AT517418B1 - Messeinrichtung - Google Patents

Abstract

Um eine auch in rauen Umgebungen, beispielsweise unter größerer Hitze bzw. in Umgebungen, in denen Wasser oder Wasserdampf zu finden ist, wie dieses unter anderem im Walzwerken der Fall ist, funktionstüchtige Messeinrichtung (10) mit einem Gehäuse (12) und mit einer zentralen Messöffnung (14), welche das Gehäuse (12) gradlinig durchstößt, und einer Messspule (16), welche in dem Gehäuse (12) angeordnet ist und die Messöffnung (14) umgibt, bereit zu stellen, weist diese einen Spulenträger (18) auf, welcher radial außerhalb der Messspule (16) in dem Gehäuse angeordnet ist und die Messspule (16) trägt, wobei der Spulenträger (18) radial nach innen weisende Stützen (20) aufweist, an welche die Messspule (16) anliegt, und wobei axial an einer Seite der Stützen (20) ein Sicherungsring angeordnet ist, der ein sicheres Positionieren der Messspule (16) ermöglicht.

Description

MESSEINRICHTUNG [0001] Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung mit einem Gehäuse und mit einer zentralen Messöffnung, welche das Gehäuse gradlinig durchstößt, und mit einer Messspule, welche in dem Gehäuse angeordnet ist und die Messöffnung umgibt.

[0002] Derartige Anordnungen sind beispielsweise als Ringspulen käuflich erwerblich und dienen beispielsweise dazu, Querschnittsänderungen eines die Messöffnung axial durchlaufenden Werkstücks zu erfassen, beispielsweise durch Änderungen der Induktivität oder aber durch Wirbelstrommessungen, indem zwei Messspulen, eine zum Induzieren der Wirbelströme und eine zum Erfassen der Wirbelströme, dementsprechend verbaut sind. Auch offenbart die US 4,862,079 eine entsprechende Anordnung, wobei hier die Messspule in dem Gehäuse gelagert zu sein scheint. Eine Anordnung mit beweglichen, in sich selbstragenden Messspulen, die von zwei seitlich angeordneten, die Beweglichkeit ermöglichenden Bolzen getragen werden, offenbart die US 5,638,000. Die EP 0 078 672 A1 lehrt ein Flussmesssystem, bei welchem Messspulen um Spulenträger herumgewickelt sind. Auf nachteilige Weise kann sich der Spulenträger durch Wärmeeinwirkung des Messstückes ausdehnen und die Induktivität der Messspule verändern, was zu Messungenauigkeiten führt. Die EP 0 468 905 A1 zeigt ein Verfahren und ein System zum Messen durchlaufender Metallrohre, bei welchem Messspulen auf der von den Messstücken abgewandten Seite von Spulenträgern gehalten werden. Nachteilig dabei ist, dass auch hier aufgrund von Ausdehnungseffekten die Messgenauigkeit leidet. Dasselbe gilt für den Detektionsapparat, den die FR 2 532 208 A1 betrifft. Die EP 2 115 449 B1 gibt ein System aus einer Detektionsvorrichtung zur In-Iine-Detektion von Oberflächendefekten eines gewalzten Messstückes an. Die dazu verwendeten Messspulen sind in einem harzartigen Material getaucht, wodurch die mechanische Stabilität gegeben und kein Spulenträger erforderlich ist.

[0003] Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine gattungsgemäße Messeinrichtung bereitzustellen, welche auch in rauen Umgebungen, beispielsweise unter größerer Hitze bzw. in Umgebungen, in denen Wasser oder Wasserdampf zu finden ist, wie dieses unter anderem in Walzwerken der Fall ist, funktionstüchtig ist.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Messeinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere, gegebenenfalls auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.

[0005] So kann eine Messeinrichtung mit einem Gehäuse, mit einer zentralen Messöffnung, welche das Gehäuse gradlinig durchstößt, und mit einer Messspule, welche in dem Gehäuse angeordnet ist und die Messöffnung umgibt, in rauer Umgebung eingesetzt werden, wenn diese sich durch einen Spulenträger, welcher radial außerhalb der Messspule in dem Gehäuse angeordnet ist und die Messspule trägt, auszeichnet. Eine thermisch bedingte Expansion der Messspule, beispielsweise aufgrund einer hohen Werkstücktemperatur bzw. aufgrund einer hohen Umgebungstemperatur, führt dann dazu, dass die sich expandierende Messspule den Spulenträger nicht aufgrund ihrer Wärmeausdehnung verlässt sondern nach wie vor zuverlässig von diesem getragen und exakt positioniert ist.

