具有沿帶材運行方向的測量柱的平整度測量輥的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平整度測量輥，其用于通過測量帶材寬度上的帶材拉應力分布來測定帶材、特別是金屬帶材的平整度誤差，該平整度測量輥具有多個整合在輥表面中的測量點，這些測量點為了測量帶材拉應力而在輥寬度上分布地設置在不同的寬度位置上，其中，測量點分別具有一個與輥表面齊平的測量體，該測量體設置在一個或多個測力傳感器上。
【背景技術(shù)】
[0002]利用這樣的平整度測量輥通過測量帶材寬度上的帶材拉應力分布來測定帶材、特別是金屬帶材中的平整度誤差，其中，在整個帶材寬度上處于帶材拉力下的帶材以一個事先給定的纏繞角纏繞平整度測量輥，并且通過這種方式根據(jù)局部的縱向拉應力分布沿著帶材寬度方向在平整度測量輥上施加局部的壓緊力，從這些壓緊力中可以檢測帶材拉應力分布。然后從帶材寬度上的帶材拉應力分布可以直接測定帶材缺陷和特別是波紋度或者帶材翹曲(Bandsaebel)，這是因為由拉應力差表示各個帶條的長度偏差。
[0003]各個測量點的測量體構(gòu)成護罩，這些護罩作用在設置在其下的測力傳感器、例如壓電石英上。在此適宜的是:在中間連接壓電石英的情況下將護罩相對輥夾緊。為了將在一方面測量體或者護罩與另一方面輥體之間的力分流降低到最小程度，規(guī)定:測量體或者護罩通過完整環(huán)繞的間隙與輥表面脫離并且僅僅相對力傳感器夾緊，而無需與輥材料進一步接觸。因此測量體或者護罩在(完全)負荷期間和在護罩無顯著變形的情況下相對測力傳感器運動。
[0004]例如由EP O 595 072 B2或DE 10 2004 008 303 Al已知了這樣的測量輥。
[0005]在由EP O 595 072 B2已知的平整度測量輥中，測量體構(gòu)造成圓形的護罩，這些護罩分別放置在一個測力發(fā)送器上。在帶材寬度上分布地設置有大量這樣的測量點，從而利用各個測量點為不同的寬度位置檢測帶材拉應力。在此另外規(guī)定:這些測量點不僅分布地設置在帶材寬度上，而且還分布地設置在輥的圓周上。利用每個測量點可以在每個循環(huán)中檢測一個測量值。
[0006]由DE 10 2004 008 303 Al 了解了一種平整度測量輥，在該平整度測量輥中，平整度測量柱作為測量體整合在輥表面中，這些平整度測量柱支撐在傳感器上并且為了確定帶材寬度上的拉應力分布而傾斜于輥軸線延伸，使得這樣的測量柱一方面在輥的事先給定的寬度區(qū)域上和另一方面在該輥的事先給定的圓周區(qū)域上延伸。通過這樣的傾斜于輥軸線設置的測量柱可以在時間上依次檢測大量的測量值，這些測量值分別配屬給輥的和因此帶材的不同的寬度位置，從而可以利用一個測量體(即一個測量柱)在不同的寬度位置上實施測量。在此通常規(guī)定:將這樣的平整度測量柱中的多個平整度測量柱在帶材寬度上分布地設置，所述多個平整度測量柱分別覆蓋測量輥的或者金屬帶材的一個確定的寬度區(qū)域。
[0007]眾所周知的平整度測量輥基本上經(jīng)受住了考驗，然而它們是能夠進一步發(fā)展的、而且特別是在測量精度方面。本發(fā)明以此處為出發(fā)點。
[0008]此外，由DE 41 35 614 Al公知了一種平整度測量輥，在該平整度測量輥中利用電橋?qū)y力傳感器覆蓋，該電橋沿著輥周延伸并且在此在兩側(cè)直接利用螺栓固定在轉(zhuǎn)向輥的橫截面中，因而在測量過程中電橋不得不發(fā)生變形。
[0009]類似的內(nèi)容適用于由EP 2 447 198 Al已知的測量棍，在該測量輥中，測量點配置組件懸掛在輥的凹槽中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是，提供一種文首述及類型的平整度測量輥，利用該平整度測量輥可以在構(gòu)造簡單的同時通過測量帶材拉應力分布以提高的測量精度來檢測平整度誤差。
