專利名稱：用于確定平直度偏差的實(shí)心輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述用于在處理帶狀物料時(shí)確定平直度偏差的實(shí)心輥。
背景技術(shù)：
這種實(shí)心輥在冷軋和熱軋金屬帶時(shí)使用以及由DE 42 36 657 A1是已知的。
為了在軋制帶材時(shí)按傳統(tǒng)測(cè)量平直度主要使用一些方法，其中帶材以一定的纏繞角通過一個(gè)配備有傳感器的測(cè)量輥導(dǎo)引。
以此方式，在DE 42 36 657 A1中說明的測(cè)量輥使測(cè)力傳感器或其覆蓋層與帶材接觸，測(cè)力傳感器裝在測(cè)量輥朝輥表面開口的徑向孔內(nèi)。在壓緊在它的孔底部上的傳感器與圍繞著它們的孔壁之間存在一個(gè)圓柱形間隙。此間隙可用0型密封圈臺(tái)階密封地或用塑料層前緣密封地封閉，以防臟物，例如帶材磨屑和潤(rùn)滑劑侵入傳感器和輥體之間的環(huán)形間隙內(nèi)。也可以如在DE 42 36 657 A1的圖1C中所表示的那樣，將測(cè)量傳感器定位在實(shí)心輥的槽內(nèi)，然后用一經(jīng)加工的薄膜覆蓋。
傳感器(測(cè)力傳感器)與圍繞它們的壁有間距地布置以及環(huán)形間隙借助O型密封圈或有足夠彈性的塑料(DE 196 16 980 A1)封閉，防止在軋制期間輥體內(nèi)有效的橫向力對(duì)測(cè)力傳感器或測(cè)量結(jié)果起有害的作用。這種干擾力源自于作用在測(cè)量輥上的帶材張力和輥與之有關(guān)的撓曲。在這種情況下輥的橫截面成橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸平行于帶材延伸。當(dāng)輥的撓曲通過力的分路傳給測(cè)量傳感器時(shí)，輥的這種撓曲導(dǎo)致測(cè)力傳感器誤以為是帶的不平度。這樣一種力的分路在環(huán)形間隙內(nèi)使用密封裝置時(shí)不可能完全避免，因?yàn)槊芊饬Ρ厝蛔饔迷趥鞲衅魃稀?br> 由DE 198 38 457 A1還已知一種測(cè)量輥，包括一個(gè)覆蓋輥表面封閉的管狀外套。在此測(cè)量輥內(nèi)，傳感器同樣安裝或夾緊在開口的徑向孔內(nèi)。然而困難的是將這種套管安裝在配備有測(cè)量傳感器的輥上。這通常通過熱壓配合一個(gè)事先加熱的管子實(shí)現(xiàn)。然而這同時(shí)帶來由于管子的熱量損壞傳感器(測(cè)量傳感器)的危險(xiǎn)。也就是說，已知的傳感器通常借助壓電石英工作，要測(cè)量的力在它的晶體表面產(chǎn)生電荷，電荷用作測(cè)量參數(shù)。這種傳感器雖然有要求的高靈敏度、高的固有頻率和小尺寸時(shí)的穩(wěn)定性，以及可以在不影響測(cè)量結(jié)果的情況下補(bǔ)償初始負(fù)荷。然而它們不希望溫度例如高于200℃，因?yàn)樵诟邷叵掠梢獪y(cè)量的力產(chǎn)生感應(yīng)的電荷，它在溫度負(fù)荷持續(xù)期間保持不變并因而導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。因此，不采取特殊措施，壓電傳感器既不適用于套管的熱壓配合，也不適用于在帶材熱軋時(shí)測(cè)量壓力分布。
此外，在加熱管熱壓配合時(shí)套管需要表面加工。當(dāng)不是熱壓配合一個(gè)套管，而是在輥體上熱壓配合多個(gè)套環(huán)時(shí)，存在類似的問題。再加上可能在環(huán)的接縫處形成小的環(huán)形細(xì)溝，它們會(huì)導(dǎo)致影響通過測(cè)量輥導(dǎo)引的帶材的表面質(zhì)量。
采用套管或套環(huán)的另一個(gè)缺點(diǎn)在于與輥體相比不同的撓度和熱膨脹，它們會(huì)導(dǎo)致不希望的內(nèi)應(yīng)力和套管或套環(huán)松脫。
與傳感器的類型和在輥徑向孔內(nèi)的布局無關(guān)，已知的測(cè)量輥有這樣的缺點(diǎn)，即，采用O型密封圈或用彈性塑料封閉寬約0.05mm的環(huán)形間隙是昂貴的，而且最終也沒有做到完全封閉輥表面。此外，在溫度高于約230℃時(shí)已經(jīng)存在破壞O型密封圈或塑料填料以及金屬磨屑和/或潤(rùn)滑劑侵入環(huán)形間隙內(nèi)的危險(xiǎn)。