[0006] Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Messeinrichtung insbesondere auch beispielsweise zwischen den Walzgerüsten eines Walzwerks bzw. ganz in der Nähe eines entsprechenden Walzgerüsts angeordnet werden kann, sodass es möglich wird, sehr kurz hinter bzw. vor den Walzgerüsten den Querschnitt des jeweiligen Werkstücks messtechnisch zu erfassen und - gegebenenfalls - auf den Walzprozess steuernd bzw. regelnd einzuwirken.

[0007] Je nach konkreter Ausgestaltung der Messspule, gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme mehrerer Messspulen, können die Querschnittsflächen nicht-ferromagnetischer Materialien dementsprechend erfasst werden, was insbesondere auch für Materialien gilt, die bei höheren Temperaturen oder Drücken keine ferromagnetischen Eigenschaften aufweisen, wie dieses

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AT 517 418 B1 2020-01-15 österreichisches patentamt beispielsweise bei Stahl unter den in einem Walzwerk existierenden Betriebsbedingungen der Fall ist.

[0008] Vorzugsweise ist der Spulenträger in dem Gehäuse fixiert, sodass eine sicherere Positionierung nicht nur des Spulenträgers sondern auch der von ihm jeweils getragenen Messspulen unter allen Betriebsbedingungen der Messeinrichtung gewährleistet werden kann. Dieses lässt sich insbesondere dadurch gewährleisten, dass der Spulenträger eingespannt ist, da durch eine geeignete Auswahl der Spannung etwaigen Ausdehnungen bzw. Schrumpfungen, die thermisch bedingt sind, entgegengewirkt werden kann, indem eine geeignete Vorspannung gewählt wird. Gegebenenfalls werden bei der Vorspannung bzw. bei der Art der Fixierung auch etwaige Kühleffekte oder andere Kühlmedien, die expandierend oder kontrahierend auf den Spulenträger einwirken, berücksichtigt.

[0009] Es versteht sich, dass - gegebenenfalls - noch einer oder mehrere weitere Spulenträger ergänzend vorgesehen sein können, beispielsweise ein radial innen liegender Spulenträger, der insbesondere Montagezwecken dienen und von welchem sich die Messspule gegebenenfalls bei höheren Temperaturen abheben kann. Da andererseits die Gefahr besteht, dass ein derartiger Spulenträger während des Betriebs der Messeinrichtung lediglich störend wirkt, erscheint es vorteilhaft, einen derartigen innen liegenden Spulenträger zu entfernen.

[0010] Liegt die Messspule radial innen an dem Spulenträger an, so lässt sich baulich sehr einfach und betriebssicher ein Tragen der Messspule gewährleisten, selbst wenn die Messspule aufgrund einer thermischen Belastung expandiert, da dieses lediglich zu einer noch innigeren Verbindung zwischen Messspule und Spulenträger führt.

[0011] Es versteht sich, dass, obgleich die Position der Messspule durch den Spulenträger soweit wie möglich fixiert sein sollte, gewisse Relativbewegungen zwischen Messspule und Spulenträger durchaus stattfinden können. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Messspule leicht kippt, um thermisch bedingten Kräften zu folgen, was jedoch hinsichtlich der Messgenauigkeit in der Regel nur von untergeordneter Bedeutung ist.

[0012] Vorzugsweise weist der Spulenträger nach radial innen weisende Stützen auf, welche die Messspule tragen bzw. an denen die Messspule anliegt. Dieses erleichtert die Montage, da hierdurch der Innenraum des Spulenträgers, in welchem die Messspule angeordnet wird, leichter zugänglich wird. Darüber hinaus erhält die Messspule hierdurch die Möglichkeit, innerhalb des Spulenträgers arbeiten zu können, wobei die Breite der Stützen, also die Kontaktfläche der Stützen mit der Messspule, derart gewählt ist, dass eine ausreichende Tragefläche bzw. eine ausreichende Stabilität für die Messspulen gewährleistet ist. Auch ist es denkbar, das Kühlfluid an den Stützen vorbeiströmen kann bzw. vorbeigeleitet wird und so - ggf. - eine unmittelbare Kühlung der Messspule erfolgen kann.

