DE2458606C3

DE2458606C3 - Verfahren zum Erfassen der Planheit eines kaltgewalzten ferromagnetischen Bandes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2458606C3
Application number: DE2458606A
Authority: DE
Inventors: Bruno Dipl.-Ing. Hopf; Guenter Dipl.-Ing. Riegler; Hans Ing. Weinzinger
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1974-12-11
Publication date: 1979-11-29
Also published as: FR2257893B1; GB1460958A; US3969668A; JPS50104667A; JPS5651563B2; IT1028848B; SE7415681L; DE2458606B2; DE2458606A1; ATA28974A; FR2257893A1; AT329293B; SE399319B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Planheit eines kaltgewalzten ferromagnetische!! Bandes, das über zwei mit Abstand voneinander angeordnete, quer zur Bandlängsriehtung verlaufende, parallele Auflagen gezogen wird und auf das zwischen den Auflagen mittels über die Bandbreite verteilter, berührungslos arbeitender Elektromagnete auf die Bandoberfläche etwa senkrecht stehende Kräfte ausgeübt werden, wobei die durch diese Magnetkräfte hervorgerufenen, bei unebenen Bändern auf Grund der dann über die Bandbreite verschieden großen Zugspannungen verschieden starken Bandablenkungen-über die Spannungen an den mit einem gegebenen Wechselstrom gespeisten Erregerwicklungen der Elektromagnete gemessen werden.
Werden nie ganz vermeidbare Dickenunterschiede

is über die Breite eines Bandes beim Kaltwalzen ausgeglichen, so entstehen Planheitsfehler, da die dickeren Stellen des Bandes dabei mehr als die dünneren gestreckt werden, so daß sich durch die unterschiedlichen Längungen der einzelnen Bandlängszonen Wellen bilden. Wird nun das hinsichtlich seiner Planheit zu erfassende Band über zwei mit Abstand voneinander angeordnete, quer zur Bandlängsrichtup.g verlaufende, parallele Auflagen gezogen, so kann der auf Grund der verschieden großen Längen der Bandlängszonen zwischen den beiden Auflagen verschieden große Durchhang zur Bestimmung des Planheitsgrades gemessen werden, wenn die Unterschiede im Durchhang eine meßtechnisch genügend genau erfaßbare Größe erreichen. Es werden daher auf die Bandoberfläche Kräfte ausgeübt, die eine entsprechende Ablenkung der einzelnen Bandlängszonen ergeben. Dabei ist jedoch die genaue Kenntnis der Kraftverteilung über die Bandbreite von besonderer Bedeutung, da natürlich die Ablenkung einer Bandlängszone von der auf sie einwirkenden Kraft abhängt.

Bei einem bekannten Verfahren wird die Ablenkung der Bandlängszonen mittels eines Druckgases erreicht, das zu gegen die Bandoberfläche gerichteten, über die Breite des Bandes gleichmäßig verteilten Düsen geleitet

■»" wird. Die Ablenkung der einzelnen Bandlängszonen wird berührungslos über einen Luftspalt magnetisch gemessen. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist vor allem, daß der Gasdruck nicht gleichmäßig über die Breite des Bandes aufgebracht werden kann. Wird

*~> nämlich bei einer größeren Ablenkung des Bandes im Bereich einer Längszone der Düsenabstand größer, so wird der Gasdruck auf diese Bandlängszone kleiner, was eine Schwächung der Ablenkung mit sich bringt. Außerdem ist mit der Bereitstellung eines Druckgases

^r>» ein großer Aufwand verbunden, wobei neben der durch die Düsen bedingten unangenehmen Geräuschentwicklung auch die Verschmutzungsgefahr der Düsen als Nachteil angesehen werden muß.
Bei einem anderen bekannten Verfahren (DE-AS

">^r> 20 30 409) wird das Band mittels eines Elektromagneten abgelenkt und die Ablenkweite der einzelnen Bandlängszonen durch gegen die Oberfläche des Bandes verschiebbare Meßköpfe gemessen, wobei ein konstanter Abstand zwischen den Meßköpfen und der

wi Oberfläche des Bandes durch den Staudruck eines durch die Meßköpfe gegen die Bandoberfläche geleiteten Gases erreicht werden soll. Abgesehen davon, daß zur Durchführung dieses Verfahrens ein vergleichsweiser großer Aufwand notwendig ist, ist die Gefahr einer

^hr> Verschmutzung der Mcßköpfc gegeben, was sich wegen des dadurch geänderten Staudruckes unmittelbar auf die Genauigkeit der Messungen auswirkt. Wegen der Unmöglichkeit, die Meßköpfe gegen eine Verschmut-

zung zu schützen, scheint dieses bekannte Verfahren for den rauhen Betrieb in Walzwerken ungeeignet zu sein,

