DE1949346B2

DE1949346B2 - Anordnung zur beruehrungslosen elektrischen bestimmung des walzspaltes von walzwerken

Info

Publication number: DE1949346B2
Application number: DE19691949346
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Alich, Günther, Adliswil, Zurich (Schweiz)
Priority date: 1967-10-20
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1977-07-14
Also published as: CH497683A; FR2020653A1; DE1949346C3; DE1623127B2; DE1949346A1; BE740108A; DE1623127A1; GB1262664A; DE1623127C3; SE359644B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur beruhrungslosen elektrischen Bestimmung des Wal/spaltes von Wal/werken mit einem Sondenträger, der symmetrisch zu beiden Seiten der Meßachse je eine auf ein im Meßspalt elektromagnetisch erzeugtes Magnetfeld empfindliche Meßsonde enthält, deren feldstärkeabhängige, elektrische Ausgangssignale nach Mitteilung ein Maß für den Walzspalt darstellen.

Aus »Archiv für technische Messen«, August 1966, S. 175 bis 178 ist es bereits bekannt, zur sehr genauen Messung sehr kleiner Hallspannungen, wie sie bei niedrigen Induktionen auftreten, zwei Hallgeneratorcn, »Iso feldstärkeabhängige, elektrische Ausgangssignale liefernde Meßsonden, in bestimmter Weise in Serie zu schalten, um dadurch die durch Nullspannungen, magnetische Remanenzinduktionen und thermoelektrisehe Spannungen hervorgerufenen Störeinflüsse auszuschalten.

Ferner ist aus dem DT-Gbm 17 60 384 eine Anordnung zur Ermittlung des Radial- oder Axialspieles von rotierenden Maschinen durch Messung der im Luftspalt beispielsweise elektromagnetisch erzeugten Induktion bekannt, bei der neben der das induktionsabhängige elektrische Ausgangssignal liefernden Meßsonde eine weitere, in einem Vergleichskreis liegende Sonde verwendet wird, um Verfälschungen des MeOcrgebnisses in Folge der Temperaturabhängigkeit der Ausgangssignale der Sonden und in Folge von Speisestromänderungen auszuschließen.

Diese bekannten Anordnungen sind zur berührungsilosen elektrischen Bestimmung des Walzspaltes von Walzwerken ungeeignet. Hier muß nämlich über einen großen Meßbereich von beispielsweise 10 mm und mehr eine sehr große Meßgenauigkeit von etwa I μ eingehalten werden, um den heutigen Forderungen nach sehr eng tolerierten Blechen oder auch Kunststoffolien entsprechen zu können. Eine solche Mcßgenauigkiit entspricht bei üblichen Spaltwciten einer Wegauflösung von beispielsweise 10 Λ

Um zu solchen Genauigkeiten zu kommen, müssen nicht nur mechanisch verursachte Störungen wie etwa Walzenexzentrizität, Lagerspiel usw. ausgeschaltet werden, sondern es muß zur Erzielung einer hohen Empfindlichkeit, Genauigkeit und guten Linearität eier Anordnung auch der Ausbildung des Meßmagnetfeldes besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Dem Aufbau eines solchen »idealen« Meßmagnetfeldes mittels U/I-förmiger oder auch konzentrischer Magnetkreise sind verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt, da das magnetische Streufeld mit wachsendem Luftspalt größer wird und daher die Kurve S=Z^-(I/5) abflacht, womit nicht nur die Empfindlichkeit der Anordnung, sondern auch deren Linearität über den Meßbereich abnimmt. In dieser für einen vernachlässigbaren magnetischen Widerstandes des Eisenweges geltenden Gleichung ist B die Induktion im Luftspalt und sdie Summe aller Luftspalte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf einem eigenen, älteren, jedoch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag (DBP 16 23 127) beruhende Anordnung der einleitend angegebenen Art hinsichtlich des Aufbaus des Meßmagnetfeldes zu vervollkommenen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sondenträger aus zwei voneinander mechanisch gelrennten, an den beiden Walzen gelagerten und sich abstützenden, zu beiden Seiten eines dem Walzspalt entsprechenden Luftspaltes angeordneten Hälften besteht unü daß das von den Meßsonden zu messende Magnetfeld durch gleiche Feldspulen erzeugt ist, deren Mittelachsen symmetrisch zu einer zur Meßrichtung senkrecht stehenden Ebene angeordnet sind.

