzbandes gleichmäßig verteilt ist, werden die beiden Hebel 2o und
21 durch die Rolle 17 um gleiche Beträge heruntergedrückt, und die Abgreifkontakte
der beiden Potentiometer stehen dann in gleicher Höhe. und sie greifen die dleiche
Spannung ab, so daß am Meßinstrument 31 kein Spannungsunterschied besteht und der
Zeiger in einer mittleren Nullstellung steht. Bei ungleichmäßiger Verteilung des
Zuges über die Breite des Walzbandes werden von den Abgreifkontakten der beiden
I'otentiometer P, und P= verschieden grobe Spannungen abgegriffen, und das Instrument
31 schlägt, je nachdem, ob die Zugspannung auf der einen oder anderen Seite des
Walzbandes überwiegt, nach der einen oder anderen Seite aus. Das Meßinstrunient
31 kann in der im 13 Iuptpatent näher beschriebenen Weise tnit Kontakten zu beiden
Seiten der Nullstellung versehen sein, die bei l-berschreiten einer bestimmten Differenz
der Spannungen von dem Zeiger geschlossen werden und über Relais und Schütze die
Anstellmotoren des Walzwerks in solchem Sinne einschalten, dal3 die utigleiclimäl,iige
Verteilung des Zuges über die Breite des Walzbandes aufgehoben wird. An den Abgreifkontakten
ist ferner hinter dem Meßinstrument 31 je ein Ende eines gleich großen Widerstandes
W1 bzw. W= angeschlossen, die mit ihren anderen Enden miteinander verbunden sind,
so daß an diesem Verbindungspunkt der Mittelwert der von den beiden Abgreifkontakten
der Potentiometer Dl und P2 abgegriffenen Spannungen auftritt. Dieser Mittelwert
der Spannungen, der dem auf das Walzgut ausgeübten mittleren Gesamtzug entspricht,
wird durch das Meßinstrument 32 angezeigt.
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An dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände W1 und W2 ist außerdem
das eine Ende einer Spule Spe angeschlossen, deren anderes Ende mit dem Abgreifkontakt
eines dritten, von Hand unmittelbar oder durch Fernsteuerung einstellbaren Potentiometers
P.1 verbunden ist, das zur Einstellung eines gewünschten mittleren Gesamtzuges im
Walzband dient. Die Spule Spe, die die Steuerspule eines Tirillreglers oder, wie
im dargestellten Falle, die Steuerspule eines Thomaregiers sein kann, wird von der
Differenz der den tatsächlich auftretenden mittleren Gesamtzug im Walzband anzeigenden
Mittelwert der Spannungen der beiden Potentiometer P, Lind P2 und der den gewünschten
Wert der mittleren Gesamtzugspannung entsprechenden Spannung am Potentiometer P3
erregt, und sie kann dazu benutzt werden, den Antrieb des Haspelmotors so zu steuern,
daß der durch das Potentiometer P3 eingestellte Sollwert des mittleren Gesamtzuges
aufrechterhalten wird.
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Das Feld 13L des Haspelmotars wird von der Erregermaschine Erll konstant
erregt. Die Erregermaschine wird von dem Umformermotor U/17 mit konstanter Drehzahl
angetrieben und sitzt auf derselben Welle mit einem Leonardgenerator LG zur
Speisung des Ankers des Haspelmotors. Zur Veränderung der Drehzahl des Haspelmotors
wird das Feld FG des Leonardgenerators durch den \Viderstandsregler R verändert,
dessen Bürste B mit dem Drehkolben I< eines Thomareglcrs Tlr gekuppelt ist. Der
Drehkolben h wird v oti einem Steuerventil V, das die eine oder die andere Seite
des Drehkolbens mit einem Druckfiüssigkeitszuleitutigsrolir ZR verbindet. gesteuert.