此外，在測(cè)量輥常用的最終磨削時(shí)可能產(chǎn)生高的磨削溫度，它們會(huì)導(dǎo)致傳感器通常設(shè)置的覆蓋層組織變化。因此磨削溫度必須保持得較低。
最后有必要通過表面淬火改善測(cè)量輥的耐磨性。因?yàn)榕c淬火相關(guān)聯(lián)的加熱和輥表面的最終淬火容易導(dǎo)致應(yīng)力裂紋，所以輥通常先淬火然后加工用于傳感器的孔。這樣一來由于必需特殊的鉆孔工具，所以造成高的加工成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，在一種前言所述類型的實(shí)心輥中，避免由于存在環(huán)形間隙而在輥表面引起的種種問題，與此同時(shí)不必使用套管或套環(huán)。
此目的通過權(quán)利要求1特征部分所述的特征達(dá)到。
在此所述的槽可以涉及孔或也可以涉及通過潛孔腐蝕制成具有正方形橫截面的通道。因此在下文中術(shù)語“孔”包括各種可能選用的橫截面及其加工方法。
用于傳感器的槽的軸向可進(jìn)入性例如在一個(gè)具有與軸線平行的孔的輥中提供，孔從端側(cè)到端側(cè)延伸或設(shè)計(jì)為盲孔。傳感器于是可從端側(cè)裝入具有不同深度的孔內(nèi)，所以各個(gè)傳感器在并列的孔內(nèi)呈階梯狀排列在一條沿整個(gè)輥寬延伸的螺旋線上。但也可以將多個(gè)傳感器彼此隔開距離地裝在一個(gè)孔內(nèi)。
傳感器應(yīng)固定或夾緊在孔內(nèi)，例如通過楔入。在夾緊時(shí)產(chǎn)生不同的預(yù)緊度可以沒有困難地通過測(cè)量技術(shù)補(bǔ)償。但另一方面這種預(yù)緊度也可以有意識(shí)地計(jì)量，以補(bǔ)償傳感器和孔的加工誤差。傳感器可通過平面平行的表面裝在楔形固定塊例如夾緊楔之間，它們彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直至傳感器不能移動(dòng)地夾緊在固定塊之間。
兩個(gè)固定塊之一通常位置固定地裝在孔內(nèi)傳感器應(yīng)定位的地方，而另一個(gè)固定塊為了固定傳感器可在孔內(nèi)移動(dòng)。這可以借助夾緊螺釘實(shí)現(xiàn)，夾緊螺釘支承在輥體上并通過定距套筒作用在可運(yùn)動(dòng)的固定塊上。
特別有利的是將多個(gè)傳感器裝在一些可沿徑向運(yùn)動(dòng)的滑塊內(nèi)，它們借助楔緊條固定在孔內(nèi)。滑塊可裝在定距條中，以及借助夾緊條的楔形固定凸塊沿徑向向外壓，由此夾緊在實(shí)心輥內(nèi)。
為了可靠地安裝通向傳感器的導(dǎo)線，孔可與平行延伸的導(dǎo)線通道連接。但也可以與之不同，孔通過橫向通道與輥內(nèi)的中心電纜孔連通。橫向通道可在輥體內(nèi)延伸，或設(shè)計(jì)為在輥端面上的開口通道并用一個(gè)蓋封閉。
為了在孔內(nèi)導(dǎo)引傳感器固定塊或條，它們可以制有縱肋，縱肋插入輥體內(nèi)互補(bǔ)的導(dǎo)槽中。
若與軸線平行的孔相隔例如1至30mm，優(yōu)選地5至10mm的小距離設(shè)在輥表面的下方，則通過夾緊傳感器造成一個(gè)薄的彎曲梁，它的厚度越小對(duì)測(cè)量結(jié)果越有利，因?yàn)樗鼘?shí)際上不承受或至多承受極小的橫向力。
按本發(fā)明的實(shí)心輥一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)在于，輥體只需要兩個(gè)加工步驟，確切地說，其一是加工縱向孔或通道，其二是將傳感器安裝到它們的孔內(nèi)。與軸線平行的孔(槽)可用比較低的加工費(fèi)在淬火前加工在輥體內(nèi)。以此方式形成一個(gè)有完全封閉的外表面的整體式測(cè)量輥，并因而沒有會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤或影響帶材表面質(zhì)量的污染。此外，與封閉的表面相關(guān)聯(lián)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這種輥，例如也稱為工作輥，可以使用于冷軋或熱軋金屬帶材。
