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Verfahren und Einrichtung zum Feststellen von Wellungen, Verwerfungen
und dgl. an einem bewegten Metallband Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Feststellen von Wellungen, Verwerfungen und dgl. an einem bewegten Metallband,
insbesondere während des Walzvorganges.
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Beim Walzen von Metallbändern ist es insbesondere bei den üblichen
hohen Walzgeschwindigkeiten schwierig, eine stets gleichbleibende Dicke des Bandes
- insbesondere über die Breite gesehen - einzuhalten. Durch Änderungen der Yaterialeigenschaften,
Schwankungen des Walzendruckes oder ungleichmassigen Zug des Bandes entstehen leicht
Wellungen, Verwerfungen, Beulen oder ähnliches in bzw. an dem Metallband. -Um das
Entstehen solcher Fehler zu erkennen und Gegenmaßnahmen eiieiten zu können, sind
bisher an solcnen Walzen stets Bedienungspersonen notwendig, die nach dem optischen
eindruck irgendwelche geeigneten Steuerungsmaßnahmen durch führen, sei es durch
Verstellung der Walzen bzw. des Walzen druckes oder z.B. durch örtliche Kühlung
des Walzenmantels.
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Es ist bekannt, die Dicke von Bahnen oder Bändern mittels mechanischer
Taster zu messen. Diese Taster sind Jedoch nicht
geeignet für den
Einsatz an Walzen, bei denen Metallbänder mit hoher Geschwindigkeit gewalzt werden.
Infolge der hohen Geschwindigkeiten des gewalzten Materials würden derartige Taster,
insbesondere beim Auftreten von Wellungen und dgl.
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allzu schnell verschleissen.
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Ferner sind berührungslos und auf magnetischer Grundlage arbeitende
Meßeinrichtungen allgemein bekannt. Bei diesen Meßeinrichtungen wird ein sich ändernder
Abstand bei der Meßeinrichtung zu dem zu untersuchenden Material für die Meßwertbildung
ausgenutzt. Der wesentliche Mangel dieser Meßeinrichtungen besteht darin, dass nur
an Bändern oder Bahnen aus gut magnetisierbaren Material gemessen werden kann. Dies
trifft also in der Praxis lediglich für die meisten Stähle zu. Wegen der oft schwankenden
magnetischen Eigenschaften von Stählen sind aber auch auf dieser Grundlage keine
genauen Meßergebnisse möglich. Ein weiterer Nachteil, der sich insbesondere für
eine nachfolgende Regelung bemerkbar macht, besteht darin, dass in Abhängigkeit
von den jeweiligen Abstandsänderungen einer Bahn oder eines Bandes zum Meßwertgeber
keine proportionalen Yeßergebnisse zu erwarten sind infolge der Eigenart der Verteilung
magnetischer Felder.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Änderungen der Dicke
von Metallbandern bzw. das Auftreten von Wellungen, Verwerfungen und dgl. bei jedem
Metall sofort bei ihrem uftreten messen zu können und dadurch so schnell wie möglich
auch eine Regelung vornehmen zu können.
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Erfindungsgemäss ist diese rufgabe dadurch gelöst, dass die infolge
von Wellungen, Verwerfungen und dgl. entstehenden Vera/l;lerungen der Lage des Metallbandes
kapazitiv gemessen
werden, wobei der eine Belag des oder der die
Kapazität bildenden Kondensatoren von dem Metallband gebildet wird.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist mit gleichem Erfolg bei allen
Metallen einsetzbar. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber
dem bekannten magnetischen Meßverfahren besteht darin1 dass abhängig von den auftretenden
Abstandsänderungen bzw. Lageänderungen des Metallbandes proportionale Meßwerte erhalten
werden.
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Die kapazitive Messung der genannten Fehler in Metallbändern ermöglicht
es auch, mit hohen Prequer.zen zu arbeiten bei geringem apparativem Aufwand. Durch
die anwendung von Hochf@quenz kann eine gute Empfindlichkeit der Meßeinrichtung
erzielt werden im Gegensatz zu den magnetisch betriebenen Einrichtungen, die aus
verschiedmen Grvinden mit tieferen Frequenzen betrieben werden m@sse@.
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Um die elastischen Schwingungen des Metallbandes beim Nalzvorgang
nicht auf das Meßergebnis einwirken zu assen, wird nach einem weiteren vorteilhaften
Merkmal der Erfindung das Metallband mit kleinem Umschlingungswinkel über eine @alze
gezogen, wobei die Messung etwa auftretenderfehler m @er@ic@ dieser Walze vorgenommen
wird.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung werden die
Veränderungen der Lage des Metallbandes bzw. die auftretenden Fehler an mehreren
Stellen über die Breite der Bahn gemessen. Hierdurch ist eine Aussage möglich über
den Verlauf ven Fehlern quer zur Bewegungsrichtung des Fandes.
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Um die elastischen Schwingungen des Metallbandes nicht in das Meßergebnis
eingehen zu lassen@ k@nnen nach einem anderen
vorteilhaften Merkmal
die durch elastische Schwingungen des Metallbandes erzeugten Veränderungen der Meßkapazitäten
mittels geeigneter, an sich bekannter Schaltungsxaßnshmen für die Meßwerterfassung
unwirksam gemacht werden.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zum Durchführen
des Verfahrens.
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Die erfindungsgemässe Einrichtung ist durch eine quer zur Bewegungsrichtung
des Metallbandes angeordnete Traverse gekennzeichnet, auf der vorzugsweise mehrere
nebeneinanderliegende und voneinander isolierte Eondonsatorplatton angegeotiet sind,
die an eine Auswerteschaltung angeschlossen sind.
