DE102022119455B3 - Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes sowie maschinelle Anordnung zum Umformen eines plastisch verformbaren und vorzugsweise metallenen Bandrohlings - Google Patents

Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes sowie maschinelle Anordnung zum Umformen eines plastisch verformbaren und vorzugsweise metallenen Bandrohlings Download PDF

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Wiatscheslaw Steblau
Felix Schenke
Jörg Scheller
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Abstract

Eine Messvorrichtung (12) zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes (3) weist eine taktile Dicken-Messeinheit (17) und eine Referenz-Messeinheit (18) auf. Mittels einer Dicken-Auswerteeinheit (25) der taktilen Dicken-Messeinheit (17) ist die Dicke des Bandes (3) bestimmbar anhand der Position, welche ein in die Dicken-Messposition zugestellter Messtaster (19) in vertikaler Richtung relativ zu einem Messtasterarm (20) einnimmt. Bei in die Dicken-Messposition zugestelltem Messtaster (19) ist mittels einer Referenz-Auswerteeinheit (33) der Referenz-Messeinheit (18) fortlaufend eine momentane vertikale Position eines Referenztasters (27) bestimmbar, welche der Referenztaster (27) in vertikaler Richtung relativ zu einem Referenztasterarm (28) einnimmt. Bei Feststellung einer Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters (27) durch eine Referenz-Vergleichseinheit (34) ist mittels einer Korrektureinheit (35) die mittels der Dicken-Auswerteeinheit (25) bestimmte Dicke des Bandes (3) entsprechend der Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters (27) korrigierbar.Ein Verfahren zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes (3) wird mittels der vorgenannten Messvorrichtung (12) durchgeführt.Eine maschinelle Anordnung zum Umformen eines plastisch verformbaren und vorzugsweise metallenen Bandrohlings in ein Band (3) umfasst die vorgenannte Messvorrichtung (12).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes, das zwei einander gegenüberliegende Flachseiten aufweist, mit einem Vorrichtungsgestell, mit einer taktilen Dicken-Messeinheit sowie mit einer Auswertevorrichtung, mit welcher die taktile Dicken-Messeinheit verbunden ist,
    • • wobei die taktile Dicken-Messeinheit einen Messtaster, einen mit dem Vorrichtungsgestell verbundenen und von dem Vorrichtungsgestell horizontal vorkragenden Messtasterarm sowie eine dem Messtasterarm in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegende Bandauflage umfasst,
    • • wobei die Bandauflage an einer dem Messtasterarm zugewandten Bandauflagefläche der Bandauflage zur Lagerung des Bandes an einer der Bandauflagefläche zugewandten Flachseite des Bandes ausgebildet ist,
    • • wobei der Messtaster an dem Messtasterarm in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und relativ zu dem Messtasterarm in eine Dicken-Messposition zustellbar ist,
    • • wobei der Messtaster in der Dicken-Messposition bei auf der Bandauflagefläche der Bandauflage gelagertem Band mit einem bandauflageseitigen Tastende in vertikaler Richtung an eine von der Bandauflagefläche der Bandauflage abliegende Flachseite des Bandes angelegt ist,
    • • wobei mittels der Auswertevorrichtung die Dicke des Bandes bestimmbar ist anhand der Position, welche der in die Dicken-Messposition zugestellte Messtaster in vertikaler Richtung relativ zu dem Messtasterarm einnimmt
    • • wobei zusätzlich zu der taktilen Dicken-Messeinheit eine taktile Referenz-Messeinheit vorgesehen ist,
    • • wobei die taktile Referenz-Messeinheit einen Referenztaster, einen mit dem Vorrichtungsgestell verbundenen und von dem Vorrichtungsgestell horizontal vorkragenden Referenztasterarm sowie eine dem Referenztasterarm in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegende und mit der Bandauflage verbundene Referenzauflage mit einer dem Referenztasterarm zugewandten Referenzauflagefläche umfasst,
    • • wobei der Referenztaster an dem Referenztasterarm in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und mit einem referenzauflageseitigen Tastende in vertikaler Richtung an die Referenzauflagefläche angelegt ist,
    • • wobei die Auswertevorrichtung eine Dicken-Auswerteeinheit und eine Referenz-Auswerteeinheit umfasst,
      • - wobei die taktile Dicken-Messeinheit mit der Dicken-Auswerteeinheit und
      • - die taktile Referenz-Messeinheit mit der Referenz-Auswerteeinheit verbunden ist und
    • • wobei bei in die Dicken-Messposition zugestelltem Messtaster mittels der Referenz-Auswerteeinheit fortlaufend eine momentane vertikale Position des Referenztasters bestimmbar ist, welche der Referenztaster in vertikaler Richtung relativ zu dem Referenztasterarm einnimmt.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein mittels der vorgenannten Messvorrichtung durchführbares Verfahren zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes mit zwei einander gegenüberliegenden Flachseiten sowie eine mit einer derartigen Messvorrichtung versehene maschinelle Anordnung zum Umformen eines plastisch verformbaren und vorzugsweise metallenen Bandrohlings in ein Band mit zwei einander gegenüberliegenden Flachseiten.
