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Verfahren und Einrichtung zur Anzeige und Regelung der Längung von
in Bewegung befindlichem Walzgut, vorzugsweise Bändern
Für die Messung der Längung
von Walzgut, vorzugsweise von Bändern oder Blechen, ist bereits eine Einrichtung
bekanntgeworden, die aus zwei Impulsgebern und zwei Impulsaufnehmern besteht.
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Die Anordnung dieser Elemente ist derart getroffen, daß vor den Walzen
über dem ungelängten Walzgut in Längsrichtung des Bandes ein Impulsgeber und in
festem Abstand zu diesem ein Impulsaufnehmef angeordnet sind. Hinter den Walzen
ist ein zweiter Impulsgeber fest über dem Walzgut angeordnet und 7;U diesem in einstellbarem
Abstand ein dem zweiten Impulsgeber zugeordneter Impulsaufnehmer. Dieser Impulsaufnehmer
wird durch die Kennzeichen des ersten vor den Walzen angeordlleten Impulsgebers
nicht beeinflußt. Das wird beispielsweise durch Anordnung der beiden hinter den
Walzen angeordneten Elemente auf einer anderen Bahn des Bandes erreicht. Die Impulsgabe
und damit die Kennzeichnung des Bandes durch die beiden Im-Impulsgeber erfolgt gleichzeitig.
Beim Vorübergehen der durch die Impulsgeber auf das Band aufgebrachten Kennzeichen
an den beiden Aufnehmern werden in diesen Spannungen erzeugt. Ist der gegenseitige
Abstand der hinter den Walzen angeordneten Elemente gleich dem der vor den Walzen
angeordneten Elemente und ist die Längung des
Bandes Null, so werden
in den Impulsaufnehmern zur selben Zeit Spannungen erzeugt. Wird das Band nun gelängt,
so wird die hinter den Walzen auftretende Bandgeschwindigkeit größer werden als
vor den Walzen, so daß das Kennzeichen des hinter den Walzen angeordneten Impulsgebers
früher an diesem zugeordneten Impuls aufnehmer erscheint als das vor den Walzen
aufgebrachte Kennzeichen an dem ihm zugeordneten Impuls aufnehmer. Da der hinter
den Walzen angeordnete Aufnehmer in seinem Abstand zum zugehörigen Impulsgeter in
Längsrichtung des Bandes veränderbar ist, wird dieser derart verschoben, daß die
Spannungen der beiden Impuls aufnehmer wieder synchron sind, was mittels eines Indikators
angezeigt wird. Damit ist die Laufzeit der Kennzeichen wieder gleich. Die relative
Ortsänderung des veränderbaren, hinter den Walzen angeordneten Impulsaufnehmers
ist also der Längung des Walzgutes proportional.
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Dieses. Meßverfahren ist von der Bandgeschwindigkeit unabhängig. Die
Anzeige der Längung wird bei der bekannten Einrichtung mittels eines Oszillographen
bewirkt, auf dessen Bildschirm die Kennzeichen als Markierungen sichtbar gemacht
werden.
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Mittels der Einrichtung kann auch die Regelung der Walzen durchgeführt
werden.
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Die bekannte Einrichtung benötigt also sowohl vor den Walzen einen
Geber und einen Aufnehmer und hinter den Walzen nochmals einen Geber und einen Aufnehmer.
Dabei muß der hinter den Walzen angeordnete Aufnehmer außerdem noch verschiebbar
über dem Band angeordnet sein.
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Es ist ferner eine Einrichtung zur Messung der Längung von in Bewegung
befindlichem Walzgut bekannt, bei der das ungelängte Walzgut mittels eines Impulsgebers
fortlaufend mit Kennzeichen konstanten Abstandes versehen wird. Uber dem gelängten
Walzgut sind auf der Bahn der Kennzeichen zwei Aufnehmer angeordnet, in denen durch
das Vorbeilaufen der Kennzeichen elektrische Spannungen erzeugt werden. Der gegenseitige
Abstand der Aufnehmer entspricht dabei dem Abstand der Kennzeichen auf der Seite
des ungelängten Gutes.
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Einer der Aufnehmer ist ferner in Bandrichtung veränderbar angeordnet
und mechanisch mit einer Skaleneinrichtung gekuppelt, die in Längungseinheiten geeicht
sein kann. Wird dieser Aufnehmer verstellt, so wird gleichzeitig entsprechend ein
Zeiger über die Skala der Anzeigeeinrichtung bewegt.
