DE2227793A1

DE2227793A1 - Vorrichtung zum erfassen einer elektrischen oder magnetischen eigenschaft eines sich bewegenden metallbandes

Info

Publication number: DE2227793A1
Application number: DE2227793A
Authority: DE
Inventors: Norman Davis
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1971-06-14
Filing date: 1972-06-08
Publication date: 1973-01-04
Also published as: SE377848B; US3781662A; FR2141854A1; NL7208032A; IT959210B; GB1378505A

Description

Patentanwalt

Karl A. B r ο s e

Dipl.-Ing.

D-8023 München - Pullach
Wienerstr.2j.Mci».793D570.7931782

DBR/No - P/7255 . München-Pullach, den 7. j_uni 1972

THE BRITISH IRON AND STEEL RESEARCH ASSOCIATION, 24- Buckingham Gate, London S.W. 1, England

Vorrichtung zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft eines sich bewegenden Metallbandes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen einer magnetischen oder elektrischen Eigenschaft eines sich bewegenden Metallbandes mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder angeordneten Einrichtung zum Erfassen der elektrischen oder magnetischen Eigenschaft des Metallbandes.

In der britischen Patentschrift Nr. 1 160 124 sind Lösungsvorschläge für die Erfassung einer magnetischen Eigenschaft eines sich bewegenden Metallbandes angegeben. Bei diesem Lösungsvorschlag werden zwei Einrichtungen verwendet, um ein magnetisches Feld dem Metallband zuzuleiten und um den daraus resultierenden magnetischen Fluß zu erfassen, wobei eine der Einrichtungen oberhalb des Metallbandes und die andere unterhalb des Metallbandes angeordnet ist.

Diese Art der Vorrichtung hab den erheblichen Nachteil, daß im Falle das Metallband zerreißt, die Erfassungseinrichtung durch die abgerissenen Kanten des Bandes erheblich beschädigt

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werden kann.

Der Erfinduig liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft von Metallband zu schaffen, die durch Bräche des Metallbandes kaum beschädigt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach einem Gesichtspunkt der Erfindung bei einer Erfassungsvorrichtung für sich bewegende Metallbänder dadurch gelöst, daß ein Hohl.:.ylinder aus nicht-ferromagnetischein Material um seine Längsachse drehbar vorgesehen und derart angeordnet ist, daß im Betrieb das bewegende Metallband teilweise um den Hohlzylinder herum verläuft und dass eine Einrichtung zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft des Metallbandes in dem Hohlzylinder angeordnet ist, so daß im Betrieb die Einrichtung dem um das Äußere des Hohlzylinders verlaufenden Metallband gegenüberliegt.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zur Erfassung einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft eines Metallbandes geschaffen, bei dem das Metallband teilweise um einen Hohlzylinder aus nicht-ferromagnetischem Material herumgeführt wird, um das Metallband in einer festgelegten Entfernung von einer Erfassungseinrichtung zu halten, die in dem Hohlzylinder angeordnet ist und bei dem ein magnetischer Fluß dem Metallband mitgeteilt wird und ein Ansprechen auf den resultierenden magnetischen Fluß erfaßt wird.

Die Vorrichtung weist vorzugsweise einen in dem Hohlzylinder coaxial, nicht drehbar montierten Zylinder auf, wobei der nicht drehbare Zylinder einen sich von seiner Oberfläche nach innen erstreckenden ausgesparten Bereich aufweist und die Erfassungseinrichtung in dem ausgesparten Bereich angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise sind ochmiereinrichtungen in dem nicht drehbaren Zylinder enthalten, um die Berührungsfläche

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zwischen dem Hohlzylinder und dem nicht drehbaren Zylinder zu schmieren. Die Schmiereinrichtungen können Leitungen und Kanäle zum Zuführen von Schmieröl zu der Berührungsfläche aufvjeisen. Alternativ dazu können Lager in der Außenfläche des nicht drehbaren Zylinders vorgesehen sein.

Der nicht drehbare Zylinder kann voll oder alternativ im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein. Der nicht drehbare Zylinder ist zweckdienlich auf eine in der Mitte angeordneten Welle montiert, welche längs seiner Längsachse verläuft. Die Einrichtung zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft eines Metallbandes kann durch die Mittelwelle abgestützt sein.