[0011]為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明教導一種平整度測量輥，其用于通過測定帶材寬度上的帶材拉應力分布來測定帶材、特別是金屬帶材的平整度誤差，該平整度測量輥具有多個整合在輥表面中的測量點，這些測量點為了測量在輥寬度上的帶材拉應力分布而分布地設置在不同的寬度位置或者寬度坐標上，
[0012]其中，測量點分別具有一個與輥表面齊平的測量體，該測量體設置在一個或多個測力傳感器上，
[0013]其中，測量體以它們的沿著帶材運行方向延伸的縱向在輥表面的俯視圖中垂直于棍軸線定向，
[0014]其中，測量體在它們的長度的至少一個限定測量長度的部分上具有一個(基本上)恒定的寬度，
[0015]從而在輥每旋轉(zhuǎn)一圈時能夠利用測量點分別為相應的寬度位置或者寬度坐標檢測大量的測量值。
[0016]在此，本發(fā)明以下述認識為出發(fā)點:如果平整度測量輥或者其測量點構(gòu)造成在輥每旋轉(zhuǎn)一圈時并且因此在每個測量周期中可以利用一個單獨的測量點(該測量點由一方面測量體和另一方面一個測力傳感器或者多個測力傳感器組成)為一個確定的寬度位置或者寬度坐標檢測多個測量值，從而可以由這些測量值例如可以構(gòu)成一個平均值，那么可以顯著提高測量精度。通過這樣的多次測量和平均值構(gòu)成降低了測量不可靠性和測量誤差，從而提高了測量精度。根據(jù)本發(fā)明這通過如下方式得以實現(xiàn):測量點構(gòu)造有測量體，這些測量體在它們長度的至少一部分上具有基本上恒定的寬度，從而在時間上依次利用同一個測量體為同一個寬度位置檢測多個測量值。測量體的這個具有相同寬度的長度限定測量長度。
[0017]例如在按照的現(xiàn)有技術(shù)的已知的具有圓形護罩的平整度測量輥的情況中，在板材駛過時接觸面的大小不斷變化并且所以只能對一個測量周期內(nèi)的和因此在輥旋轉(zhuǎn)一圈情況下的相應的最大值進行分析處理，而在根據(jù)本發(fā)明的方案中存在的可能性是:每個測量周期和因此輥每旋轉(zhuǎn)一圈檢測大量的“有用的測量值”，這是因為在測量長度內(nèi)可以為同樣的寬度坐標采集(aufnehmen)具有代表性的測量值，而這些測量值沒有由于接觸面大小不同而不正確。測量體以基本上眾所周知的方式通過完整環(huán)繞的間隙與輥表面脫離并且僅僅相對力傳感器夾緊。與由DE 41 35 614 Al已知的測量點不同，不是通過測量電橋的變形、而是通過完全地“操縱”測量體、例如測量柱來進行測量值檢測，因而即使在帶材僅僅在邊緣區(qū)域內(nèi)覆蓋測量長度內(nèi)的測量體的情況下也已經(jīng)能夠檢測測量值。
[0018]原則上可以為測量體考慮各種不同的幾何形狀，只要它們在長度的一個確定的部分上具有基本上恒定的寬度。因此這些護罩的測量體例如可以構(gòu)造成方形的。然而特別優(yōu)選測量體作為測量柱構(gòu)造成矩形的(或者條狀的)，這些測量柱具有的長度大于寬度。在此，本發(fā)明以下述認識為出發(fā)點:由于測量體(沿著周向)的大的長度或者測量長度可以為相應的寬度坐標檢測大量的測量值。相對長度減少寬度具有的優(yōu)點是:在輥寬度上和因此也在帶材寬度上可以依次排成一列地設置大量的測量體，因而可以提高帶材寬度上的測量分辨率。測量體的測量長度在此優(yōu)選大于帶材按照纏繞角與輥的接觸長度。