Das Ventil V wird in bekannter Weise von zwei Magnetspulen Sp, und Sp_ gesteuert,
von denen die Spule Sp, konstam erregt ist und bei unerregtein Magnet Sp_ den Ventilkolben
-c-en die Feder F in :-inur mittleren Stellung hält, in der beide Seiten des Drehkolbens
I( von der Zuführungsleitung ZR abgesperrt sind. Wenn die Spule Sp_ im selben Sinn
wie die Spule Sp, von Str)in durchtlossen wird, so unterstützt ihr Fell das Feld
der Spule Spi und infolgedessen
wird der Ventilkolben aus der mittleren
Stellung nach oben geschoben, wodurch linke Seite des Drehkolbens I@ mit -der Druckflüssigkeit
im Zuführungsrohr ZR und die rechte Seite mit dem Auslaß verbunden wird, während
bei der Erregung der Spule Spe im entgegengesetzten Sinne der Ventilkolben nach
unten verschoben und die rechte Seite des Drehkolbens mit der Druckflüssigkeit verbunden
wird.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der dargestellten Steuerung zur
selbsttätigen Aufrechterhaltung des durch das Potentiometer P3 eingestellten gewünschten
mittleren Gesamtzuges im Walzband sei zunächst angenommen, daß sich das Walzband
von dem Walzwerk 3 zu dem Haspe12 bewegt, durch den es aufgewickelt wird. Weiter
sei angenommen, daß der nicht dargestellte Walzmotor nicht eingeschaltet ist und
das Potentiometer P3 in der dargestellten höchsten Stellung steht, bei der der eingestellte
Zug gleich Null iA. Ebenso sollen alle übrigen Teile die in der Zeichnung dargestellte
- Stellung einnehmen. Wenn nun das Potentiometer P3 zur Einstellung eines gewünschten
Gesamtzuges im Walzband nach unten verschoben wird, dann wird von dem Abgreifkontakt
des Potentiometers. P3 eine niedrigere Spannung abgegriffen, als sie an den Abgreifkontakten
der Potentiometer P1 und P2 liegt, und es kommt infolgedessen ein Stromfluß von
der Plusklemme der Erregermaschine F'!19 über die Abgreifkontakte der Potentiometer
P1 und P=, die Widerstände W1 und fV=, die Spule Spe zu dem an einer kleineren Spannung
liegenden Abgreifkontakt des Potentiometers P3 zustande, der durch die Spule Spe
in umgekehrter Richtung fließt wie der Strom durch die Spule Spl und infolgedessen
deren Feld schwächt, so daß der Ventilkolben V durch die Feder F nach unten gezogen
wird. Infolgedessen wird die rechte Seite des Drehkolbens K mit der Druckflüssigkeit
im Rohr ZR verbunden und der Kolben im Uhrzeigersinn gedreht, wobei er die Bürste
B des Widerstandsreglers R im gleichen Sinne bewegt. Dadurch wird das Feld
FG des Leonardgenerators LG an Spannung gelegt und von dem Leonardgenerator
LG eine Spannung erzeugt, die dem Anker des Haspelmotors 13 aufgedrückt wird.
Da das Feld 131' konstant erregt wird, übt der Haspelmotor ein Drehmoment
aus, durch das der Haspel e im Aufwickelsinn gedreht und das Walzband gespannt wird.
Hierdurch werden die Hebel 20 und 21 nach unten gedrückt und mit ihnen die Abgreifkontakte
der PotentiometerPl und P>: Dies geschieht so lange, bis die Potentiometer P1 und
P.@ die gleiche Höhenlage einnehmen und die gleiche Spannung abgreifen wie der Abgreifkontakt
des Potentiometers P3. Dann wird die Spule Spe stromlos, und der Ventilkolben V
geht in die dargestellte Absperrlage zurück, und der Drehkolben I< bleibt infolgedessen
in der zuletzt eingenommenen Stellung stehen. Wenn nun der Walzmotor eingeschaltet
wird und das Walzband zu dem Haspe12 bewegt, kommt auch der Haspelmotor auf Touren,
und er erzeugt eine Gegen-EIII-Z, durch die der Ankerstrom und damit sein Drehmoment
geschwächt wird. Der Zug im Walzband läßt daher nach, und die Abgreifkontakte der
Potentiometer P1 und P.= «erden durch die Feder 20 und 21 wieder etwas nach oben
verstellt, so daß die Spule Spe wieder im entgegengesetzten Sinne von Strom durchflossen
wird wie die Spule Sp, Der Ventilkolben V wird wieder nach unten gezogen und der
Drehkolben I( «-eiter im Uhrzeigersinn gedreht und damit durch die Bürste B ein
größerer Teil des Widerstandes im Feldstromkreis des Leonardgenerators kurzgeschlossen.