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Bei nicht gelängtem, in Bewegung befindlichem Walzgut werden in den
Aufnehmern Spannungen erzeugt, die miteinander in Phase sind, da der Abstand der
Kennzeichen und der der Aufnehmer übereinstimmt. Die Beobachtung der Phasenlage
der beiden Aufnehmerspannungen erfolgt mittels eines Elektronenstrahl-Oszillograplhen.
Auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre erscheint eine einzige etwa sinusförmige
Schwingung.
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Wird das Walzgut gelängt, so vergrößert sich der Abstand der Kennzeichen
auf dem gelängten Gut und stimmt mit dem der Aufnehmer nicht mehr überein. Dadurch
ergeben sich an den Aufnehmern Spannungen, die zeitlich gegeneinander verschoben
sind, so daß auf dem Bildschirm des Oszillogfaphen gegeneinander verschobene Schwingungen
angezeigt werden. Es muß nunmehr der bewegbare Aufnehmer unter Beobachtung des Schirmbildes
in seiner Stellung so lange geändert werden, bis beide Schwingungszüge zur Deckung
kommen. Nun erst kann das eigentliche Meßergebnis an der Skaleneinrichtung des verschiebbaren
Aufnehmers abgelesen werden.
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Ein Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß vor der
Ablesung der Längung an der am bewegbaren Aufnehmer angeordneten Skaleneinrichtung
eine Einstellung dieses Aufnehmers und eine Zwischenablesung am Elektronenstrahl-Oszillographen
erfolgen muß. Es sind also stets zwei Ablesungen von zwei gesonderten Einrichtungen
notwendig. Da die Einrichtung nach einem Nullverfahren arbeitet, muß bei jeder Längungsänderung
eine neue Einstellung des Aufnehmers erfolgen. Ein weiterer Nachteil besteht in
der Notwendigkeit eines Elektronenstrahl-Oszillographen mit einem Elektronenschalter,
die einen beträchtlichen apparativen Aufwand darstellen. Bei den heutigen Walzgeschwindigkeiten
ist eine exakte Messung der Längung mittels der bekannten Einrichtung praktisch
nicht möglich.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine wesentliche Vereinfachung
der bekannten Einrichtungen sowohl im Aufwand als auch in der Bedienbarkeit zu erreichen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Anzeige
und Regelung der Längung von in Bewegung befindlichem Walzgut, vorzugsweise Bändern,
bei dem das ungelängte Walzgut fortlaufend mit konstanten Abstand aufweisenden Kennzeichen
versehen wird, so daß diese hinter den Walzen mit einem um die Längung vergrößerten
konstanten Abstand, jedoch in ihrer Lage zu den Kennzeichen des ungelängten Walzgutes
phasenverschoben erscheinen. . Die Erfindung besteht darin, daß die Phasenverschiebung
der Ken,nzeichenabstände des ungelängten und gelängten Walzgutes direkt als relative
Längung angezeigt wird.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig vor den Walzen ein
Kennzeichen und eine Steuerspannung erzeugender Impulsgeber angeordnet und hinter
den Walzen ein die Kennzeichen abtastender und gleichfalls eine Steuerspannung erzeugender
Impuls aufnehmer, wobei die Steuerspannungen des Impulsgebers und die im Impulsaufnehmer
erzeugten Spannungen auf das gleiche Anzeigegerät wirken. Einer weiteren Ausbildung
entsprecbend wird der Impulsgeber durch mit den Walzen umlaufende bzw. durch das
Band selbst gesteuerte Mittel gesteuert. Die durch den Impulsgeber und -aufnehmer
erzeugten Spannungen werden den Steuergittern einer an sich bekannten unselbständig
kippenden Röhrenschaltung zugeführt, in deren einem Anodenkreis ein Meßinstrument
angeordnet ist, das den Strommittelwert anzeigt. Einer weiteren Ausbildung entsprechend
steuert der Impulsgeber eine Blitzlampe, die das
gelängte Walzgut
beleuchtet und in deren stroboskopischem Licht ' die Kennzeichen des gelängten Walzgutes
ablesbar sind.
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Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen benötigt die erfindungsgemäße
Ausbildung nur noch einen Impulsgeber und einen Impulsaufnehmer.