[0013] Vorzugsweise ist der Spulenträger aus nicht oder schwach elektrisch leitendem Material, um eine Wechselwirkung mit der Messspule bzw. eine Beeinträchtigung des Messergebnisses auf ein Minimum zu reduzieren. Hierbei versteht es sich, dass das Maß der elektrischen Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der gewünschten Messgenauigkeit bzw. in Abhängigkeit von einer etwaigen Beeinträchtigung der Messergebnisse, solange diese noch tolerierbar ist, gewählt wird.

[0014] So kann der Spulenträger beispielsweise auch aus Kunststoff gebildet sein, insbesondere wenn eine geeignete Kühlung vorgesehen ist. Ebenso sind insbesondere auch Keramiken als Materialien für den Spulenträger denkbar.

[0015] Um die thermische Belastung der Gesamtanordnung zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn ein Kühlsystem vorgesehen ist.

[0016] Das Kühlsystem kann insbesondere ein Kühlfluid umfassen, was eine besonders effektive Kühlung ermöglicht. Vorzugsweise umfasst das Kühlsystem ein strömendes Kühlfluid, da hierdurch etwaige lokale Erwärmungen des Kühlfluids, die nicht geeignet abtransportiert werden können, auf ein Minimum reduziert werden können.

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AT 517 418 B1 2020-01-15 österreichisches patentamt [0017] Als Kühlfluide kommen insbesondere Wasser oder Luft in Frage, insbesondere da entsprechende Medien in der Regel in Walzwerken und ähnlichen Anlagen ohnehin ausreichend zu Verfügung stehen, da sie, bei geeigneter Ausgestaltung des Kühlsystems eine gute Kühlung gewährleisten und da sie in der Regel gut baulich und in ihren physikalischen Eigenschaften beherrschbar sind. Es versteht sich, dass - ggf. - natürlich auch andere Kühlfluide, wie beispielsweise Öle, Emulsionen, Schutzgase oder ähnliches zum Einsatz kommen können.

[0018] Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Spulenträger mit dem Kühlsystem wirkverbunden ist, da dieses einerseits eine gute Kühlung des Spulenträgers selbst gewährleisten kann, insbesondere wenn dieser beispielsweise aus Kunststoff gebildet ist und Baugruppen hieraus aufweist.

[0019] Bei geeigneter Ausgestaltung des Kühlsystems ist es insbesondere ohne weiteres möglich zu gewährleisten, dass eine thermische Expansion des Spulenträgers unterhalb einer thermischen Expansion der Messspule bei den gegebenen Betriebsbedingungen der Messeinrichtung bleibt, sodass die Messspule unter sämtlichen Betriebsbedingungen betriebssicher von dem Spulenträger getragen wird bzw. an diesem anliegt.

[0020] Insbesondere kann das Kühlsystem mindestens einen Leitkanal für das Kühlfluid umfassen. Durch einen geeignet ausgestatteten Leitkanal kann ggf. verhindert werden, dass das Kühlfluid in unmittelbare Umgebung der Messspule und insbesondere auch in das Innere der Messspule gelangt und gegebenenfalls das Messergebnis verfälscht. Ebenso ist es jedoch auch denkbar, gerade durch einen Leitkanal Kühlfluid gezielt an die Messspule, insbesondere auch in das Innere der Messspule oder an sonstige Stellen zu lenken.

[0021] Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Leitkanal für das Kühlfluid in oder an dem Spulenträger angeordnet ist, was einerseits eine gezielte Kühlung des Spulenträgers mit den vorstehend bereits genannten Vorteilen ermöglicht und andererseits, wenn der Leitkanal zur Messspule hin geschlossen ist, sicherstellen kann, dass das Kühlfluid die Messspule nicht unmittelbar umspült und in deren Inneres gelangt. Auch ergibt sich bei geeigneter Ausgestaltung eine besonders kompakte Bauform, da dann der Spulenträger neben seiner die Spule tragenden Funktion auch der Kühlmittelführung dienen kann, sodass die Gesamtanordnung besonders kompakt baut.