Durch eine solche Aufteilung des direkt an den Walzen angeordneten Sondenträgers und der das Meßmagnetfeld liefernden Feldspulen wird unmittelbar der Walzspalt bestimmt, wobei die jeweiligen Streuflüsse sich gegenseitig kompensieren, also auch bei großen Walzspalten (Luftspalten) hohe Empfindlichkeit, Genauigkeit und Linearität der Messung gewährleistet sind.

In der Zeichnung ist einerseits der Ausgangspunkt der Erfindung, andererseits eine Anordnung nach der Erfindung in einer beispielsweise gewählten, schematisch vereinfachten Ausführungsform dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das Magnetfeld einer U/I-förmigen Meßanordnung und

F i g. 2 eine Anordnung nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist die Ausbreitung des Streuftldes bei Verwendung einer z. B. auf dem Schenkel U angebrachten Erregerwicklung w erkennbar. Bei größerem Luftspalt L (Meßstrecke) schließen sich die magnetischen Kraftlinien Φ nicht mehr vollständig über das die Meßstrecke bestimmende Joch /. Der die Meßstrecke und das Joch durchsetzende Fluß ist somit um den Streufluß Φ, vermindert. Auch eine Anbringung der nicht dargestellten Halbleiter-Meßsonde in unmittelbarer Nähe der Meßstrecke bzw. des Luftspaltes bringt bei dieser Ausbildung des Meßsystems keinen Gewinn, da bei größeren Luftspalten die an den Polen austretenden, von der Sonde erfaßten Kraftlinien im wesentlichen Streufluß und praktisch unabhängig vom Joch bzw. vom Meßluftspalt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der von diesem Mangel freien, vorgeschlagenen Anordnung zeigt F i g. 2. Dort sind zwei voneinander unabhängige Meßsysteme, jeweils bestehend aus gleichen Feldspulen 9'a, 9'i> bzw. 9"a, 9"b in Trägern 17a, 17d in einem magnetisch nicht leitenden Werkstoff, z. B. Kunstharz eingebettet.

Wie die Überlegung zeigt, sind bei dieser Ausbildung die Kraftlinien Φ der beiden Hälften eines Meßsystems, z. B. desjenigen mit den Feldspulen 9'a und 9'fe, bei

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entsprechend gewählter Polarität der Erregerströme gleichsinnig, die des Streufeldes Φ, jedoch gegensinnig gerichtet. Bei gleicher Feldstärke bzw. oei gleichem Strombelag der das jeweilige Meßsystem bildenden zwei Feldspulen in den Trägern 17a, 17i> wird somit die schädliche Wirkung des Streufeldes im Bereich der Meßstrecke, also des Luftspaltes L kompensiert. Dank dieser weitgehenden Symmetrierung der Felderregungen, bei der der Sondenträger aus den zwei voneinander mechanisch unabhängigen Trägern 17a, 17i> besteht, wird der Luftspalt L zwischen diesen Trägern 17a, 17b mit den zu beiden Achsen X. Y symmetrisch angeordneten Feldspulen ohne mechanische Verbindungsorgane zwischen den Walzen völlig berührungslos mit Hilfe der nicht gezeigten, zwischen Polen angebrachten Feldsonden gemessen.

Wie aus Fi g. 2 ferner hervorgeht, sind die Träger 17a, 170 fest mit Laufringen 17'a, 17'f> verbunden, die ihrerseits mittels Laufrollen 22 aut Laufbahnen der Walzen 1,4 geführt sind. Die Fixierung der Träger 17a, 17i> in Bezug auf die Symmetrieachsen X, Y und der Verdrehungsschutz erfolgen mit Hilfe fester, einstellbarer Anschläge 60, 61, die mit geringem Spiel mit dem jeweiligen Walzeneinbauslück verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur berührungslosen elektrischen Bestimmung des Walzspaltes von Walzwerken mit einem Sondenträger, der symmetrisch zu beiden Seiten der Meßachse je eine auf ein im Meßspalt elektromagnetisch erzeugtes Magnetfeld empfindliche Meßsonde enthält, deren feldstärkeabhängige elektrische Ausgangssignale nach Mittelung ein Maß für den Walzspalt darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenträger (17) aus zwei voneinander mechanisch getrennten, an den beiden Walzen (1, 4) gelagerten und sich abstützenden, zu beiden Seiten eines dem Walzspalt entsprechenden Luftspaltes (L) angeordneten Hälften (17a, \7b) besteht, und daß das von den Meßsonden zu messende Magnetfeld durch gleiche Feldspulen (9'a, 9'b: 9"a. 9"b) erzeugt ist, deren Mittelachsen symmetrisch zu einer zur Meßrichtung (^senkrecht stehenden Ebene ("^angeordnet sind.