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Außerdem arbeitet die Einrichtung gemäß der Erwindung nach dem Ausschlagsverfahren,
so daß eine laufende und unmittelbare Ablesung der Längung ohne komplizierte Einstellungen
und Zwischenablesungen erreicht ist. Der Aufwand der Einrichtung ist gegenüber den
bekannten Einrichtungen gleichfalls stark reduziert.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen an Hand eines
schematischen Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Fig. I ist das
Walzgut, dessen Längung gemessen bzw. überwacht werden soll, mit I bezeichnet. Dieses
Gut läuft durch eine Walze 2, an deren Welle eine Steuereinrichtung 3, beispielsweise
in Form einer Kontaktvorrichtung 4, angeordnet ist. Das Walzgut bewegt sich in der
durch den Pfeil angedeuteten Richtung durch die Walze. Vor der Walze ist in einem
dem Umfang der Walze entsprechenden Albstand ein die Kennzeichen erzeugender Impulsgeber
5 angeordnet. Dieser Geber wird nun durch die Einrichtung 3 derart gesteuert, daß
bei einer Walzenumdrehung mindestens ein Kennzeichen auf das Walzgut aufgebracht
ist. Wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, besitzt die Kontaktvorrichtung 4 einen
Nocken, der während eines Walzenumlaufes einmal den Kontaktsatz schließt, so daß
der Geber 5 entsprechend kurzzeitig erregt wird. Die Vorrichtung kann vorteilhaft
mit mehreren Nocken versehen sein. Bei jeder Erregung des Gebers 5, die eine Kennzeichnung
des Bandes I zur Folge hat, befindet sich also gleichzeitig ein bereits erzeugtes
Kennzeichen genau auf der Mittellinie 6 der Walzen 2, wie durch den Kreis 7 angedeutet.
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Das hinter der Walze austretende Band besitzt einen gleichfalls konstanten
Keunzeichenabstand, der jedoch durch die erfolgte Längung größer als der vor der
Walze auftretende Abstand ist. Über dem gelängten Band I ist nun ein Kennzeichenaufnehmer
8 auf der gleichen Linie wie der Geber 5 angeordnet. Dieser Aufnehmer 8 besitzt
gegen die Mittellinie der Walze mindestens einen dem Walzenumfang entsprechenden
Abstand, vorzugsweise jedoch ein ganzes Vielfaches n dieses Abstandes, da sich die
Phasenverschiebung zwischen den konstanten ungelängten und gelängten Kennzeichenabständen
mit steigendem Abstand des Aufnehmers 8 von der Walze 2 vergrößert, wie aus der
Fig. 2 ersichtLich. Hier ist mit I wieder das Band bezeichnet und die Walze mit
2. Der Geber 5 ist im gleichen Abstand wie nach Fig. I angeordnet und nicht dargestellt.
Das Band I ist der UbersichtlicHceit halber nur mit den erzeugten Kennzeichen versehen,
deren Abstand a sich nach dem Durchlaufen der Walze, wenn beispielsweise keine Längung
erfolgt, auch hinter der Walze nicht ändert.
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Tritt nun eine Längung des Bandes I auf, so ändert sich der Abstand
a hinter der Walze in den vergrößeren konstanten Abstand b, dem die Kreuzkennzeichen
9 zugeordnet sind. Es ist ersichtlich daß die gegenseitigeVerschiebung des nunmehr
hinter der Walze 2 scheinbar auftretenden Abstandes a und des wirklichen Abstandes
b mit größerer Entfernung von der Walze gleichfal'l's größer wird, wie durch die
Strecke c angedeutet. Der Aufnehmer 8 wird daher zweckmäßig in einer derartigen
Entfernung von der Walze angeordnet, wo das gelängte Kennzeichen g etwa in der Mitte
zwischen zwei scheinbaren ungelängten Kennzeichen 7 auftritt, in der Fig. 2 etwa
im Punkt 10. Der Geber 5 erzeugt also vor der Walze 2 Kennzeichen mit dem stets
gleichen Abstand a, die bei Längung hinter der Walze in den Abstand b übergehen.
Der Aufnehmer 8 wird durch diese Kfennzeichen erregt und erzeugt eine Spannung.
Tritt beispielsweise keine Längung auf, so wird im gleichen Zeitpunkt, in dem der
Geber 5 erregt wird und damit ein Kennzeichen auf dem Band I erzeugt, auch in dem
Aufnehmer eine Spannung erzeugt, da ein Kennzeichen 7 an demselben vorbeigeht. Am
Geber 5 kann im Moment der Erregung gleichfalls eine Spannung abgenommen werden.
