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Gerät zum Messen von Bandstärken und Bandgeschwindigkeiten an schnellaufenden
Bandstahlwalzen
Die Bestrebungen der letzten Jahre, das Kaltwalzen von Bandstahl
auf schnellaufenden Walzen durchzuführen, sind so günstig angelaufen, daß mit einer
weiteren Steigerung der Bandgeschwindigkeit, besonders an kontinuierlsichen Walzwerken,
zu rechnen ist.
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Um aber mit der durch die hohe Walz- bzw.
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Bandgeschwindigkeit gesteigerten Produktion auch ein qualitativ einwandfreies
Walzgut zu erhalten, ist es Bedingung, die Bandstärke bei jeder beliebigen Walzgeschwindigkeit
messen zu können. Das übliche Messen der Bandstärke mit der Mikrometerschraube ist
bei einer gewissen Fertigkeit des Walzers und bei einer Bandgeschwindigkeit bis
zu 40 m/Min. noch möglich, darüber hinaus kann eine Messung von Hand, wenn das Walzgerüst
nicht bei jeder Messung stilllgesetzt werden soll, nicht mehr durchgefülirt werden.
Für den Qualitätswert des Bandstahles ist es aber ausschlaggebend, daß dieser bei
gleichbleibender Walzenstellung, d. h. bei gleichbleibender Dickenabnahme, Walzgeschwind.igkeit
und Haspelzug ausgewalzt wird.
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Aus ,dieslem Grunde wird das Kaltwalzen von Blandstahl auf -schnellaufenden
Walzen ohne die Inanspruchnahme eines einwandfreien, selbsttätigen Meßgerätes ungünstig
beeinflußt.
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Die bis heute bekannten Meßinstrumente zum Messen von Band.stärken
bei beliebig hohen Walz-
gesch'windigkeiten zeigen die während des
Walzens auftretenden Dickenschwankungen, nicht aber die genaue und meterische Bandstärke
an sowie keine Bandgeschwindigkeit. Bei den bekannten Meßgeräten müssen Kon,trollmessungen
mit - der Mikrometerschraube von Hand weiter ,durchgeführt w,erden. Auch wäre eine
meßtechnische Registrierung der Bandstärkendifferenzmessung unzweckmäßig, da der
Instrumentenausschlag bei allen durchlaufenden Bandstärken im großen und ganzen
der gleiche ist.
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Aus obigen Gründen ist die Forderung nach einem einwandfreien Meßgerät,
das bei höchster Walzgeschwindigkeit die genaue Bandstärke und Bandgeschwindigkeit
anzeigt und registriert, sehr dringend, da die einwandfreie Messung eine unbeeinflußte
Fertigungskontrolle gewährleistet.
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Die Erfindung löst die Aufgabe so, daß eine Meß- bzw. Meterrolle,
die durch die veränderlichen Dicken des zu messenden Bandstahles bewegt wird, einen
Meßwiderstand verändert, der seine durch die Bewegung der Meßrolle veränderten elektrischen
Werte auf ein Präzisionsdrehspulgalvanometer, dessen Skala in Meterteilung gehalten
ist, überträgt, während die Drehgeschwindigkeit der Rolle über ein Fliehpendel auf
einen zweiten Widerstand wirkt, dessen Werte die Anzeige eines weiteren Anzeigegerätes
steuern, welches die Walz- bzw.
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Bandgeschwindigkeit anzeigt.
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Das Präzisionsdrehspulgalvanometer kann in beliebiger Anzahl, so
wie es die räumlichen Anlagen des Walzwerkes erfordern, als Anzeige- oder Mehrfarbenschreibergerät
in den Stromkreis des Meßwiderstandes geschaltet werden. Die Meßgeräte werden über
einen Umspanner mit 1 Volt gespeist.
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In den Zeichnungen Abb. 1 und 2 ist der Erfindungsgegenstand übersichtlich
-dargetellt.
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Abb. I zeigt die Vorrichtung zum Messen des Bandes und die elektrischen
Übertragungselemente; Abb. 2 zeigt die Aufstellung des Meßgerätes zwischen Walzgerüst
und dem Aufwickelhaspel; Abb. 3 zeigt ein Schema der Anordnung.
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In Abb. I ist mit I die Meß- bzw. Meterrolle bezeichnet, die auf
dem zu messenden Band 2 aufliegt und sich durch die Dickenschwankungen des durchlaufenden
Bandes nach oben bewegt. Mit 3 ist die Gegendruck- bzw. Kipprolle bezeichnet, die
im unteren Teil des Meßgerätes festgelagert ist und mit der Stellschraube 4 nach
oben und unten bewegt werden kann. Durch das Verstellen der Rolle 3 wird die Rolle
I in die jeweils erforderliche Nullage gebracht. Die Gegendruckrolle 3 ist in die
Stellung 3a kippbar, um beim Durchziehen des Bandes zwischen Walze und Haspel, am
Anhang des Walzprozesses, zwischen den Meßrollen genugend Platz zu haben. Während
des Meßvorganges steht die Gegendruckrolle 3 unter der Meßrolle 1 Die Meßrolle I
ist in einer kräftigen Gabel 5 gelagert, die in eine Führungs'stange 6 ausläuft.
