[发明专利]一种用于测量纸幅上的张力的方法和力测量轴承

说明书

在造纸机中，为了调整的目的，要求知道移动的纸幅受到的瞬时牵引力或张力。为此，设有多个连续安装的测量辊以测量纸幅中的张力。

迄今为止，这些测量辊通常都已作为轴颈安装在滚动轴承中，该滚动轴承安装在位于辊两端处的轴承箱内，而通常呈应变仪形式的各动力传感器已安装在所述轴承箱的下面，用于测量当纸幅从辊上经过时施加到该轴承箱上的负载。然而，这种动力测量易产生测量误差，这种测量误差由辊的热膨胀所引起，因为该非固定的轴承随着在轴承箱内突然的短暂滑动(楔入效应)而在轴向方向上移动。还有在下面通过最低容许轴承负载的危险。

本发明的目的是提供一种用于实施合适的张力测量的方法和装置，而测量结果没有受热膨胀和其它负效应干扰的危险，并且这是通过所附权利要求1中所述的一种方法达到的。该方法用一种如权利要求3中所述的轴承装置完成。

下面将参照附图中示意示出的实施例进一步说明本发明。

附图中的图1示意地示出一种在造纸机中使用的先有技术辊类装置或只供力测量用的类似装置；

图2是图示说明按照本发明所用的一种轴承装置的第一实施例的示意侧视图；

图3是相应于图2的视图，并示出供按照本发明使用的一个轴承装置的第二实施例。

图1示意示出供力测量用的一个辊1的端视图，按照上述先有技术的方法，亦即用于测量一个材料幅2亦即纸幅中的张力，该纸幅围绕辊的一部分周边而受到引导。作用在该辊上的主要力是由该辊1的质量所产生的力FT，和由该材料幅2中的张力所产生的力FR。在这种常规的解决办法中，在轴承箱(以3示意示出)的下面设有任何适宜类型的力变送器4如应变仪，该力变送器4产生代表瞬时作用在轴承箱上的负载的信号，并将那些信号传送到计算单元5上，用于确定在轴承箱上的负载，因而也确定材料幅中的张力。通常使用的轴承是一个固定的滚动轴承，该滚动轴承设置在该辊的一个端侧上的一个轴承箱中，而一个自由的亦即轴向上非固定的滚动轴承设置在该辊对面侧上的一个轴承箱中。滚动轴承的这种组合是必要的，以便使辊在操作中所受到的热膨胀可以通过自由轴承在轴向上移动来消除。如在前言部分中所述，这会引起有关测量可靠性的问题。

在图2中示意示出按照本发明的一种轴承装置的一个基本的第一实施例，其中辊1以一个端视图示出。按照本发明的辊1不是被支承在一个滚柱轴承组件中，而是被支承在一个磁性轴承中，该磁性轴承在这里用两个马蹄形电磁铁6和7示意表示。通过电缆8、9将这些电磁铁连接到一个控制系统10上，它没有进一步示出，但在该技术中是众所周知的。一个用于辊1的参考位置11被送到该控制系统里或存贮在其中。设置一个传感器12用于测量该辊的实际位置，并且用以将代表所述位置的信号经一个线路13供给控制系统10。该控制系统10控制辊1的实际位置和参考位置11一致，该实际位置由传感器12得到，而参考位置11是以这种方式通过调整用于电磁铁6、7的驱动电流而供给到或存贮在控制系统10中的，以便改变驱动电流来补偿由于改变辊上负载的结果而改变辊1轴端之间间隙的趋势。

如图1中所示，当作用在辊1上的负载由辊1的质量FT和纸幅的张力FR组成时，在图2中示出的用于磁性轴承装置的驱动电流将是

i=f(FR+FT)式中i是变量，而FT是常数：由此可明显看出，驱动电流i的变化是瞬时作用在纸幅上的张力的一个函数。

因此，使用图2中所示的装置能通过控制系统10连续地确定纸幅中的实际的瞬时张力，并且其结果与由热膨胀和类似情况引起的任何变化无关。

图2中所示的装置具有两个对置的磁场源6和7，该装置只沿一个轴线方向执行它的操作控制，但若用如图3中以透视图示意示出的一种稍加改变的装置，则它能沿多个方向完成控制。因此对实际应用来说，该磁性轴承必须有至少三个电磁极。