  • Gattungsgemäßer Stand der Technik ist aus DE 10 2007 022 580 B4 bekannt.
  • Zur Bestimmung der Dicke einer entlang einer Förderstrecke geförderten Platte wird im Falle des Standes der Technik wie folgt verfahren:
    • - An der über eine Auflage bewegten Platte wird der Abstand eines ersten Sensors von der Oberseite der Platte gemessen.
    • - Abseits der bewegten Platte wird der Abstand eines zweiten Sensors von der Oberseite der Auflage der Platte gemessen.
    • - Mit dem Abstand des zweiten Sensors von der Oberseite der Auflage der Platte wird der Abstand des ersten Sensors von der Oberseite der Auflage der Platte gleichgesetzt.
    • - Die Dicke der Platte wird bestimmt als Differenz zwischen dem von dem zweiten Sensor übernommenen Abstand des ersten Sensors von der Oberseite der Auflage der Platte und dem gemessenen Abstand des ersten Sensors von der Oberseite der Platte.
  • Weiterer Stand der Technik ist aus der betrieblichen Praxis bekannt.
  • Die aus der betrieblichen Praxis bekannte Messvorrichtung und die damit ausgestattete maschinelle Anordnung werden bei der Fertigung von dünnen Bändern zur Herstellung von Spiralfedern für mechanische Uhrwerke eingesetzt.
  • Bei Anwendungsfällen dieser Art darf sich die Dickentoleranz an dem zur Herstellung der Spiralfeder für das Uhrwerk verwendeten Band zur Gewährleistung der gewünschten Genauigkeit des betreffenden Uhrwerks lediglich im Nanometerbereich bewegen. Entsprechend präzise ist die Spaltweite des oder der Walzspalte an dem Walzwerk der Umformvorrichtung einzustellen, mittels derer das Band aus einem als Bandrohling vorgesehenen Draht erzeugt wird. Die Einhaltung der erforderlichen Maßgenauigkeit wird durch eine mittels einer Messvorrichtung der vorbekannten Art durchgeführte Dickenmessung überwacht, die an dem die Umformvorrichtung durchlaufenden Band nach dem Verlassen der Umformvorrichtung durchgeführt wird. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Dickenmessung wird die Einstellung der Spaltweite des oder der Walzspalte an der Umformvorrichtung beibehalten oder entsprechend der festgestellten Maßabweichung verändert. Zur Einhaltung der maximalen Dickentoleranz an dem mittels der Umformvorrichtung gefertigten Band bedarf es einer hochpräzisen Messung der tatsächlichen Dicke des Bandes nach dem Verlassen der Umformvorrichtung.
  • Eine hochgenaue Messvorrichtung, ein hochgenaues Messverfahren und eine maschinelle Anordnung zur Herstellung eines Bandes mit einer Dickentoleranz in dem zulässigen Nanometerbereich bereitzustellen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
  • Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Messvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, durch das Messverfahren gemäß Patentanspruch 4 und durch die maschinelle Anordnung gemäß Patentanspruch 5.
  • An der erfindungsgemäßen Messvorrichtung bildet der Messtasterarm das Bezugssystem für die taktile Messung der Dicke des mittels der Umformvorrichtung der erfindungsgemäßen maschinellen Anordnung erzeugten Bandes. Ein gewonnener Messwert gibt die Position wieder, welche der an dem Messtasterarm gelagerte Messtaster in der Dicken-Messposition und somit bei an das zu vermessende Band angelegtem Tastende des Messtasters relativ zu dem Messtasterarm einnimmt.
  • Im Idealfall behält der Messtasterarm seine Lage gegenüber der Bandauflage und dem darauf gelagerten Band dauerhaft bei und eine Änderung der mittels des Messtasters gewonnenen Messwerte resultiert dann ausschließlich aus einer Änderung der tatsächlichen Dicke des vermessenen Bandes.
  • In der Praxis kommt es aber beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen und einer damit verbundenen Formänderung des den Messtasterarm lagernden Vorrichtungsgestells und/oder des Messtasterarms zu einer Veränderung der Lage des Messtasterarms gegenüber der Bandauflage und/oder gegenüber dem vermessenen Band. Damit verbunden sind Änderungen der mittels des Messtasters gewonnenen Messwerte, die nicht auf einer Änderung der tatsächlichen Dicke des vermessenen Bandes beruhen und die folglich eine dauerhaft zuverlässige Messung der für die spätere Funktionsfähigkeit des Bandes ausschlaggebenden tatsächlichen Dicke des Bandes verhindern würden.