Um zu genaueren Meßergebnissen zu kommen, ist es auch schon bekannt (US-PS 35 85 495), die durch Elektromagnete bewirkte Bandablenkung über die Spannung an den Erregerwicklungen dieser Elektromagnete zu messen, die zu diesem Zweck mit einem bestimmten Wechselstrom erregt werden. Die verschieden großen Ablenkweiten bedingen verschieden große Luftspalte, die wiederum die Spannungen der Erregerwicklungen beeinflussen. Die Spannungen der Erregerwicklungen können folglich als Maß für die jeweilige Ablenkweite genommen werden, so daß sich ein eigenes, störanfälliges Meßsystem erübrigt Dieses bekannte Meßverfahren liefert aber keine befriedigenden Meßergebnisse, wenn ein vergleichsweise kleiner Luftspalt vorhanden ist. Die Spannung in den einzelnen Erregerwicklungen ist nämlich auch vom magnetischen Fluß durch das Band abhängig, so daß sich bei kleinem Luftspalt ergebenden Sättigungserscheinungen mit ihren nichtlinearen Verzerrungen störend bemerkbar machen. Ein kleiner Luftspalt sollte aber wiederum wegen der größeren Kraftwirkung angestrebt «erden.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß trotz eines vergleichweise kleinen Luftspaltes eine genaue, von allfälligen Verzerrungen unabhängige Messung möglich wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Spannungen der einzelnen Erregerwicklungen nur innerhalb von Zeitintervallen gemessen werden, die kürzer als die halbe Periodendauer des zeitlichen Spannungsverlaufes sind und in die der jeweilige Nulldurchgang des Erregerstromes fällt. Damit wird in einfacher Weise erreicht, daß die Spannungen nur dann gemessen werden, wenn zwischen der Feldstärke und der Induktion bzw. dem Fluß ein angenähert linearer Zusammenhang besteht. Es ist folglich ohne weiteres möglich, auch im Sättigungsbereich zu arbeiten, wenn nur dafür gesorgt ist, daß die Messung vorgenommen wird, bevor der Sättigungsbereich erreicht ist.

Werden beim Überschreiten eines Grenzwertes für die Spannungen der Erregerwicklungen durch die Spannung wenigstens einer Erregerwicklung die Elektromagnete vom Band weiter entfernt, so kann in einfacher Weise für einen Berührungsschutz der Elektromagiiete gesorgt werden. Sieigt nämlich die Spannung einer Erregerwicklung über den Grenzwert an, so bedeutet dies, daß der Abstand zwischeR der Bandoberfläche und dem Elektromagneten, also der Luftspalt für den Elektromagneten unter ein gewisses Maß abgesunken ist. Zur Verhinderung einer Berührung dieses Elektromagneten mit dem Band muß daher zumindest dieser Elektromagnet vom Band entfernt werden.

Damit meßtechnisch gut erfaßbare Größenunterschiede in der Ablenkung der einzelnen Bandlängszonen erreicht werden können, müssen die senkrecht auf die Oberfläche des Bandes wirkenden Kräfte in Abhängigkeit vom Auflagenabstand, von der Dicke des Bandes und von der Zugspannung gewählt werden, die in Längsrichtung auf das Band wirkt. Zur Anpassung an verschiedene Verhältnisse kann daher die Ablenkkraft der Magnete durch je eine zusätzliche Glcichstromerregung erhöht werden.

Zur Durchführung ces Verfahrens geht die Erfindung von einer Vorrichtung mit etwa in der Mitte zwischen den Bandauflagen angeordneten, über die Bandbreite

verteilten Elektromagneten aus, welche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß alle Magnete auf einem gemeinsamen, zur BandoberflSche parallelen TrSgor angeordnet sind, der senkrecht zur Bandoberfläche verstellbar ist. Auf Grund dieser Maßnahme können die Magnete in einfacher Weise gemeinsam in die richtige Arbeitslage gebracht werden. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, zum Verstellen des Trägers einen mit einem Regler verbundenen Antrieb vorzusehen, wobei der Regler auf eine vorgebbare, maximale Spannung der Erregerwicklungen anspricht und eine Entfernung des Trägers vom Band bewirkt. Damit kann gewährleistet werden, daß die Magnete mit dem Träger vorn Band wegbewegt werden, bevor dieses an die Magnete anstößt Eine Beschädigung der Magnete durch das Band ist daher ausgeschlossen.