Diese im gleichen Zeitpunkt auftretenden Geber- und Aufnehmerspannungen werden einer
bekannten, beispielsweise als »Kallirotron « ausgebildeten Röhrenschaltung 11 zugeführt,
wie in Fig. I dargestellt. Derartige unselbständig kippende Schaltungen besitzen
zwei stabile Zustände, in die sie durch Anlegen von Steuerspannungen mit bestimmter
Polarität an die Gitter oder Kathoden der verwendeten Röhren gebracht werden können.
Im Anodenkreis dieser Schaltung ist ein zur Anzeige dienendes Meßinstrument I2 angeordnet.
Die Röhrenschaltung ist nun so ausgebildet, daß sie auf gleichzeitig eintreffende
Eingangsspannungen, wie im Falle der Nichtlängung des Bandes, nicht anspricht und
daher aneh keine Anzeige ergibt. Tritt jedoch eine Längung auf, so wird nicht mehr
eine gleichzeitige Erzeugung der Geber- und Aufnehmerspannung erfolgen, da sich
die Bandgeschwindigkeit hinter der Walze 2 vergrößert hat und somit das Kennzeichen
g in kürzerer Zeit am Aufnehmer 8 vorbeiläuft, bei Voraussetz,ung, daß der Aufnehmer
von der Walze im Abstand n a angeordnet ist. Die vom Aufnehmer 8 erzeugte Spannung
wird also in bezug auf die vom Geber 5 erzeugte Spannung früher auftreten, so daß
zwischen beiden ein zeitlicher Unterschied besteht.
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Da der Aufnehmer 8, wie bereits bemerkt, eine bevorzugte Stellung
einnehmen soll (Fig. 2, Punkt 1 treten die vom Geber 5 und Aufnehmer 8 erzeugten
Spannungen in etwa gleichen Zeitabständen nacheinander auf und beeinflussen entsprechend
die Kippschaltung 11, die somit periodisch gesteuert wird, wobei das Anzeigeinstrument
12 beispielsweise den Mittelwert des Anodenstromes einer der gesteuerten Röhren
anzeigt. Die Wirkungsweise wird an Hand eines Diagramms näher erläutert.
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Durch die auf der oberen Abszisse aufgetragene Spannung des Aufnehmers
8 erfolgt ein Stromfluß im Anodenstronikreis Ja der das Anzeigeinstrumeint 12 enthaltenen
Röhre, der bei Auftreten der
Geberspannung Sp5 wieder zu Null wird
bis zum Auftreten der Aufnehmerspannung Sp8. Es ist ersichtlich, daß die Röhrenschaltung
jeweils 1/2 Abstand a stromführend und gesperrt ist. Der sich ergebende Mittelwert
wird dabei angezeigt. Treten nun Längungsänderungen auf, so ändert sich auch die
Stellung von Sp5 entweder nach links oder nach rechts, so daß sich eine entsprechende
Mittelwertsänderung ergibt.
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Da der-Kennzeichengeber 5 von der Walze 2 über die Vorrichtung 3,
4 gesteuert wird, ergibt sich auch bei schwankender Bandgeschwindigkeit stets ein
konstanter Kennzeichenabistand. Somit ist die erfindungsgemäße Einrichtung von der
Bandage schwindigkeit vollkommen unabhängig.
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Entsprechend einer weiteren Vereinfachung der Einrichtung kann an
Stelle des Aufnehmers 8 und der Röhrenschaltung 11 mit Anzeigeinstrument 12 eine
Lichthlitzlampe vernvendet werden, die vom Kennzeichengeber 5 gesteuert wird. In
diesem Falle wird beispielsweise am Punkt Io der Fig. 2 außerhalb des Bandes eine
feste oder veränderbare Marke angeordnet und das laufende Band 2 mit einer Blitzlampe
angeleuchtet, so daß durch den auftretenden stroboskopischen Effekt die aufgebrachten
Kennzeichen sichtbar werden, wobei der auftretende Unterschied zwischen der Außenmarke
und dem Bandkennzeichen einpaß für die Längung ist. Es ist selbstverständlich auch
möglich, die außerhalb des Bandes liegende Marke auf einer direkt in Längung geeichten
Skala bewegbar anzuordnen.