[0022] Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Leitkanal bis in die Stützen reicht, sodass eine möglichst weitgehende Kühlung der Messspule einerseits und des Spulenträgers im Bereich der Stützen andererseits gewährleistet werden kann.

[0023] Insbesondere eine Kühlung mit einer Kühlflüssigkeit erweist sich als geeignet, wenn die Messeinrichtung besonders hohen Anforderungen, insbesondere besonders hohen thermischen Anforderungen, gerecht werden muss, wie diese beispielsweise in unmittelbarer Umgebung der Walzgerüste bzw. innerhalb eines Walzwerkes und zwischen den einzelnen Walzgerüsten der Fall ist.

[0024] Das Kühlsystem ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass das Kühlfluid unmittelbar an der Messspule vorbeiströmt. Dieses erfolgt vorzugsweise kumulativ zu einer Kühlung des Spulenträgers bzw. zu einem in oder an dem Spulenträger angeordnetem Leitkanal und der hieraus resultierenden Kühlung der Messspule. Andererseits kann dieses auch alternativ zu letzterem erfolgen, wenn letzteres beispielsweise nicht notwendig erscheint.

[0025] Insbesondere kann es von Vorteil sein, wenn das Kühlfluid radial innen an der Messspule vorbeiströmt, da von radial innen auch die Wärmebelastung durch das zu messende Werkstück erfolgt.

[0026] In der Regel wird die Messspule nicht nur einen blanken Draht, der entsprechend zu einer Spule gewickelt ist, umfassen sondern einen entsprechend isolierten Draht. Ebenso ist es denkbar, dass der die Messspule im Wesentlichen ausmachende Draht durch geeignete Messnahmen zu einem Spulenkörper stabilisiert ist, was beispielsweise durch ein Einbetten in Kunststoff oder aber auch durch eine etwas stärker und zusammenhängend ausgebildete Isolation

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AT 517 418 B1 2020-01-15 österreichisches patentamt erfolgen kann. Durch das Vorbeiströmen von Kühlfluid unmittelbar an der Messspule kann insbesondere auch eine etwas empfindlicher Messspule, insbesondere mit etwas empfindlicher aufgebautem Spulenkorpus, der beispielsweise wegen der verwendeten Isolation an sich nicht so große Hitze aushalten kann, zur Anwendung kommen.

[0027] Insbesondere wenn das Fluid nicht nur radial innen an der Messspule vorbeiströmt sondern dieses auch radial außen neben den Stützen erfolgt, kann ein Umströmen der Messspule erreicht werden, was eine besonders intensive Kühlung gewährleistet.

[0028] Zum Schutz der Messspule, insbesondere vor einer thermischen Belastung, wenn beispielweise frisch gewalzte Werkstücke durch die Messöffnung laufen, ist es von Vorteil, wenn radial innerhalb der Messspule ein Hitzeschild angeordnet ist.

[0029] Vorzugsweise ist dieses Hitzeschild aus nicht bzw. schwach elektrisch leitendem Material, insbesondere aus einem magnetische Felder möglichst gering beeinflussenden Material, um die Felder, welche für die Messung genutzt werden, wenig zu beeinflussen, wobei auch hier das Maß der elektrischen Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der gewünschten Messgenauigkeit bzw. in Abhängigkeit von einer etwaigen Beeinträchtigung der Messergebnisse, solange diese noch tolerierbar ist, gewählt wird.

[0030] Um der Aufgabe als Hitzeschild möglichst gerecht werden zu können, ist es von Vorteil, wenn dieses aus keramischen Materialien gebildet ist, welche entsprechend hohe Temperaturen aushalten können. Ggf. sind auch Kunststoffe denkbar, wenn diese ebenfalls entsprechend hohe Temperaturen aushalten können und geeignet gekühlt werden.

[0031] Vorzugsweise ist der Hitzeschild derart ausgestaltet, dass er die Messspule auch vor anderen widrigen Einflüssen, wie beispielsweise vor abplatzenden Partikeln, welche vom Werkstück abspringen oder vor unmittelbarem Kontakt mit sehr heißem Wasserdampf oder ähnlichem schützt. Hierzu ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Hitzeschild das Gehäuse radial innen verschließt.