Um einen mittleren Abstand der Magnete von der Bandoberfläche auch bei sich änderndem Durchhang des Bandes einhalten zu können, was für das Messen mit einer bestimmten Empfindlichkeit von ausschlaggebender Bedeutung ist, kann der Regler :!en Abstand des Trägers vom Band in Abhängigkeit vcm Mittelwert der Spannung der einzelnen Erregerwicklungen oder von der Summenspannung aller Erregerwicklungen steuern, da der Informationsgehalt des Mittelwertes der Spannungen und der Summenspannung gleich ist.

Damit Bänder verschiedener Breite erfaßt werden können, können die Magnete auf dem Träger quer zur Bandlängsrichtung verstellbar sein.

Trägt jeder Elektromagnet eine mit Gleichstrom gespeiste Zusatzwicklung, so kann die Ablenkkraft wesentlich-erhöht werden, ohne daß eine Änderung des Meßsystems notwendig wäre.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigt diß

F i g. I und 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Seitenansicht und in Draufsicht,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der Meßeinrichtungen.

Fig.4 die elektrische Schaltung der Magnete mit einer Gleichstromzusatzerregerwicklung,

Flg. 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit senkrecht zur Bandoberfläche verstellbaren Elektromagneten im schematischen Querschnitt,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der F i g. 5,

F i g. 7 den zeitlichen Verlauf des Erregersiromes eines Elektromagneten,

Fig.8 den zeitlichen Verlauf des magnetischen Flusses bei einer bestimmten Luftspaltgröße,

Fig.9 die auf Grund dieses Flusses in der Erregerwicklung induzierte Spannung,

Fig. IO den tatsächlichen Spannungsverlauf in der Erregerwicklung,

Fie. Il den tatsächlichen Spannungsverlauf einer Erregerwicklung mit eingezeichneten, zeitlichen Meßbereichen und

Fig. 12 eine Schaltung zu einer solchen zeitweisen Messung im Blockschaltbild.

Bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 wird die Planheit eines Pandes 1 vor und nach einem Arbeitswalzenpaar 2 bestimmt. Zu diesem Zweck wird das Band jeweils über zwei Auflagen gezogen, die durch eine Umlenkrolle 3 .ind die Arbeitswalzen 2 bzw. die Arbeitswalzen 2 und eine Umlenkrolle 4 gebildet werden. Etwa in dr;· f litte zwischen diesen Auflagen 3 und 2 bzw. 2 und 4 Sind Elektromagnete über die Breite des Bandes verteilt angeordnet. Üblicherweise wird man mit drei gleichmäßig über die Breite des Bandes

verteilten Elektromagneten 5 auskommen, wie dies auch in der Zeichnung dargestellt ist. Es ist aber ohne weiteres möglich, die Anzahl der Elektromagnete den Erfordernissen entsprechend zu verändern.

In der Zeichnung sind zwar zwei Meßstrecken (zwischen der Umlenkrolle 3 und den Arbeitswalzen 2 sowie zwischen den Arbeitswalzen 2 und der Umlenkrolle 4) vorgesehen, doch könnte selbstverständlich nur eine, beispielsweise zwischen den Arbeitswalzen 2 und der Umlenkrol'e 4, vorhanden sein.

Das Band 1 wird mit Hilfe einer Aufwickelhaspel 6 von einer Vorratshaspel 7 abgezogen, wobei auf das Band 1 eine konstante Zugkraft wirkt. Das Band 1 wird demnach zwischen seinen Auflagen 3 und 2 bzw. 2 und 4 gespannt. Normal auf diese Zugkraft wirken die Ablenkkräfte der Magnete 5, die einen entsprechenden Durchhang des Bandes bewirken. Dabei ist der Durchhang über die Breite des Bandes nicht gleich, wenn riaiiiiciisfeiiiei aumcieii. Bei uubeiasieiem Band verschieden lange Längszonen ergeben bei einer Zugbelastung des Bandes in Bandlängsrichtung zonenweise verschiedene Zugspannungen, die wiederum verschieden starke Ablenkungen bei über die Breite des Bandes gleichmäßig verteilter Ablenkkraft bewirken. Diese verschieden starken Ablenkungen der einzelnen Bandlängszonen können gemäß der Erfindung über die in den Erregerwicklungen 8 induzierten Spannungen bestimmt werden, wenn die Erregerwicklungen 8 mit einem vorgegebenen Erregerwechselstrom gespeist werden. In F i g. 3 sind daher die in Serie geschalteten Erregerwicklungen 8 der einzelnen Magnete 5 an eine Wechselstromquelle 9 angeschlossen. Die Spannung an den Erregerwicklungen 8 hängt vom magnetischen Fluß ab. der sich zum Teil über Luft und zum Teil über das ferromagnetische Band 1 schließt. Ist der Luftspalt so groß, daß ein linearer Zusammenhang zwischen der Feldstärke und dem sich über das Band schließenden Flußanteil besteht, so ist die in den Erregerwicklungen 8 induzierte Spannung verkehrt proportional der Luftspaltgröße. Die Spannung an den Erregerwicklungen 8 kann daher zumindest außerhalb des Sättigungsbereiches als direktes Maß für den Abstand der rinzplnen Magnete 5 von der jeweiligen Bandlängszone genommen werden.