  • Abhilfe schafft in derartigen Fällen die taktile Referenzmessung der Erfindung.
  • Der Referenztasterarm der erfindungsgemäßen Referenz-Messeinheit ist ebenso wie der Messtasterarm der Dicken-Messeinheit an dem Vorrichtungsgestell vorgesehen und dabei in gleicher Weise wie der Messtasterarm gegenüber dem Vorrichtungsgestell ausgerichtet. Die Referenzauflage der erfindungsgemäßen Referenz-Messeinheit ist an die Bandauflage der Dicken-Messeinheit angebunden und gegenüber dem Referenztasterarm in gleicher Weise angeordnet wie die Bandauflage gegenüber dem Messtasterarm der Dicken-Messeinheit. Infolgedessen korrespondiert die Lage des Referenztasterarms gegenüber der Referenzauflage mit der Lage des Messtasterarms gegenüber der Bandauflage und dem auf der Bandauflage liegenden Band. Nachdem der Referenztaster der Referenz-Messeinheit mit dem referenzauflageseitigen Tastende ohne Zwischenschaltung des zu vermessenden Bandes an der Referenzauflagefläche der Referenz-Messeinheit anliegt, indiziert eine Veränderung der Lage des Referenztasters gegenüber dem als Bezugssystem für die Referenzmessung dienenden Referenztasterarm eine von dem zu vermessenden Band unabhängige Lageänderung des Referenztasterarms gegenüber der Referenzauflage und somit auch eine von dem zu vermessenden Band unabhängige Lageänderung des Messtasterarms gegenüber der Bandauflage.
  • Mittels der Korrektureinheit der vorzugsweise numerischen Auswertevorrichtung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung wird der mittels der Dicken-Messeinheit und der Dicken-Auswerteeinheit gewonnene Messwert für die Dicke des auf der Bandauflage gelagerten Bandes bereinigt um denjenigen Anteil, der auf die bandunabhängige Lageänderung des Messtasterarms gegenüber dem Band und der Bandauflage zurückgeht.
  • Mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gewonnene Messwerte für die Dicke des vermessenen Bandes geben somit hochgenau die tatsächliche Dicke des vermessenen Bandes wieder und können folglich als Grundlage für eine Einstellung der Spaltweite des Walzspaltes an der Umformvorrichtung der erfindungsgemä-ßen maschinellen Anordnung dienen, aufgrund derer die Dicke des mittels der Umformvorrichtung erzeugten Bandes hochgenau und allenfalls mit einer Maßdrift im Nanometerbereich der Soll-Dicke des Bandes entspricht.
  • Erfindungsgemäß verarbeitet werden insbesondere Drähte aus Stahl, Kupfer und aus Speziallegierungen auf Kobaltbasis. Der Anfangsdurchmesser eines als Bandrohling vorgesehenen Drahtes an der Einlaufseite der Umformvorrichtung kann sich beispielsweise in dem Bereich von 0,05 mm bis 1,00 mm bewegen. Für das mittels der Umformvorrichtung der erfindungsgemäßen maschinellen Anordnung aus dem Bandrohling erzeugte dünne Band sind beispielsweise eine Breite von 0,05 bis 1,5 mm und eine Dicke von 10 bis 150 µm denkbar bei einer Dickentoleranz von vorzugsweise ±0,05 µm. Vorzugsweise liegt der Soll-Wert der Dicke des erfindungsgemäßen dünnen Bandes in einem Bereich von 30 µm bis 100 µm.
  • Anwendungsbeispiele für die Erfindung sind die Fertigung von dünnen Bändern zur Herstellung von Spiralfedern für mechanische Uhrwerke und die Fertigung von dünnen Bändern für elektronische Bauteile und/oder für die Supraleitung.
  • Besondere Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und der erfindungsgemäßen maschinellen Anordnung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2, 3 und 5.
  • Gemäß Patentanspruch 2 ist in bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung das Vorrichtungsgestell im Interesse einer besonderen Stabilität des Vorrichtungsgestells und einer damit verbundenen besonderen Messgenauigkeit der Messvorrichtung als C-förmiger Bügel ausgebildet. Der Messtasterarm der Dicken-Messeinheit und der Referenztasterarm der Referenz-Messeinheit kragen an dem C-förmigen Bügel horizontal vor. Die Bandauflage der Dicken-Messeinheit und die Referenzauflage der Referenz-Messeinheit sind beide an dem C-förmigen Bügel vorgesehen. Sowohl die Tasterarme als auch die Auflagen können dabei unmittelbar von dem C-förmigen Bügel ausgebildet werden oder als separate Bauteile der erfindungsgemäßen Messvorrichtung mit dem C-förmigen Bügel oder dessen Bügelsteg verbunden sein. Die Ausbildung als separate Bauteile und deren lösbare Verbindung mit dem C-förmigen Bügel oder mit dessen Bügelsteg hat den Vorteil, dass ein und derselbe C-förmige Bügel oder ein und derselbe Bügelsteg mit unterschiedlichen Dicken-Messeinheiten und/oder mit unterschiedlichen Referenz-Messeinheiten bestückt werden kann. In diesem Fall kann die erfindungsgemäße Messvorrichtung insbesondere in Abhängigkeit von dem konkreten Anwendungsfall unterschiedlich konfiguriert werden.