Die Führungsstange 6 wird durch einen Zylinder 7 geführt, der die Meßrolle I in
eine genaue, senkrechte und ruhige Haltung zur Bandebene stellt und durch die im
Zylinder 7 befindliche Feder 8, die ,durch die Stellschraube g gespannt werden kann,
einen leichten Druck nach unten auf die Meßrolle I ausübt, wodurch die Meßrolle
1 ohne Schwingungen auf das zu messende Band 2 gedrückt wird.
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Die untere schwächere Feder 10 im Zylinder 7 ist als Pufferfeder
gedacht, die bei Abreißen oder Auslaufen des Bandes 2 aus den Meßrollen den Schlag
nach unten abbremsen soll. Die Meßrolle I und die Gegendruckrolle 3 sind aus bestem
Hartstahl hergestellt und laufen leicht in kräftigen Ku,gellagern.
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Das Übertragungsgestänge II bewegt sich um einen Lagerzapfen I2 und
betätigt die Zahnräder I3, die wiederum den Stromabnehmer 14 bewegen. Der Stromabnehmer
14 schleift über ,die Kontakte I6 des hundertohmigen Meßwiderstandes 15, der mit
hundert Anzapfungen von je I Ohm Widerstand, an den Schleifkontakten I6 liegt.
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Der hundertohmige Meßwiderstand 15 wird mit I Volt von dem Umspannen
19 gespeist und überträgt den Meßstrom zu den Instrumenten I8, über den sich leicht
um seine Achse drehenden Stromabnehmer 14, die Kontakte 16 und den Schleifbügel
17. Die Meßinstrumente 18, die als Präzisionsdrehspulgalvanometer ausgebildet sind,
können als Mehrfarbenschreiber oder als Anzeigegerät, je nach den betrieblichen
Anforderungen, in den Stromkreis der Meßeinrichtung geschaltet werden.
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Um mit der Bandstärke auch gleichzeitig die Bandgeschwindigkeit messen
zu können, ist die Meßrolle I als Meterrolle mit einem Durchmesser von 3I,8 mm ausgebildet,
die bei 10 Umdrehungen 1 m zurücklegt.
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Die Übertragung der Umdrehungen geschieht über ein Kegelräderpaar
20 und ein Fliehpendel 21, das wie bei einer Tachometeranordnung über ein Verbindungsgestänge
die Zahnräder 22 bewegt.
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Der Stromabnehmer 23, die Kontakte 24, der Schleifbügel 25 und der
hundertohmige Meßwiderstand 26 arbeiten in der gleichen Weise, wie es bei der Messung
der Bandstärke von- Punkt 14 bis 19 beschrieben worden; ist.
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Die beiden hundertohmigen Meßwi'derstände 15 und 26 sind mit den
Drehspulmeßinstrumenten 18 verbunden.
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In Abb. 2 ist -das Meßgerät 27 schwenkbar an dem Ständer 2-8 angebracht,
damit es bei Nichtbenutzung aus der Bandwalzflucht geschwenkt werden kann. Die beiden
von Hand verstellbaren Rollen 29 sollen dem Bandstahl beim Durchlaufen, über die
Meßrollen, auch bei höchster Walzgeschwindigkeit, einen ruhigen Lauf und Führung
geben. Um das Meßgerät 27 bzw. die Meßrolle I bei allen durch den Haspelauflauf
verursachten veränderlichen Bandlagen in der für die Messung erforderlichen genauen
Bandebene zu halten, ist das Meßgerät 27 auf eine Gewindebüchse 30 aufgeschraubt,
die eine Verbindungsstange 31 trägt, die mit der Rolle 34 an dem auflaufenden Band
auf der Haspel 33 liegt und sich bei jeder Umdrehung der Haspel um eine Bandstärke
verschiebt und dadurch über die Zahnräder 35 die Gewindebüchse verstellt, wodurch
das Meßgerät zwangsläufig mit der Bandebene gehoben oder gesenkt wird. Durch diese
Anordnung werden
die empfindlichen Knickungen und Pressungen zwischen
dem Bandstahl und der Meßrolle vermieden.
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Die Zugfeder 32 drückt die Verbindungsstange 31 mit der Rolle 34 leicht
gegen den auflaufenden Bandstahl 2. Mit dem H,andrad 40 wird die Vrbindungsstange
31 von Hand verschoben.
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Die Gewindebüchse 30 ist auf die Achse 36 des Ständers 28 passend
aufgeschoben und leicht um die Achse 36 drehbar. Das Meßgerät 27 ist aus seiner
Meß- bzw. Arbeitsstellung um 90° nach rechts und links schwenkbar und wird in diesen
drei Stellungen mit Hilfe des Drehkeiles 37; der in die Nocken 38 greift, arretiert.