封閉的輥表面允許外表面用耐磨的金屬或非金屬或陶瓷材料鍍層，例如用鎢、鉬和鉭及其合金，或用碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和氧化物。此外，外表面或鍍層可以制有網(wǎng)紋，以便使通過輥導(dǎo)引的帶狀材料的表面具有某種結(jié)構(gòu)。


下面借助附圖表示的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖中表示圖1測(cè)量輥局部剖切側(cè)視圖；圖2有電纜通道的測(cè)量輥透視圖；圖3按圖2的測(cè)量輥局部端視圖；圖4有軸向孔和在孔中徑向夾緊的傳感器的測(cè)量輥；圖5有沿螺旋線排列成階梯狀的傳感器的測(cè)量輥透視圖；圖6有兩個(gè)互相對(duì)置的傳感器的測(cè)量輥；圖7有一個(gè)在多部分組成的外殼內(nèi)的傳感器的輥局部；圖8按圖7的孔俯視圖；圖9在傳感器夾緊前與相關(guān)的楔緊條連接的定距條；圖10圖9的兩個(gè)條和已夾緊的傳感器；圖11有兩個(gè)處于按圖10的狀態(tài)下的條的測(cè)量輥；以及圖12按圖11的輥端側(cè)局部俯視圖，包括一個(gè)橫截面矩形的槽。
具體實(shí)施例方式
按圖1有軸頸2的測(cè)量輥1有一些緊挨著其表面下方平行于軸線布置的圓形孔3，橫向通道4在其端側(cè)附近從孔3出發(fā)通往中心電纜通道5。這些孔用一個(gè)蓋6或每一個(gè)孔用一個(gè)蓋封閉以及孔內(nèi)含有傳感器7，從傳感器分別有一電纜8通過孔3、橫向通道4和中心通道5向外導(dǎo)引。
在圖2和3中用透視圖示意表示的測(cè)量輥9有平行于每個(gè)孔3彼此對(duì)置的電纜通道10、11，用于經(jīng)由橫向通道4和中心通道5向外導(dǎo)引的導(dǎo)線。
圖4所示的測(cè)量輥1中，傳感器7在一個(gè)有端板12的孔3內(nèi)裝在一個(gè)設(shè)計(jì)為位置固定的夾緊楔13的固定塊與一個(gè)可沿軸向移動(dòng)的設(shè)計(jì)為活楔14的固定塊之間。定距套筒15貼靠在活楔14上。夾緊螺釘16制有外螺紋，它旋入鉆成臺(tái)階狀的孔3的內(nèi)螺紋17內(nèi)。定距套筒和夾緊螺釘都有用于穿過電纜的通道18。借助一個(gè)作用在夾緊螺釘16的頭19上的扳手，可使定距套筒15和活楔14更深地運(yùn)動(dòng)到孔3內(nèi)，并由此將傳感器7沿徑向夾緊在兩個(gè)楔13、14之間。
如圖5和6所示，孔可以從輥1的兩個(gè)端側(cè)出發(fā)以及設(shè)計(jì)為有不同深度的盲孔。這使得各傳感器沿一條螺旋線20，亦即階梯狀地排列，以及在總體上涵蓋輥1的整個(gè)寬度。
如圖7、8所示，孔3還可以與一個(gè)縱槽21連接，可活動(dòng)的夾緊楔14的下部22在此縱槽內(nèi)導(dǎo)引，以及其斜面與外殼23的斜面配合作用。在通過在縱槽21內(nèi)移動(dòng)夾緊楔14沿徑向夾緊外殼23的情況下，保證外殼23不能在孔3內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
在圖示的測(cè)量輥1中，傳感器7裝在一個(gè)四部分組成的外殼23內(nèi)，它包括互相對(duì)置的平行夾緊面24、25和兩塊端板26、27。
傳感器7也可以裝在定距條29中可沿徑向運(yùn)動(dòng)的滑塊28內(nèi)，定距條與一個(gè)可平行于軸線移動(dòng)的夾緊條配合作用，后者設(shè)計(jì)為用于沿徑向夾緊滑塊28的楔緊條30，如圖9至11中所示。定距條29位置固定地裝在其孔3內(nèi)，而楔緊條則用于通過其楔形表面31與互補(bǔ)的斜面32配合作用使滑塊28沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，并以此方式將滑塊28和不能移動(dòng)地裝在滑塊內(nèi)的傳感器7及其蓋33沿徑向夾緊。蓋33在滑塊28的孔34內(nèi)不與壁接觸地導(dǎo)引以及在其下側(cè)有一個(gè)沒有表示的槽，槽內(nèi)容納傳感器的電纜接頭。