Zwei oder mehrere Einrichtungen zum Erfassen eine elektrischen oder magnetischen Eigenschaft des Metallbandes können in der gleichen Axialebene angeordnet sein. Vorzugsweise sind fünf oder mehr Einrichtungen dieser Art derart über die Breite des Hohl Zylinders in Abständen verteilt angeordnet, daß eine elektrische oder magnetische Eigenschaft des Metallbandes an mehreren Orten über die Bandbreite erfaßt werden kann.

Die oben erwähnte Einrichtung besteht vorzugsweise aus zwei zueinander senkrecht stehenden H-förmigen Ferritkernen, so daß eine elektrische oder magnetische Eigenschaft des Bandes am Erfassungspunkt in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen bestimmt werden kann.

Eine typische magnetische Eigenschaft des Metallbandes stellt die Permeabilität und eine typische elektrische Eigenschaft des Metallbandes stellt der spezifische Widerstand dar, Der Hohlzylinder ist vorzugsweise aus einem Material mit hohem elektrischem Widerstand hergestellt, um zu gewährleisten, daß der magnetische Fluß durch das Metallband beeinflußt wird. Der Hohlzylinder kann mit einem abriebsfesten Material überzogen sein, beispielsweise Wolframcarbid, um den Verschleiß des Hohl-

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Zylinders aufgrund der Reibung zwischen dem Band und dem hülsenförmigen Zylinder zu verringern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II von Fig. 1; und

Fig. 3 eine Einzelheit eines Teiles der in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Vorrichtung.

In den Figuren 1 und 2 ist ein durch Endwandungen 13 auf einer Welle 5 getragener,ringförmiger, nicht drehbarer Stahlzylinder 4 veranschaulicht. Ein aus Glas und Kunstharz bestehender Hohlzylinder 6 gleichmäßiger Dicke umgibt den nicht drehbaren Zylinder 4. Der Hohlzylinder 6 ist auf die äußere Oberfläche des nicht drehbaren Zylinders 4 aufgefaßt, ist jedoch frei um den nicht drehbaren Zylinder 4 drehbar. Schmierleitungen 8 und Kanäle 9 sind in dem nicht drehbaren Zylinder 4 vorgesehen, um ein Schmiermittel unter Druck in den Raum zwischen dem Hohlzylinder 6 und der Oberfläche des nicht drehbaren Zylinders 4 zu leiten. Schmiermitteldichtungen 7 sind an beiden Enden des nicht drehbaren Zylinders 4 vorgesehen, um ein Auslaufen des Schmiermittels zu verhindern. Die innere und äußere Oberfläche des Hohlzylinders 6 sind mit einer dünnen Schicht (nicht dargestellt) aus Wolframcarbid als einem abriebsfesten Material überzogen.

Der nicht drehbare Zylinder 4 ist an fünf Stellen in einer axialen Ebene über seine Breite ausgespart,und an jeder dieser Stellen ist eine Einrichtung 9 zum Erfassen einer magnetischen Eigenschaft des Metallbandes eingesetzt, so daß sie sich im wesentlichen bis in die Oberfläche des nicht drehbaren Zylinders

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4 erstreckt. Jede Einrichtung 9 ist in einen Epoxyharzstopfen eingebettet, welcher die Lagerung und einen gewissen Grad Schutz gegenüber mechanischer Beschädigung für die Einrichtung 9 bildet. Jeder Stopfen 10 wiederum ist mittels eines Metallblockes 12 gelagert, welcher fest mit der Welle 5 verbünden ist. Auf diese Weise ist jede der Einrichtungen 9 auf der Welle 5 gelagert.

Jede Einrichtung 9 zum Erfassen einer magnetischen Eigenschaft von Metallband besteht aus zwei H-förmigen Mangan-Zink-Ferrit-Kernen 14 und 15, die je zwei parallele Arme 20 und und einen Querteil 22 aufweisen, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist. Die Kerne 14 und 15 sind in der Mitte eines jeden Querteiles 22 steif miteinander verbunden, so daß sie zueinander senkrecht stehen.