[0019]例如如果在輥徑為600mm的情況下以5°的纏繞角運行，那么由此產(chǎn)生帶材的約26mm的理論接觸長度。在測量柱的測量長度為80mm和每2mm測量一次的情況下結(jié)果是:帶材在開始時與測量柱接觸O至26_而在下一次測量時2_至28_等等。在相應測量結(jié)束時實現(xiàn)54_至80_的接觸，因而在這個實施例中利用一個測量柱在每個測量周期中可以為相應寬度坐標進行28次測量。
[0020]特別優(yōu)選測量體、例如測量柱分別放置在(至少)兩個沿著縱向(對準地)相繼設置的測力傳感器上。這些測力傳感器優(yōu)選分別設置在測量柱的端部區(qū)域中。在這種情況中可以通過如下方式將兩個或者更多個測力傳感器用于檢測測量值，即，例如將兩個信號合計。因此可以與測量柱或者說測量體最初是否在傳感器之一的區(qū)域內(nèi)或例如在傳感器之間被加載無關地在整個測量長度上可靠地采集有代表性的檢測值。由于在測量期間，所產(chǎn)生的測量力在測量柱上移動并且按照輥徑并不總是精確地處于力接收器(Kraftaufnehmer)的測量方向中，這些力接收器可能相對半徑錯開地定向，所以至少理論上會出現(xiàn)“測量誤差”。然而這些偏差在通常的輥徑下是很小的并且此外毫無問題地存在可能性:根據(jù)眾所周知的角位通過計算對這些偏差進行修正。
[0021]即使優(yōu)選一個測量體、例如一個測量柱放置在兩個測力傳感器、例如兩個壓電元件上，在本發(fā)明的范圍內(nèi)原則上將測量體、例如測量柱僅設置在一個設置在中心的測力傳感器上并且在中間連接有這個單獨的測力傳感器的情況下將所述測量體與輥夾緊。這特別是在測量體具有足夠的彎曲穩(wěn)定性時是可能的，從而在負荷過程中不出現(xiàn)(顯著的)變形。然而優(yōu)選如上所述利用(至少)兩個測力傳感器進行工作。
[0022]特別優(yōu)選多個測量點整合在一個測量點組中，一個這樣的測量點組具有大量的測量點，這些測量點在輥寬度上分布地、相對彼此具有距離地設置在一個共同的圓周位置或者說角位置上。通過這種方式存在的可能性是:利用一個這樣的測量點組同時在輥的一個角位置中測量帶材寬度上的帶材拉應力分布。由于可以利用比較狹窄的測量體、例如測量柱工作，所以存在將大量的測量點并排地設置在一個共同的角位置中的可能性。與例如圓的護罩或者測量點不同，不需要將并排設置的測量點在圓周上彼此錯開地定位。在此出于穩(wěn)定性原因在兩個相鄰的測量點之間保持一定的(自由的)最小距離是適宜的，該最小距離例如為20mm至100mm、優(yōu)選30mm至70mm。通過這種方式可以總體上保障棍的剛性，即使在大量的測量柱直接并排設置的情況下。
[0023]在這種實施方式的改進方案中存在的可能性是:將這樣的測量點組或者測量柱序列中的多個測量點組或者測量柱序列分布在輥的圓周上，其中，每個測量點組設置在不同的角位置上。在此存在的可能性是:測量點組的測量點分別設置在相同的寬度位置或者說寬度坐標上，從而利用這些測量點組分別在同樣的寬度坐標上進行測量。在這種情況中存在的可能性是:在輥每旋轉(zhuǎn)一圈時，利用每個單獨的測量柱組在帶材寬度上實施完整的測量，從而通過平均值構(gòu)成來進一步提高測量精度。然而作為備選還存在的可能性是:將兩個沿著周向相繼設置的測量點組的測量點至少部分沿寬度方向彼此錯開地設置，從而然后利用一個測量點組測量與利用另一測量點組不同的寬度坐標。因此可以提高帶材寬度上的測量分辨率，從而可以實現(xiàn)“一定程度上連續(xù)的”分辨率。如果例如在輥的圓周上設置八行測量柱，這些測量柱分別以50mm的測量距離設置在一行內(nèi)，那么在輥每旋轉(zhuǎn)一圈時可以實現(xiàn)沿帶材寬度方向6.25mm的分辨率。
[0024]在錯開設置的情況中在本發(fā)明的范圍內(nèi):所有測量點組在一個事先給定的寬度位置上具有一個測量點，就是說，每個測量點組的至少一個測量點始終