  • Ausweislich Patentanspruch 3 sind im Falle einer weiteren Bauart der erfindungsgemäßen Messvorrichtung die Bandauflage und die Referenzauflage gemeinschaftlich von einem Auflagekörper ausgebildet, der an seiner Oberseite sowohl mit der Bandauflagefläche als auch mit der Referenzauflagefläche versehen ist. Durch den Auflagekörper wird die funktionsnotwendige Anbindung der Referenzauflage an die Bandauflage mit konstruktiv einfachen Mitteln optimal hergestellt.
  • Patentanspruch 6 betrifft eine Bauart der erfindungsgemäßen maschinellen Anordnung, im Falle derer mit einfachen konstruktiven Mitteln die Möglichkeit geschaffen wird, die Dickenmessung des umgeformten Bandes und die Referenzmessung gleichzeitig durchzuführen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine maschinelle Anordnung zum Umformen eines plastisch verformbaren metallenen Bandrohlings in ein dünnes Band,
    • 2 eine perspektivische Ansicht einer in 1 stark schematisch dargestellten Messvorrichtung der maschinellen Anordnung gemäß 1,
    • 3 die Messvorrichtung gemäß 2 in der Ansicht in Richtung des Pfeils III in 2 und
    • 4 die Messvorrichtung gemäß den 2 und 3 in der Ansicht in Richtung des Pfeils VI in 2.
  • Gemäß 1 wird an einer maschinellen Anordnung 1 ein Bandrohling in Form eines Drahtrohlings 2 in ein dünnes Band 3 umgeformt.
  • Der Drahtrohling 2 besteht in dem dargestellten Beispielsfall aus einer Speziallegierung auf Kobaltbasis. Alternativ kommen als Werkstoffe für den Drahtrohling 2 insbesondere auch Stahl und Kupfer in Frage. Aus dem Band 3 werden vorliegend Spiralfedern für mechanische Uhrwerke hergestellt. Zu diesem Zweck wird das mittels der maschinellen Anordnung 1 gefertigte Band 3 in dem weiteren Verlauf des Herstellungsprozesses in Bandabschnitte entsprechender Länge geteilt.
  • Als Umformvorrichtung ist im Falle der maschinellen Anordnung 1 ein herkömmliches Walzwerk 4 vorgesehen mit Walzgerüsten 5, 6, 7. Jedes der Walzgerüste 5, 6, 7 weist nicht im Einzelnen dargestellte Umformwalzen auf, die Walzspalte 8, 9, 10 ausbilden. Durch die Walzspalte 8, 9, 10 an den Walzgerüsten 5, 6, 7 wird der Drahtrohling 2 beziehungsweise das aus diesem erzeugte Zwischenprodukt in einer Bewegungsrichtung 11 bewegt, bis nach dem Durchlaufen des letzten Walzspalts 10 das Band 3 vorliegt.
  • Nachdem von der Qualität der aus dem Band 3 gefertigten Spiralfedern die Laufgenauigkeit der mit den Spiralfedern ausgestatteten Uhrwerke abhängt, muss bereits das Band 3 hohen Qualitätsansprüchen genügen. Insbesondere darf die Dicke des Bandes 3 nur innerhalb enger Grenzen von einem Soll-Wert abweichen. In dem vorliegenden Fall zulässig ist eine Dickentoleranz an dem Band 3 von +/- 0,05 µm bei einem Soll-Wert der Dicke des Bandes 3 in einem Bereich von 30 µm bis 100 µm, beispielsweise von 46 µm.
  • Ob das Band 3 nach dem Verlassen des Walzwerks 4 eine Dicke innerhalb der geforderten Dickentoleranz aufweist, wird mittels einer Messvorrichtung 12 geprüft, die in der Bewegungsrichtung 11 des Drahtrohlings 2 und dann auch des Bandes 3 auf das Walzwerk 4 folgt. Die Messvorrichtung 12 ist in 1 stark schematisch und in den 2 bis 4 detaillierter dargestellt.