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Anhand der Figuren 1 bis 4 ist die Erfindung im folgenden zusammen
mit weiteren vorteilhaften Merkmalen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Einrichtung, die zwischen einem
Quarto-Walzwerk und einer Hup.1 angeordnet ist; Fig. 2 zeigt die Einrichtung nach
Fig. 1, die hier im Bereich einer besonderen Walze angeordnet ist, über die das
Metallband gezogen wird; Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen
Einrichtung in der Vorderansicht und Fig. 4 zeigt die Einrichtung nach Fig. 3 in
der Seitenansicht im Schnitt.
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In Fig. 1 ist das auf Wellungen, Verwerfungen und dgl. zu untersuchende
Metallband mit 1 bezeichnet. Vor dem Aufwickeln des Metallbandes 1 auf die Haspel
7 wird es zuletzt in einem aus den Walzen 2, 3, 4 und 5 bestehenden Walzwerk bearbeitet.
Vor der Haspel 7 befindet sich eine an sich bekannte Führungswalze 6. In Fig. 1
ist unterhalb des Metallbandes 1 schematisch die erfindungsgemässe Einrichtung dargestellt.
In der Nähe des Matallbandes 1 befinden sich ein oder mehrere quer zur Walzrichtung
nebeneinanderliegende Kondensatorplatten 9, die beispielsweise auf Stützen 18 befestigt
sind, welche ihrerseits in nicht dargestellter Weise mit einer Traverse 11 fest
verbunden sind. Den oder den Kondensatorplatten 9 zugeordnet sind Schaltkästen 10,
in denen sich beispielsweise elektrische Bauelemente für die Justierung und die
Verstärkung befinden.
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Die Kondensatorplatten 9 bilden mit dem Metallband 1 Kondensatoren
bestimmter Kapazität. Die Kapazität ist im wesentlichen nur abhängig vorn Abstand
des Metallbandes 1 von den Kondensatorplatten 9. Die Höhe der kapazität jedes Kondeasators
ist dabei bekanntermassen umgekehrt proportional dem Abstand zwischen Kondensatorplatten
9 und Metallband 1. Beim Auftreten von Beulen, Wellungen, Verwerfungen und dgl.
ändert sich die Kapazität in dem durch diese Fehler gegebenen UanCC.
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Die erhaltenen Meßwerte bzw. Meßwert änderungen können lediglich angezeigt
oder aber auch zu einer Regelung verwendet werden.
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In Fig. 2 sind die Kondensatorplatten gegenüber einer besonderen Walze
8 angeordnet, über die das Metallband 1 mit kleinem Umschlingungswinkel gezogen
wird. Diese Walze 8 verhindert, dass sich Meßwertänderlrngen ergeben durch elastische
Schwingungen des Metallbandes, die keine Fehler bedeuten.
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Verwerfungen, Wellungen und ähnliches wirken sich aber weiterhin
auf
die Kapazität an der Meßstelle im Bereich der Walze 8 aus. Infolge des Auftretens
der gennnnten Fehler ergeben sich hier in jedem Fall Kapazitätserhöhungen gegenüber
dem Zustand bei fehlerfreiem Metallband.
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In teig. 3 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen
Einrichtung dargestellt. Als Träger für die Kondensatorplatten 9 dient ein Rohr
12, das teilweise parallel zur Achse aufgeschnitten ist. Die Kondensatorplatten
9 sind darart angeordnet, dass sie - von der Seite gesehen - innerhalb des durch
den äußeren Rohrmantel gegebenen Umfanges liegen. Auf diese Weise sind die Kondensatorplatten
9 selbst bei sehr dichtem Heranbringen des Rohres 12 an das nicht dargestellte Metallband
vor Beschädigun-
gen geschützt. Das Eohr 12 weist Wellenstümpfe13 auf, die in Lagern14 gelagert sind,
welche ihrerseits beispielsweise am Maschinengestell befestigt sind. Durch diese
Art der Lagerung *auf einfache Weise erreicht, dass die Kondensatorplatten 9 bei
Bedarf vom Metallband wegbewegt werden können.
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Zu diesem Zweck ist es auch möglich, die Wellenstümpfe. 13 beispielsweise
exzentrisch an das Rohr 12 anzusetzen, um den Hub bei der Wegbewegung der Kondensatorplatten
9 vom Metallband zu vergrössern.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen
Einrichtung wird das Rohr 12 mit Druckluft beaufschlagt. Dies bezweckt, dass das
Rohr 12 bzw. die darin enthaltenen Bauelemente vor eindringendem Schmutz und dgl.
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geschützt werden. Die Druckluft entweicht dabei aus den schmalen Öffnungen,
die durch die Kondenstorplatten 9 und die Kanten 19 des Rohres 12 gegeben sind.
Um diese Offnungen klein zu halten, sind zweckmässig auf den Kanten 19 Abieckleisten
20 befestigt, die bis nahe an die Begrenzungskanten
der Kondensatorplatten
9 heranreichen. - Zum Zuführen der Druckluft sind beispielsweise im Rohr 12 Löcher.
15 vorgesehen, durch die die Druckluft zugeführt wird. Die Druckluft gelangt dabei
beispielsweise über einen das Rohr 12 an der Stelle der Löcher 15 umgebenden Kasten
16 mit einem Stutzen 17 zu den Löchern 15.