圖12中表示具有橫截面為矩形的縱槽35的測(cè)量輥1，縱槽35設(shè)有側(cè)槽36。此側(cè)槽用于加寬在用于傳感器的縱向槽35上方造成的彎曲梁，以改善彎曲梁的彈性特性。側(cè)槽還可以作為導(dǎo)引裝置用于在傳感器上、固定塊上或在定距條或夾緊條上的縱肋，和/或，它們也可以用作電纜通道。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)心輥，用于在處理帶狀物料尤其金屬帶時(shí)確定平直度偏差，該實(shí)心輥包括一些安裝在槽內(nèi)的傳感器，其特征為傳感器(7)可沿軸向置入。
2.按照權(quán)利要求1所述的實(shí)心輥，其特征為傳感器(7)安裝在與軸線平行的孔(3)內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求2所述的實(shí)心輥，其特征為與軸線平行的孔(3)從端側(cè)到端側(cè)連續(xù)延伸。
4.按照權(quán)利要求3所述的實(shí)心輥，其特征為與軸線平行的孔(3)具有不同的長(zhǎng)度。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的實(shí)心輥，其特征為多個(gè)傳感器(7)楔入孔(3)內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求2至5之一所述的實(shí)心輥，其特征為所述傳感器(7)楔入孔(3)內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求6所述的實(shí)心輥，其特征為傳感器(7)通過平面平行的表面安裝在兩個(gè)固定塊(13、14)之間。
8.按照權(quán)利要求7所述的實(shí)心輥，其特征為傳感器(7)的平面平行的表面平行于輥軸線延伸。
9.按照權(quán)利要求5或6所述的測(cè)量輥，其特征為傳感器(7)安裝在一個(gè)定距條(29)中的可沿徑向運(yùn)動(dòng)的滑塊(28)內(nèi)并且借助一個(gè)夾緊條(30)固定在孔(3)內(nèi)。
10.按照權(quán)利要求9所述的測(cè)量輥，其特征為定距條(29)和/或夾緊條(30)設(shè)有一個(gè)插入到互補(bǔ)的導(dǎo)槽(36)內(nèi)的縱肋(37)。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的測(cè)量輥，其特征為孔(3)與一個(gè)平行延伸的通道(10、11)連通。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的測(cè)量輥，其特征為孔(3)通過一個(gè)橫向通道(4)與一個(gè)中心電纜孔(5)連通。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述的實(shí)心輥，其特征為孔(3)端側(cè)用一個(gè)蓋(6)封閉。
14.按照權(quán)利要求1至13之一所述的實(shí)心輥，其特征為傳感器(7)安裝在一個(gè)多部分組成的外殼(23)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量輥，用于在處理帶狀物料例如軋制金屬帶材時(shí)確定平直度偏差，其中，借助壓電式傳感器對(duì)在帶寬上的應(yīng)力分布進(jìn)行測(cè)量，傳感器以與外表面有間距的方式安裝在一個(gè)實(shí)心輥的縱向槽內(nèi)并在那里楔緊。
文檔編號(hào)B21C51/00GK1620344SQ03802555
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者格爾德·米克, 埃伯哈德·諾伊許茨 申請(qǐng)人:Bfi Vdeh-應(yīng)用研究院有限公司