  • Die Messvorrichtung 12 weist ein Vorrichtungsgestell 13 auf, das in dem dargestellten Beispielsfall als C-förmiger Bügel ausgebildet ist und das einen Bügelsteg 14, einen oberen Bügelschenkel 15 und einen unteren Bügelschenkel 16 aufweist.
  • An dem Vorrichtungsgestell 13 sind eine taktile Dicken-Messeinheit 17 und eine taktile Referenz-Messeinheit 18 vorgesehen.
  • Die taktile Dicken-Messeinheit 17 umfasst einen Messtaster 19, einen mit dem Vorrichtungsgestell 13 verbundenen und an dem oberen Bügelschenkel 15 des Vorrichtungsgestells 13 horizontal vorkragenden Messtasterarm 20 sowie eine Bandauflage 21, welche dem Messtasterarm 20 in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegt. Der Messtaster 19 verläuft in den Zeichnungen weitgehend unsichtbar im Innern einer unterhalb des Messtasterarms 20 angeordneten Führungshülse in vertikaler Richtung.
  • Die Bandauflage 21 kragt an dem unteren Bügelschenkel 16 des Vorrichtungsgestells 13 horizontal vor. Vertikal oberhalb des gestellseitigen Ansatzes der Bandauflage 21 ist die Bandauflage 21 mit einer dem Messtasterarm 20 zugewandten Bandauflagefläche 22 versehen.
  • Bei der Messung seiner Dicke ist das Band 3 auf der Bandauflagefläche 22 gelagert. Der Messtaster 19 ist mittels einer maschinellen Stellvorrichtung 23 relativ zu dem Messtasterarm 20 in eine Dicken-Messposition zugestellt. In der Dicken-Messposition ist der Messtaster 19 mit einem bandauflageseitigen Tastende 24 (3, 4) in vertikaler Richtung an eine von der Bandauflagefläche 22 der Bandauflage 21 abliegende Flachseite des Bandes 3 angelegt.
  • Mittels einer Dicken-Auswerteeinheit 25 einer numerischen Auswertevorrichtung 26 wird die Dicke des Bandes 3 anhand der Position bestimmt, welche der in die Dicken-Messposition zugestellte Messtaster 19 in vertikaler Richtung relativ zu dem Messtasterarm 20 einnimmt.
  • Die zusätzlich zu der taktilen Dicken-Messeinheit 17 vorgesehene taktile Referenz-Messeinheit 18 umfasst einen Referenztaster 27, einen mit dem Vorrichtungsgestell 13 verbundenen und von dem oberen Bügelschenkel 15 horizontal vorkragenden Referenztasterarm 28 sowie eine dem Referenztasterarm 28 in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegende und an dem unteren Bügelschenkel 16 horizontal vorkragende Referenzauflage 29.
  • Über das Vorrichtungsgestell 13 ist die Referenzauflage 29 mit der Bandauflage 21 verbunden. Der Referenztaster 27 ist in den Zeichnungen weitgehend unsichtbar im Innern einer unterhalb des Referenztasterarms 28 verlaufenden Führungshülse untergebracht.
  • Die Referenzauflage 29 ist mit vertikalem Abstand von ihrem Ansatz an dem unteren Bügelschenkel 16 mit einer dem Referenztasterarm 28 zugewandten Referenzauflagefläche 30 versehen.
  • Abweichend von den dargestellten Verhältnissen können die Bandauflage 21 und die Referenzauflage 29 von einem einheitlichen Auflagekörper ausgebildet sein.
  • Der Referenztaster 27 ist an dem Referenztasterarm 28 in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und mittels einer maschinellen Stellvorrichtung 31 mit einem referenzauflageseitigen Tastende 32 in vertikaler Richtung an die Referenzauflagefläche 30 angelegt. Bei Anlage an der Referenzauflagefläche 30 ist der Referenztaster 27 relativ zu dem Referenztasterarm 28 in vertikaler Richtung frei beweglich.
  • Damit der Messtaster 19 und der Referenztaster 27 gleichzeitig an das Band 3 und an die Referenzauflagefläche 30 angelegt werden können, sind die taktile Dicken-Messeinheit 17 und die taktile Referenz-Messeinheit 18 der Messvorrichtung 12 in der Bewegungsrichtung 11 des Bandes 3 gegeneinander versetzt, wobei der Referenztaster 27 und die Referenzauflage 29 der taktilen Referenz-Messeinheit 18 einerseits und der Messtaster 19 und die Bandauflage 21 der taktilen Dicken-Messeinheit 17 andererseits zusätzlich quer zu der Bewegungsrichtung 11 des Bandes 3 horizontal gegeneinander versetzt sind.