Der Drehteil 37 ist oben und unten als Welle ausgeführt und hinter der Achse 36
an den Ständer 28 mit seinem unteren Wellenende gelagert. Das obere Wellenende führt
durch ein Auf stecklager, welches zugleich die Gewindebüchse hält. Mit dem Handrad
39, daß auf dem oberen Wellenenlde des Drehkeils aufgezogen ist, läßt sich der Drehkeil
37 leicht bewegen.
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Das elektrische Bandmeßgerät ist ein hervorragendes Mittel, die Leistungsfähigkeit
der gesamten Fertigungsmethode bedeutend zu steigern. Auch verlangt der wachsende
Rückgang an qualifizierten Walzern, den F'ertigungsgang der Erzeugmsse mit Hilfe
von Meßtechnischen Einrichtungen so auszubauen, daß eine rationelle Arbeitsleistung
gewährleistet ist.
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Es werden darum durch das Gerät nicht allein an schnellaufenden,
sondern auch an langsamlaufenden Walzmaschinen erfindungsgemäß folgende Vorteile
erzielt: I. Durch die genaue Messung und Registrierung der Bandstärke und der Bandgeschwindigkeit
am Mehrfarbenschreiber ist eine Arbeitsüberwachung gegeben, die jede Fehlwalzung
vermeidet, die Fertigungszeiten verkürzt, die Arbeitsleistung und somit den Beschäftigungsgrad
des Betriebes günstig beeinflußt.
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2 Die laufenden Fertigungskontrollen werden durch die registrierten
Messungen sehr erleichtert, da jede Arbeitsphase schnell überprüft werden kann,
was sich besonders bei der Anfertigung von dünnsten Bändern vorteilhaft auswirken
muß.
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3. Die untrügliche registrierte Messung der Walzgeschwindigkeit und
der Bandstärke unterbindet es, die vorgeschriebenen Abwalzstiche oder die Bandgeschwindigkeit
unbefugt zu ändern.
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Durch diese Überwachung wird die Lebensdauer der Walzen, Rollentlager,
Spindeln, Muffen, Getriebe usw. beträchtlich gesteigert.
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4. Durch die registrierten Messungen ist der Arbeitszeit- und der
Lohnverrechnung eine Ermittlung gegeben, aus der auf das genaueste die Maschinenlaufzeit,
die Neben- oder Handzeit und die ausgewalzte Materialstärke ersichtlich ist, die
für das Verrechnungsbüro unantastbare Unterlagen ergeben.
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5. Durch die meßtechnische Überwachung der gesamten Fertigung kann
das Walzgut mit voller Geschwindigkeit von Anfang bis zu Ende durch gefahren werden,
was bei Anwendung der üblichen Handmikrometerschraube überhaupt nicht möglich ist.
Die Steuerorgane der elektrischen Antriebe werden weniger beansprucht, Ida die bisherige
Schalthäufigkeit, bedingt durch das öftere Messen des Walzgutes mit der Mikrometerschraube
von Hand, fortfällt.
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Die geringe Schalthäufigkeit bewirkt eine gleichmäßige Belastung
des Stromnetzes und der Übertragungselemente sowie einen niedrigeren Energieverbrauch,
6. Der Betriebsüberwachung wird dadurch, daß in den Stromkreis des Meßgerätes ,beliebig
viele Instrumente geschaltet werden kö,nnen, die auch räumlich unbegrenzt weit voneinander
liegen dürfen, ohne daß das Meßergebnis beeinflußt wird, ein gutes Hilfsmittel in
die Hand gegeben, das sich besonders in ausgedehnten Fabrikanlagen als zweckdienlich
erweisen wird.
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Die Ausbil,dunglder Meßinstrumente als Präzisionsdrehspulgavanometer
geben, mit den dazu abgestimmten hundertohmigen Meßwiderständen, der Meßeinrichtung
eine sichere Gewähr für die einwandfreie und genaue Übertragung der gemessenen Werte.
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Die Skalen der Instrumente sind in 100 gleiche Grade aufgeteilt,
von denen jeder Teilstrich einen festen Meßwert in der Bandstärke bzw. in der Bandgeschwindigkeit
darstellt, je nachdem für welche Messung das Instrument benutzt werden soll.
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Durch die Benutzung des neuen elektrischen Bandmeßgerätes und den
dadurch zwangsläufig erzielten Vorteilen ergibt sich eine Kostensenkung für den
Fertigungsauftrag, für die Instandhaltung der elektrischen Anlagen und des Maschinenparkes
sowie für die gesamte Betriebshaltung.
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Danach darf das elektrische Bandmeßgerät bei keiner neuzeitlichen
Walzmasch inenausrüstung mehr fehlen.
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Die Erfindungsidee wird durch konstruktive Änderungen nicht berührt.