[0032] Baulich einfach lässt sich das Hitzeschild in die Messeinrichtung integrieren, wenn es von dem restlichen Gehäuse bzw. von einer restlichen Gehäusewandung eingespannt wird, sodass, bei geeigneter Wahl der Vorspannungen, auch thermischen Expansionen ohne weiteres begegnet werden kann.

[0033] Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Kühlsystem derart ausgebildet ist, dass das Kühlfluid das Hitzeschild an- bzw. an diesem vorbeiströmt. Dieses bedingt eine besondere intensive Kühlung des Hitzeschildes, was einerseits das Hitzeschild selbst entlastet und andererseits auch die durch das Hitzeschild bedingte Wärmeabgabe an andere Baugruppen der Messeinrichtung, wie beispielsweise an die Messspule, an das übrige Gehäuse oder an den Spulenträger, entsprechend reduziert.

[0034] Öffnet sich der Leitkanal des Kühlsystems in das Gehäuseinnere hinein, so kann über die Öffnung bzw. über die Öffnungen das Kühlsystem intensiv und gezielt innerhalb der Messeinrichtung verteilt werden. Insbesondere kann das Kühlfluid dann über die Öffnung oder die Öffnungen auf den Hitzeschild gegeben werden und dort unmittelbar und zielgerichtet wirken. Ebenso ist es möglich, das Kühlfluid in einen Zwischenraum zwischen Messspule und Hitzeschild zu dirigieren, wozu ebenfalls die Öffnung bzw. die Öffnungen genutzt werden können. Auch dieses gewährleistet dann vorteilhaft, dass das Kühlfluid unmittelbar an dem Hitzeschild vorbeiströmen bzw. unmittelbar an der Messspule vorbeiströmen kann. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn eine Öffnung bzw. Öffnungen des Leitkanals auf den Hitzeschild, auf die Messspule (16) und/oder auf einen Zwischenraum zwischen Messspule und Hitzeschild gerichtet ist bzw. sind. Es versteht sich, dass bei mehreren Öffnungen die Öffnungen auf unterschiedliche Baugruppen oder in unterschiedliche Gebiete gerichtet sein können.

[0035] Das Gehäuse der Messeinrichtungen kann vorzugsweise verschlossen sein und eine Gehäusewandung aufweisen, welche - gegebenenfalls - den Hitzeschild mit umfasst.

[0036] Vorzugsweise ist die Gehäusewandung mit Ausnahme der innerhalb der Messspule

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AT 517 418 B1 2020-01-15 österreichisches patentamt liegenden Bestandteile, wie beispielsweise des Hitzeschilds, metallisch bzw. aus leitendem Material gebildet, sodass das Gehäuse die Messspule bzw. das Innere der zentralen Messöffnung gegen elektromagnetische Strahlung abschirmt. Dieses gilt insbesondere natürlich für etwaige, das Messergebnis verfälschende Einflüsse von außen aber auch für ein Austreten etwaiger Felder, die durch die Messspule und die Messung bedingt sein können.

[0037] Vorzugsweise weist die Gehäusewand des Gehäuses wenigstens einen Durchlass für Betriebsmittel für das vorstehend genannte Kühlfluid oder elektrische Leitungen, insbesondere als Zuleitungen für die Messspule, auf, sodass die Messeinrichtung ins gesamt als kompakte Baueinheit dargestellt ist und schnell und betriebssicher unter widrigen Umgebungsbedingungen zum Einsatz kommen kann, wie dieses beispielsweise in Walzwerken der Fall ist.

[0038] Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.

[0039] Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert, das insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

[0040] Figur 1 [0041] Figur 2 [0042] Figur 3 [0043] Figur 4 [0044] Figur 5 eine Messeinrichtung im Schnitt anhand der Linie l-l aus Figur 3;

eine Seitenansicht der Messeinrichtung nach Figur 1;

die Messeinrichtung nach Figuren 1 und 2 im Schnitt entlang der Linie Ill-Ill in Figur 1;

die Messeinrichtung nach Figuren 1 bis 3 in einer Aufsicht;

eine perspektivische Ansicht der Messeinrichtung nach Figuren 1 bis 4.

[0045] Die in den Figuren dargestellte Messeinrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 12, welches seinerseits eine Gehäusewandung 28 aufweist, die einen Gehäusering 30 und zwei Gehäusedeckel 32 umfasst, welche jeweils mit Schrauben 36 (exemplarisch beziffert) verbunden sind.