  • Mittels einer Referenz-Auswerteeinheit 33 der numerischen Auswertevorrichtung 26 wird während der mittels der Dicken-Messeinheit 17 durchgeführten Dickenmessung des Bandes 3 fortlaufend eine momentane vertikale Position des Referenztasters 27 bestimmt, welche der an die Referenzauflagefläche 30 der Referenzauflage 29 angelegt Referenztaster 27 in vertikaler Richtung relativ zu dem Referenztasterarm 28 einnimmt. Mittels einer Referenz-Vergleichseinheit 34 der numerischen Auswertevorrichtung 26 werden die von der Referenz-Auswerteeinheit 33 bestimmtem momentanen vertikalen Positionen des Referenztasters 27 miteinander verglichen. Wird von der Referenz-Vergleichseinheit 34 eine Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters 27 festgestellt, so korrigiert eine Korrektureinheit 35 der numerischen Auswertevorrichtung 26 die mittels der Dicken-Auswerteeinheit 25 gemessene Dicke des dünnen Bandes 3 entsprechend der Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters 27.
  • Dadurch wird der Dicken-Messwert, der von der Dicken-Auswerteeinheit 25 anhand der Position bestimmt worden ist, welche der in die Dicken-Messposition zugestellte Messtaster 19 relativ zu dem Messtasterarm 20 einnimmt, um Maßänderungen bereinigt, die nicht auf einer Dickenänderung des Bandes 3 sondern auf insbesondere temperaturbedingten Formänderungen des Vorrichtungsgestells 13 und/oder des Messtasterarms 20 beruhen.
  • Die numerische Auswertevorrichtung 26 der Messvorrichtung 12 ist mit einer numerischen Steuerung 36 des Walzwerks 4 verbunden (1). Die numerische Steuerung 36 des Walzwerks 4 bewirkt auf der Grundlage der mittels der Dicken-Auswerteeinheit 25 gewonnenen und erforderlichenfalls von der Korrektureinheit 35 korrigierten Dickenmesswerte des Bandes 3 eine Einstellung eines oder mehrerer der Walzspalte 8, 9, 10 derart, dass das Band 3 aufgrund der dann eingestellten Spaltweite(n) das Walzwerk 4 mit einer Dicke verlässt, die von der Soll-Dicke des Bandes 3 allenfalls im Nanometerbereich abweicht.

Claims (6)

  1. Messvorrichtung zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes (3), das zwei einander gegenüberliegende Flachseiten aufweist, mit einem Vorrichtungsgestell (13), mit einer taktilen Dicken-Messeinheit (17) sowie mit einer Auswertevorrichtung (26), mit welcher die taktile Dicken-Messeinheit (17) verbunden ist, • wobei die taktile Dicken-Messeinheit (17) einen Messtaster (19), einen mit dem Vorrichtungsgestell (13) verbundenen und von dem Vorrichtungsgestell (13) horizontal vorkragenden Messtasterarm (20) sowie eine dem Messtasterarm (20) in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegende Bandauflage (21) umfasst, • wobei die Bandauflage (21) an einer dem Messtasterarm (20) zugewandten Bandauflagefläche (22) der Bandauflage (21) zur Lagerung des Bandes (3) an einer der Bandauflagefläche (22) zugewandten Flachseite des Bandes (3) ausgebildet ist, • wobei der Messtaster (19) an dem Messtasterarm (20) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und relativ zu dem Messtasterarm (20) in eine Dicken-Messposition zustellbar ist, • wobei der Messtaster (19) in der Dicken-Messposition bei auf der Bandauflagefläche (22) der Bandauflage (21) gelagertem Band (3) mit einem bandauflageseitigen Tastende (24) in vertikaler Richtung an eine von der Bandauflagefläche (22) der Bandauflage (21) abliegende Flachseite des Bandes (3) angelegt ist, • wobei mittels der Auswertevorrichtung (26) die Dicke des Bandes (3) bestimmbar ist anhand der Position, welche der in die Dicken-Messposition zugestellte Messtaster (19) in vertikaler Richtung relativ zu dem Messtasterarm (20) einnimmt, • wobei zusätzlich zu der taktilen Dicken-Messeinheit (17) eine taktile Referenz-Messeinheit (18) vorgesehen ist, • wobei die taktile Referenz-Messeinheit (18) einen Referenztaster (27), einen mit dem Vorrichtungsgestell (13) verbundenen und von dem Vorrichtungsgestell (13) horizontal vorkragenden Referenztasterarm (28) sowie eine dem Referenztasterarm (28) in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegende und mit der Bandauflage (21) verbundene Referenzauflage (29) mit einer dem Referenztasterarm (28) zugewandten Referenzauflagefläche (30) umfasst, • wobei der Referenztaster (27) an dem Referenztasterarm (28) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und mit einem referenzauflageseitigen Tastende (32) in vertikaler Richtung an die Referenzauflagefläche (30) angelegt ist, • wobei die Auswertevorrichtung (26) eine Dicken-Auswerteeinheit (25) und eine Referenz-Auswerteeinheit (33) umfasst, wobei - die taktile Dicken-Messeinheit (17) mit der Dicken-Auswerteeinheit (25) und - die taktile Referenz-Messeinheit (18) mit der Referenz-Auswerteeinheit (33) verbunden ist und • wobei bei in die Dicken-Messposition zugestelltem Messtaster (19) mittels der Referenz-Auswerteeinheit (33) fortlaufend eine momentane vertikale Position des Referenztasters (27) bestimmbar ist, welche der Referenztaster (27) in vertikaler Richtung relativ zu dem Referenztasterarm (28) einnimmt, dadurch gekennzeichnet, • dass die Auswertevorrichtung (26) eine