Suchspulen 16 und 17 sind lediglich um einen Arm 20 der parallelen Arme eines jeden der Kerne 14 und 15 gewickelt, wobei die Spule 16 auf einer Seite des Querstückes 22 und die Spule 17 auf der anderen Seite des Querstückes angeordnet ist. Die Spulen ί6 und 17 sind im Gegensinn durch einen Draht 26 an Anschlüsse 27 und 28 angeschlossen. Zusätzlich weist jeder Kern 14 und 15 eine Erregerspule 23 auf, die um das dazugehörige Querstück 22 gebunden ist. In Fig. 3 ist der Deutlichkeit halber lediglich ein Kern 14 mit den Such- und Erregerspulen in Stellung veranschaulicht. Die verschiedenen Leitungen von der Einrichtung 9 sind in die Welle 5 und längs der Welle 5 geführt, um an Meß- oder Vergleichsvorrichtungen .angeschlossen zu werden, die nicht dargestellt sind.

Im Betrieb wird ein sich bewegendes Stahlband 25, dessen magnetische Eigenschaften wie beispielsweise die Permeabilität erfaßt oder gemessen werden sollen, um einen Teil des Hohlzylinders 6 unter Spannung herumgeführt, wodurch der Hohlzylinder 6 im Bezug auf den nicht drehbaren Zylinder 4 gedreht wird. Da die Geschwindigkeit der Bewegung des Bandes 5 sich ändern kann, wird zu bestimmten Zeiten der Hohlzylinder die

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Neigung zeigen, sich mit einer von der Bandgeschwindigkeit unterschiedlichen Lineargeschwindigkeit zu bewegen. Der abriebsfeste Überzug aus dem Hohlzylinder 6 verhindert unter diesen Umständen einen zu großen Verschleiß. Die Einrichtungen 9 sind in den ausgesparten Bereichen des nicht-drehbaren Zylinders 4-angeordnet, so daß die Einrichtungen dem um den Hohlzylinder 6 verlaufenden Band'25 gegenüberliegen. Somit sind die Einrichtungen 9 ständig in einer festgelegten Entfernung von dem Band 25 befindlich, wobei diese Entfernung der Dicke des Hohlzylinders 6 plus der Dicke eines ölfilmes zwischem dem nicht drehbaren Zylinder 4· und dem Hohlzylinder 6 besteht, welcher durch die Schmierleitungen 8 und die Kanäle 11 erzeugt wird. Die Dicke des Ölfilmes ist im Vergleich zu der Dicke des Hohlzylinders 6 klein.

Um eine magnetische Eigenschaft des Stahlbandes 25 zu erfassen, während dieses in einer festgelegten Entfernung an der Einrichtung 9 vorbeiläuft, wird ein Wechselstrom an die Erregerspule 23 auf dem Querstück des Kernes 14 angelegt. Diese induziert einen magnetischen Fluß zwischen den Enden der Arme 20 und 21 in einer Entfernung von dem Band 25· Der zwischen den Enden der Arme 20 und 21,die dem Band 25 benachbart sind, induzierte magnetische Fluß wird durch die Anwesenheit des Stahlbandes 25 modifiziert und folglich unterscheidet sich die in der Suchspule 16 an dem dem Band naheliegenden Ende des Armes 21 induzierte Spannung von der in der Suchspule 1? und dem von dem Band entfernt liegenden Ende des Armes 21 induzierten Spannung. Da die Suchspulen 16 und 17 im Gegensinne angeschlossen sind, ist die in der Spule 16 induzierte Spannung von entgegengesetzter Polarität wie die in der Spule 17 induzierte Spannung,und die über die Anschlüsse 27 und 28 erzeugte Gesamtspannung stellt dann den Unterschied zwischen den beiden entsprechenden induzierten Spannungen dar. Diese Gesauitspannutig ist ein Maß einer magnetischen Eigenschaft des Stahlbandes und kann mittels bekannter Einrichtungen aufgezeichnet oder gemessen werden. Wenn das Band 25 nicht vorhanden ist, beträgt die

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da

erzeugte Gesamtspannung Null,/der Epoxyharzstopfen 10, die Kunststoffhülse 6 und die Luft nicht ferromagnetisch sind.