Dadurch wird die von dem Leanardgenerator erzeugte Spannung erhöht und ein größerer
Ankerstrom durch den I-Iaspelmotor 13 geschickt, wodurch dessen Drehmoment und damit
der Zug im Walzband w:eder erhöht wird, bis die Potentiometer Dl und P@ wieder die
gleiche Stellung wie das Potentiometer P3 einnehmen und damit der an diesem Potentiometer
eingestellte Gesamtzug im Walzband wieder erreicht ist.
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Die gleiche Einrichtung ist bei einem Umkehrwalmverk auch an dem Abwickelhaspel
vorgesehen. Wenn hierbei im Stillstand das Potentiometer P3 nach - unten verstellt
wird, um einen gewünschten Zug einzustellen, so wird der Regler R in genau der gleichen
Weise, wie für die Einrichtung des Aufwickelhaspels beschrieben wurde, aus der dargestellten
Ruhestellung nach links verstellt, und der Motor des Abwiclelhaspels sucht sich
im Aufwickelsinn zu drehen, wobei er auf das Walzband einen Zug ausübt, bis die
Potentiometer P1 und P@ die gleiche Spannung einstellen wie das Potentiometer P3.
Wenn nun der Walzmotor angefahren wird, wird der Motor des Abwickelhaspels gegen
sein Drehmoment angetrieben, und er arbeitet infolgedessen als Generator. Hierdurch
wird der Strom in seinem Ankerkreis verstärkt und der auf das Walzband ausgeübte
Zug ebenfalls erhöht, so daß nun die Potentiometer P, und P@ über die dem Potentiometer
P3 entsprechende Stellung hinaus nach unten verschoben werden. Infolgedessen wird
jetzt von dem PotentiometcrP3 eine höhere Spannung abgegriffen als von dem Potentiometer
P.S, und der Strom in der Spule Spe kehrt seine #Richtung um, so daß nun der Ventilkolben
nach oben gehoben wird und die linke Seite des
Drehkolbens mit der
Druckflüssigkeit in Verbindung gebracht wird. Der Drehkolben dreht nun die Bürste
B des 'Reglers R in Richtung auf die Nullstellung zurück. Wenn mit so niedriger
Drehzahl gefahren wird, daß die dem Haspelmotor 13 induzierte Spannung genügt, um
den Strom unter überwindung der Ohmschen Widerstände durch den Ankerkreis zu treiben,
dann wird die Bürste B bis ""in die Nullstellung zurückgedreht und dort zum Stillstand
gebracht. Bei höherer Drehzahl des Walzmotors wird der Ankerstrom durch die generatorische
Wirkung der Haspelmaschine so sehr verstärkt, daß die Bürste B auf die rechte Seite
von der Nullstellung gedreht wird, wobei das Feld des Leonardgenerators
LG umgekehrt wird und infolgedessen der Leonardgenerator als Motor angetrieben
wird. Hierdurch wird der Ankerstrom herabgesetzt, und der Zug im Walzband läßt nach.
Dies wird so lange fortgesetzt, bis die Potentiometer P1 und P., wieder in dieselbe
Höhe gelangt sind wie das Potentiometer P3. richteng ein zwischen diese Abgreifkontakte
geschaltetes Spannungsmeßinstrument (31) dient.
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2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die
Abgreifkontakte der Spannungsteilwiderstände (P1, P.) außer dem Differentialmeß-
und -anzeigeinstrument (31) zwei gleich große Widerstände (W1, W@) angeschlossen
sind, und daß an deren Verbindungspunkt und an die Verbindung derjenigen Enden der
Spannungsteilwiderstände, auf welche die Abgreifkontakte bei Entlastung der Meßrolle
(17) rücken, ein an sich bekannter Spannungsmesser (32) zur überwachung der konstant
zu haltenden mittleren Zugspannung des Bandes angeschlossen ist.
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3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzuhaltende
mittlere Zugspannung des Bandes mittels eines an die gleiche Spannung wie die von
der Meßrolle (17) gesteuerten Spannungsteilwiderstände (P1, P.) angeschlossenen
weiteren Spannungsteilwiderstandes (P3) einstellbar ist.
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q.. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände (W1 und W.) und dem Abgreifkontakt
des Gesamtzugeinstellpotentiometers (P3) die Spule (Sp.) einer Regelvorrichtung
für den Antriebsmotor eines Walzgerüstes oder eines Haspels angeschlossen ist, welche
in an sich bekannter Weise diesen Antriebsmotor im Sinne der Aufrechterhaltung einer
gleichbleibenden mittleren Zugspannung des Bandes steuert.