Referenz-Vergleichseinheit (34) sowie eine Korrektureinheit (35) umfasst, wobei - die Referenz-Vergleichseinheit (34) mit der Referenz-Auswerteeinheit (33) und mit der Korrektureinheit (35) und - die Korrektureinheit (35) mit der Dicken-Auswerteeinheit (25) verbunden ist, • dass mittels der Dicken-Auswerteeinheit (25) die Dicke des Bandes (3) bestimmbar ist anhand der Position, welche der in die Dicken-Messposition zugestellte Messtaster (19) in vertikaler Richtung relativ zu dem Messtasterarm (20) einnimmt, • dass mittels der Referenz-Vergleichseinheit (34) die von der Referenz-Auswerteeinheit (33) bestimmten momentanen vertikalen Positionen des Referenztasters (27) miteinander vergleichbar sind und • dass bei Feststellung einer Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters (27) durch die Referenz-Vergleichseinheit (34) mittels der Korrektureinheit (35) die mittels der Dicken-Auswerteeinheit (25) bestimmte Dicke des Bandes (3) entsprechend der Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters (27) korrigierbar ist.
  2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, • dass das Vorrichtungsgestell (13) als C-förmiger Bügel ausgebildet ist mit einem Bügelsteg (14) und mit zwei Bügelschenkeln, die horizontal von dem Bügelsteg (14) vorkragen und die in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sind unter Ausbildung eines in vertikaler Richtung oberen Bügelschenkels (15) und eines in vertikaler Richtung unteren Bügelschenkels (16) und • dass der Messtasterarm (20) und der Referenztasterarm (28) an dem oberen Bügelschenkel (15) und die Bandauflage (21) und die Referenzauflage (29) an dem unteren Bügelschenkel (16) vorgesehen sind.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandauflage (21) und die Referenzauflage (29) gemeinschaftlich von einem Auflagekörper ausgebildet sind, der mit einer Oberseite dem Messtasterarm (20) und dem Referenztasterarm (28) in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegt und der an der Oberseite mit der Bandauflagefläche (22) und mit der Referenzauflagefläche (30) versehen ist.
  4. Verfahren zur Messung der Dicke eines vorzugsweise metallenen Bandes (3), das zwei einander gegenüberliegende Flachseiten aufweist, mittels einer Messvorrichtung (12), die ein Vorrichtungsgestell (13), eine taktile Dicken-Messeinheit (17) sowie eine Auswertevorrichtung (26) aufweist, mit welcher die taktile Dicken-Messeinheit (17) verbunden ist, • wobei das Band (3) auf einer Bandauflagefläche (22) einer Bandauflage (21) der taktilen Dicken-Messeinheit (17) mit einer der Bandauflagefläche (22) zugewandten Flachseite gelagert wird, welche Bandauflage (21) einem Messtasterarm (20) der taktilen Dicken-Messeinheit (17) in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegt, • wobei ein Messtaster (19) der taktilen Dicken-Messeinheit (17) in vertikaler Richtung relativ zu dem Messtasterarm (20), welcher den Messtaster (19) beweglich lagert, mit dem Vorrichtungsgestell (13) verbunden ist und von dem Vorrichtungsgestell (13) horizontal vorkragt, in eine Dicken-Messposition zugestellt wird, in welcher der Messtaster (19) mit einem bandauflageseitigen Tastende (24) in vertikaler Richtung an eine von der Bandauflagefläche (22) der Bandauflage (21) abliegende Flachseite des Bandes (3) angelegt ist, • wobei ein Referenztaster (27) einer taktilen Referenz-Messeinheit (18) der Messvorrichtung (12), der an einem mit dem Vorrichtungsgestell (13) verbundenen und von dem Vorrichtungsgestell (13) horizontal vorkragenden Referenztasterarm (28) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert ist, mit einem referenzauflageseitigen Tastende (32) in vertikaler Richtung an eine Referenzauflagefläche (30) einer Referenzauflage (29) angelegt wird, welche dem Referenztasterarm (28) in vertikaler Richtung mit Abstand gegenüberliegt und mit der Bandauflage (21) verbunden ist und • wobei bei in die Dicken-Messposition zugestelltem Messtaster (19) mittels einer Referenz-Auswerteeinheit (33) der Auswertevorrichtung (26) fortlaufend eine momentane vertikale Position des Referenztasters (27) bestimmt wird, welche der Referenztaster (27) in vertikaler Richtung relativ zu dem Referenztasterarm (28) einnimmt, dadurch gekennzeichnet, • dass mittels einer Dicken-Auswerteeinheit (25) der Auswertevorrichtung (26) die Dicke des Bandes (3) bestimmt wird anhand der Position, welche der in die Dicken-Messposition zugestellte Messtaster (19) in vertikaler Richtung relativ zu dem Messtasterarm (20) einnimmt, • dass mittels einer Referenz-Vergleichseinheit (34) der Auswertevorrichtung (26) die von der Referenz-Auswerteeinheit (33) bestimmten momentanen vertikalen Positionen des Referenztasters (27) miteinander verglichen werden und • dass bei Feststellung einer Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters (27) durch die Referenz-Vergleichseinheit (34) mittels einer Korrektureinheit (35) der Auswertevorrichtung (26) die mittels der Dicken-Auswerteeinheit (25) bestimmte Dicke des Bandes (3) entsprechend der Veränderung der momentanen vertikalen Position des Referenztasters (27) korrigiert wird.