[0046] Hierbei weisen die Gehäusedeckel 32 jeweils Öffnungen auf, sodass in der Messeinrichtung 10 eine Messöffnung 14 verbleibt, durch welche ein nicht dargestelltes Werkstück die Messeinrichtung 10 durchlaufen bzw. innerhalb derer ein nicht dargestelltes Werkzeug angeordnet werden kann.

[0047] Das Gehäuse 12 umfasst des Weiteren einen Hitzeschild 26, der radial innen liegend die Messöffnung 14 umgibt und von den Gehäusedeckeln 32 eingespannt ist, wobei hier - gegebenenfalls eine andere Befestigungsmöglichkeit vorgesehen sein kann. Der Hitzeschild 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet und entspricht in seiner Geometrie der geometrischen Anordnung der beiden Öffnungen der Gehäusedeckel 32, sodass entsprechend auch eine Messöffnung 14 mit einer zylinderförmigen Geometrie gegeben ist. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen ggf. auch andere Querschnittsformen vorgesehen sein können.

[0048] Radial außerhalb des Hitzeschilds 26 und innerhalb des Gehäuses 12 ist eine Messspule 16 angeordnet, welche die Messöffnung 14 umgibt und von einem Spulenträger 18 getragen wird.

[0049] Der Spulenträger 18 weist radial nach innen weisende Stützen 20 (exemplarisch beziffert) auf, an welchen die Messspule 16 anliegt, sodass eine thermisch bedingte Expansion der Messspule 16 dazu führt, dass die Messspule 16 nach wie vor an dem Spulenträger 18 anliegt und von diesem getragen wird.

[0050] Zu Montagezwecken ist axial an einer Seite der Stützen 20 ein Sicherungsring 38 angeordnet, der bei vorliegendem Ausführungsbeispiel aus demselben Material gebildet ist, wie der Spulenträger 18 selbst, wobei in anderen Ausführungsformen hier ggf. auch andere Materialien gewählt werden können. Diese ermöglicht es, die Messspule 16 auf die Stützen 2 aufzuschie

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AT 517 418 B1 2020-01-15 österreichisches patentamt ben, indem der Sicherungsring 38 zuvor abgenommen wird. Nach dem Aufschieben kann der Sicherungsring 38 wieder aufgesetzt und auf diese Weise die Messspule 16 sicher positioniert werden.

[0051] Der Spulenträger 18 selbst ist über die Gehäusedeckel 32 in das Gehäuse 12 eingespannt, wobei hier selbstverständlich andere Arten, wie beispielsweise Verklebungen oder Verschraubungen oder ähnliches, in abweichenden Ausführungsformen vorgesehen sein können.

[0052] Die Messeinrichtung 10 umfasst des Weiteren ein Kühlsystem 22, welches insbesondere einen Leitkanal 24 zur Zufuhr von Luft als Kühlfluid umfasst. Dieser Leitkanal 24 ist einerseits in dem Spulenträger 18 ausgebildet und reicht bis in die Stützen 20, sodass eine sehr gute Kühlung insbesondere des Spulenträgers 18 aber auch der Messspule 16 gewährleistet werden kann. Auch ist der Leitkanal 24 mit einem Durchlass 34 durch die Gehäusewandung 28 verbunden, sodass die Luftzufuhr einfach und betriebssicher gewährleistet werden kann.

[0053] Radial innen weist der Leitkanal 24 Öffnung 40 auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar auf den Hitzeschild 26 gerichtet sind und diesen auf diese Weise kühlen können, indem Luft bzw. Kühlfluid auf den Hitzeschild 26 geströmt wird. Dieses kann dann auch in das Innere der Messspule 16 gelangen und so an dem Hitzeschild 26 und an der Messspule vorbeiströmen. Selbiges gilt für den Zwischenraum zwischen Spulenträger 18 und Messspule 16 seitlich der Stützen 20. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen die Öffnungen 40 auch an anderer Stelle und mit anderer Ausrichtung vorgesehen sein können. Beispielsweise können die Öffnungen 40 auch derart angeordnet sein, dass Kühlfluid direkt in die entsprechenden Zwischenräume zwischen Messspule 16 und Hitzeschild 26 bzw. Messspule 16 und Spulenträger 18 gerichtet wird. Insbesondere können auch Öffnungen 40 unterschiedlich ausgerichtet werden.