In ähnlicher Weise kann eine magnetische Eigenschaft, beispielsweise die Permeabilität des Stahlbandes 25, in einer Richtung senkrecht zu einer Linie zwischen den Enden der Arme 20 und 21 gleichzeitig unter Verwendung der Spulen (nicht dargestellt) auf dem Kern 15 in der oben beschriebenen Weise erfaßt werden. Indem die an den Kernen 14- und 15 erzeugten Gesamtspannungen gemessen werden, kann die magnetische Permeabilität des Stahlbandes in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen verglichen werden.

Jede Einrichtung 9 über die Breite der Walze 4- wird erregt, um Spannungssignale in der oben beschriebenen Weise zu erzeugen, so daß der Wert einer magnetischen Eigenschaft wie beispielsweise der Permeabilität in jedem Teil des Bandes 25 über die Bandbreite erfaßt werden kann, der im Bereich einer Einrichtung 9 liegt. Es ist bekannt, daß die magnetischen Eigenschaften von Stahl durch Änderungen der inneren Zugbeanspruchungen des Stahles beeinflußt werden, und somit können die Einrichtungen verwendet werden, um die inneren Zugspannungsverhältnisse über die Bandbreite zu vergleichen. Die inneren Zugspannungsverhältnisse wiederum beeinflussen die Form oder Ebenheit des Stahlbandes über dessen Breite, so daß die beschriebene Vorrichtung in wirksamer Weise verwendet werden kann, um die Ebenheit oder iOrmhaltigkeit des Stahlbandes zu messen, und zwar entweder während dieses aus einem Walzgerüst austritt oder ehe das Band in ein Walzgerüst eintritt. Diese Messungen können wiederum verwendet werden, um das Walzgerüst zu steuern, so daß ein Band wesentlich gleichbleibenderer Ebenheit erzeugt werden kann.

Die Vorrichtung kann anstelle einer vorhandenen Führungs- oder Vorwalze bei einer Walzanlage oder alternativ zusätzlich eingebaut werden.

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Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Erfassen einer magnetischen oder elektrischen Eigenschaft bei einem sich bewegenden Metallband mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder montierten Einrichtung zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft des Metallbandes, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder(4) nicht drehbar im Bezug auf das Metallband (25) angeordnet ist, daß ein Mantel (6) aus nicht-ferromagnetischem Material den Zylinder (4) umgebend vorgesehen ist, und daß der Mantel (6) drehbar ausgebildet ist, wenn das sich bewegende Metallband(25) über den Mantel(6)geleitet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schmierkanäle (8, 11) in dem Zylinder (4) zum Schmieren der Berührungsfläche zwischen dem Mantel (6) und dem Zylinder (4) enthalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) auf einer mittleren Welle (5) montiert ist, die längs dessen Längsachse verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft des Metallbandes (25) durch die Mittelwelle(5) abgestützt ist.

5- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zwei zueinander senkrecht stehende H-förmige Ferritkerne (14, ΛΙ>) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (6) aus einem Material mit hohem elektrischen Widerstand hergestellt ist.

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7- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vox·stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (6) mit einem verschleißfesten Material überzogen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Einrichtungen (9) zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft des Metallbandes(25) in der gleichen Axialebene des Zylinders (4-) angeordnet sind.

9. Verfahren zum Erfassen einer elektrischen oder magnetischen Eigenschaft eines Metallbandes, bei dem das Band teilweise um einen Zylinder herumgeführt wird, wobei der Zylinder eine Erfassungseinrichtung aufnimmt, bei dem ein magnetischer Fluß dem Band mitgeteilt und ein Ansprechen auf den resultierenden magnetischen Fluß gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Band (25) in einer festgelegten Entfernung von der Erfassungseinrichtung (9) durch einen dazwischen angeordneten drehbaren nichtferromagnetischen Mantel (6) gehalten wird, welcher den Zylinder (4) umgibt.

U. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische oder magnetische Eigenschaft des Metallbandes (25) an einer Anzahl von im Abstand angeoixLne ten Intervallen über die Breite des Bandes(25) gemessen wird und daß diese Messungen verglichen wex^den, um ein Maß der Formhai tip;-keit oder der Ebenheit des Bandes (2S) zu ergeben.

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