  5. Maschinelle Anordnung zum Umformen eines plastisch verformbaren und vorzugsweise metallenen Bandrohlings (2) in ein Band (3), das zwei einander gegenüberliegende Flachseiten aufweist, mit einer Umformvorrichtung (4), mit einer der Umformvorrichtung (4) in einer Bewegungsrichtung (11) des Bandes (3) nachgeordneten Messvorrichtung (12) sowie mit einer mit der Messvorrichtung (12) verbundenen Steuerungsvorrichtung (36) für die Umformvorrichtung (4), • wobei die Umformvorrichtung (4) ein Walzwerk mit Umformwalzen aufweist, die wenigstens einen Walzspalt (8, 9, 10) ausbilden, durch welchen der Bandrohling (2) unter Erzeugung des Bandes (3) in Richtung auf die Messvorrichtung (12) bewegbar ist und der eine Spaltweite aufweist, welche die Dicke des Bandes (3) definiert, • wobei mittels der Messvorrichtung (12) die Dicke des an der Umformvorrichtung (4) erzeugten Bandes (3) messbar ist und • wobei mittels der Steuerungsvorrichtung (36) - ein an der Messvorrichtung (12) gemessener Ist-Wert der Dicke des Bandes (3) mit einem Soll-Wert der Dicke des Bandes (3) vergleichbar ist und - im Falle einer Abweichung des Ist-Wertes der Dicke des Bandes (3) von dem Soll-Wert die Spaltweite des Walzspalts (8, 9, 10) der Umformwalzen des Walzwerks derart einstellbar ist, dass die Spaltweite des Walzspalts (8, 9, 10) der Umformwalzen die Dicke des Bandes (3) mit ihrem Soll-Wert definiert, dadurch gekennzeichnet, • dass als Messvorrichtung (12) die Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 vorgesehen ist, • dass die Steuerungsvorrichtung (36) der Umformvorrichtung (4) mit der Auswertevorrichtung (26) der Messvorrichtung (12) verbunden ist und • dass als an der Messvorrichtung (12) gemessener Ist-Wert der Dicke des Bandes (3) die mittels der Dicken-Auswerteeinheit (25) bestimmte und gegebenenfalls mittels der Korrektureinheit (35) korrigierte Dicke des Bandes (3) mit dem Soll-Wert der Dicke des Bandes (3) vergleichbar ist.
  6. Maschinelle Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, • dass die taktile Dicken-Messeinheit (17) und die taktile Referenz-Messeinheit (18) der Messvorrichtung (12) in der Bewegungsrichtung (11) des Bandes (3) gegeneinander versetzt sind und • dass der Referenztaster (27) und die Referenzauflage (29) der taktilen Referenz-Messeinheit (18) einerseits und der Messtaster (19) und die Bandauflage (22) der taktilen Dicken-Messeinheit (17) andererseits zusätzlich quer zu der Bewegungsrichtung (11) des Bandes (3) horizontal gegeneinander versetzt sind.
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DE102007022580B4 (de) 2007-05-11 2011-07-28 Electronic Wood Systems GmbH, 31785 Verfahren und Vorrichtung zur Dickenmessung einer Platte
DE202014001175U1 (de) 2014-02-11 2015-05-12 Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau Gmbh Vorrichtung zur Bestimmung der Dicke bewegter, bandförmiger und plattenförmiger Werkstoffe

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