[0054] Bei diesem Ausführungsbeispiel entweicht die Luft dann durch die naturbedingten Ritzen des Gehäuses 12, wobei hierdurch das Innere des Gehäuses 12 unter Überdruck steht. In anderen Ausführungsformen kann auch ein ergänzender Durchlass zum Entweichen der Luft vorgesehen sein.

[0055] Das Gehäuse 12 weist des Weiteren einen weiteren Durchlass 34 für elektrische Leitungen auf. Dieser wird jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel abgedichtet, sodass durch diesen Durchlass 34 nur minimal, wenn überhaupt, Luft aus dem unter Druck stehenden Inneren des Gehäuses 12 entweichen kann. In einer abweichenden Ausführungsform kann hier jedoch ggf. auf eine Dichtung verzichtet werden, sodass die Luft vornehmlich durch diesen Durchlass 34 das Gehäuse 12 verlassen kann. Ebenso ist es in einer abweichenden Ausführungsform möglich, in der Gehäusewandung 28, beispielsweise insbesondere in den Gehäusedeckeln 32 oder sogar in dem Hitzeschild 26 Bohrungen oder Auslassdüsen vorzusehen, durch welche die Luft, oder ein anderes Kühlfluid das Gehäuse 12 verlassen kann, wobei es dann beispielsweise zur Kühlung des Werkstücks oder anderer Baugruppen genutzt werden kann, wenn diese Bohrungen oder Auslassdüsen beispielsweise auf das Werkstück oder die anderen Baugruppen gerichtet oder insbesondere, wenn sie in dem in Walzrichtung hinten liegenden Gehäusedeckel 32 vorgesehen sind, in Walzrichtung gerichtet sind.

[0056] In anderen Ausführungsformen kann beispielsweise Wasser als Kühlfluid, oder eine andere Kühlflüssigkeit, zur Anwendung kommen. Hier erscheint es wenig praktikabel, auf einen als Auslass dienenden Durchlass zu verzichten. Dementsprechend ist es von Vorteil, den für elektrische Leitungen genutzten Durchlass 34 oder auch einen ergänzenden Durchlass als Auslass vorzusehen, was dann einen Kühlfluidkreislauf ermöglicht. Ggf. können auch die in der Gehäusewandung 28 vorgesehenen und vorstehend beschriebenen Bohrungen oder Auslassdüsen genutzt werden, was jedoch, da dann ein Führen des jeweiligen Kühlfluids in einem Kreislauf nicht möglich erscheint, zu einem entsprechenden Verlust an Kühlfluid führt, der angesichts der ergänzenden Funktion jedoch in Kauf zu nehmen ist.

[0057] Ebenso ist es denkbar, beispielsweise auf die Öffnungen 40 zu verzichten, wenn eine

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AT 517 418 B1 2020-01-15 österreichisches patentamt unmittelbare Kühlung der Messspule 16 oder des Hitzeschilds 26 nicht notwendig erscheint. Dann kann insbesondere der Leitkanal 24 mit einem Auslass, der mit einem weiteren Durchlass verbunden ist, versehen sein, sodass eine gute Durchströmung mit Kühlfluid, insbesondere mit Kühlflüssigkeit, durch den Spulenträger 18 bzw. durch das Kühlsystem 22 gewährleistet werden kann.

[0058] Während die Gehäusewandung 28 metallisch ausgebildet ist, um als Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung zu dienen, ist das Hitzeschild 26 aus nicht leitendem Material, bei diesem Ausführungsbeispiel aus Keramik, ausgestaltet, sodass es einerseits einen guten Hitzeschutz für die Messspule 16 darstellt sowie selbst eine hohe Hitzebeständigkeit aufweist und andererseits die magnetischen Felder möglichst wenig beeinträchtigt.

[0059] Auch der Spulenträger 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus nicht leitendem Material ausgestaltet, sodass er die magnetischen Felder möglichst wenig beeinträchtigt. Bei der Wahl des Materials für den Spulenträger 18 wird bei vorliegendem Ausführungsbeispiel auf Kunststoff gesetzt, da dieses Material kostengünstig ist und über das Kühlsystem 22 gut und ausreichend gekühlt werden kann. In abweichenden Ausführungsbeispielen können auch andere Materialien, beispielsweise Keramik, zur Anwendung kommen.

[0060] Die Messeinrichtung 10 eignet sich auch für den Einsatz in Walzwerken - und dort insbesondere auch zwischen Walzgerüsten bzw. in deren unmittelbarer Umgebung. So kann die Messeinrichtung 10 insbesondere auch Stahl als Werkstück unmittelbar messtechnisch erfassen, da diese bei Walztemperaturen nicht ferromagnetisch ist. Dementsprechend kann die Messeinrichtung 10 insbesondere für eine Querschnittskontrolle zur Anwendung kommen. Gegebenenfalls können auch Geschwindigkeitsmessungen bzw. Messungen eines Massedurchflusses oder ähnlich mit einer dementsprechend in seiner Messspule 16 ausgestalteten Messeinrichtung gemessen werden, wobei dieses letztlich von der Ausgestaltung der Messspule 16, beispielsweise auch in Form von mehreren Messspulen, und von der Signalverarbeitung sowie der Ansteuerung der Messspule 16 abhängt.

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BEZUGSZEICHENLISTE:

Messeinrichtung

Gehäuse

Messöffnung

Messspule

Spulenträger

Stütze (exemplarisch beziffert)

Kühlsystem

Leitkanal

Hitzeschild

Gehäusewandung

Gehäusering

Gehäusedeckel

Durchlass

Schraube (exemplarisch beziffert)

Sicherungsring

Öffnung (exemplarisch beziffert)

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Patentansprüche

Claims (17)

1. Messeinrichtung (10) mit einem Gehäuse (12) und mit einer zentralen Messöffnung (14), welche das Gehäuse (12) geradlinig durchstößt, und mit einer Messspule (16), welche in dem Gehäuse (12) angeordnet ist und die Messöffnung (14) umgibt, gekennzeichnet durch einen Spulenträger (18), welcher radial außerhalb der Messspule (16) in dem Gehäuse (12) angeordnet ist und die Messspule (16) trägt, wobei der Spulenträger (18) radial nach innen weisende Stützen (20) aufweist, an welche die Messspule (16) anliegt, und wobei axial an einer Seite der Stützen (20) ein Sicherungsring (38) angeordnet ist, der ein sicheres Positionieren der Messspule (16) ermöglicht.

2. Messeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (18) in dem Gehäuse (12) fixiert, vorzugsweise eingespannt, ist.

3. Messeinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (16) von radial innen an dem Spulenträger (18) anliegt.

4. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (18) nach radial innen weisende Stützen (20) aufweist, welche die Messspule (16) tragen.

5. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Kühlsystem (22), welches ein strömendes Kühlfluid, vorzugsweise Wasser oder Luft, umfasst.

6. Messeinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (22) wenigstens einen Leitkanal (24) für das Kühlfluid umfasst.

7. Messeinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkanal (24) in oder an dem Spulenträger (18) angeordnet ist.

8. Messeinrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkanal (24) bis in die Stützen (20) reicht.

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9. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem derart ausgebildet ist, dass das Kühlfluid unmittelbar, vorzugsweise radial innen, an der Messspule (16) vorbeiströmt.

10. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb der Messspule (16) ein Hitzeschild (26) angeordnet ist.

11. Messeinrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hitzeschild (26) das Gehäuse (12) radial innen verschließt.

12. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem derart ausgebildet ist, dass das Kühlfluid das Hitzeschild (26) anbzw. an diesem vorbeiströmt.

13. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Leitkanal (24) in das Gehäuseinnere hinein, vorzugsweise nach radial Innen, öffnet.

14. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (40) bzw. Öffnungen (40) des Leitkanals (24) auf den Hitzeschild (24), auf die Messspule (16) und/oder auf einen Zwischenraum zwischen Messspule (16) und Hitzeschild (24) gerichtet ist bzw. sind.

15. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) verschlossen ist und eine Gehäusewandung (28) des Gehäuses (12) wenigstens einen Durchlass (34) für Betriebsmittel, wie Kühlfluid oder elektrische Leitungen, aufweist.

16. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (18) aus nicht oder schwach elektrisch leitendem Material gebildet ist.

17. Messeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (18) aus Keramik gebildet ist.