Da jedoch nicht der Abstand zwischen den Magneten 5 und der Bandoberfläche, sondern die Unterschiede dieses Abstandes im Bereich der einzelnen Magnete Auskunft über die Planheit des Bandes geben, werden die Abstände im Bereich der einzelnen Bandlängszonen nicht unmittelbar gemessen, sondern die gemessenen Abstände auf einrn mittleren Abstand bezogen. Zu diesem Zweck ist jedem Elektromagneten 5 ein Quoiientenbildner 10 zugeordnet, dessen Eingänge einerseits an der Spannung der Erregerwicklung des zugehörigen Magneten 5 liegen und andererseits mit dem Ausgang eines Mittelwertbildners 11 für die Spannungen der Erregerwicklungen 8 aller Magnete 5 verbunden sind. Die an den Klemmen 12 abgenommene Spannung der einzelnen Erregerwicklungen 8 wird also einerseits dem jeweiligen Quotientenbildner 10 und andererseits dem Mittelwertbildner 11 zugeführt, wobei die Klemmen 12 jeweils mit einem Vollweggleichrichter 13 verbunden sind, der das Erfassen sowohl der negativen als auch der positiven Halbwellen erlaubt. Die Spannung am Ausgang des Mittelwertbiidners 11, die auf einem Anzeigegerät 14 abgelesen werden kann, entspricht dem mittleren Abstand der Elektromagnete 5 von der Bandoberfläche. Diese Spannung würde an allen Klemmen 12 der Erregerwicklungen 8 auftreten, wenn das Band plan wäre und in der durch die strichpunktierte Linie 15 angedeuteten Lage verliefe. In den Quotientenbildnern 10 wird die tatsächlich an den ι Klemmen 12 auftretende Spannung ins Verhältnis zum Mittelwert der Spannungen aller Erregerwicklungen 8 gesetzt, so daß auf den den Quotientenbildnern nachgeordneten Anzeigegeräten 16 die Abweichungen der tatsächlichen Bandlage von der durch die Linie 15

ίο angedeuteten Sollage abgelesen werden können. Die Ausgangsgrößen der Quotientenbildner 10 können aber selbstverständlich auch für die Steuerung von Walzenbiegevorrichtungen verwendet werden, die dann korrigierend in den Walzvorgang eingreifen.

i-'> An Stelle des Miltelwertbildners M kann aber auch ein Summenbildner verwendet werden, da ja der arithmetische Mittelwert der Summe aller Werte direkt proportional ist.

Da i'iiCniürf AuManuiiei ein/.eiiicii Eiekirumagritrie 5

-"ι von der Bandoberfläche, sondern d.is Verhältnis zu einem mittleren Bandabstand für die Bestimmung des Planheitsgrades Verwendung findet, gehen Änderungen in der Größe des mittleren Abstandes nur in die Empfindlichkeit, nicht aber in die Messung selbst ein. so

-''. daß beispielsweise Bandschwingungen das Meßergebnis nicht beeinflussen können.

Um die Abweichungen des Bandes von der durch die Linie 15 Jargestellten Sollwertlage meßtechnisch gut erfassen zu können, müssen diese Abweichungen eine " gewisse Größe besitzen. Da die Ablenkungen des Bandes 1 vom Abstand der Auflägen, zwischen denen das Band gespannt wird, von der Dicke des Bandes und von der Ablenkkraft abhängen, kann zur Anpassung an ein Band mit einer bestimmten Dicke entweder der

;· Auflagenabstand oder die Größe der Ablenkkraft geändert werden. Üblicherweise ist aber der Auflagenabstand unv eränderbar vorgegeben, so daß die Ablenkweitcn für ein Band mit einer bestimmten Dicke nur über die magnetischen Ablenkkräfte beeinflußt werden

'·" können. Wird zu diesem Zweck der Erregerstrom in den Erregerwicklungen 8 verändert, so ändert sich auch die induzierte Spannung in den F.rreeerwickliinppn wnhpi sich Anpassungsschwierigkeiten an die nachfolgenden elektrischen Geräte ergeben könnten. Günstiger ist es.

'·'< A'cnn, wie in F i g. 4 angedeutet, die Elektromagnete 5 mit einer zusätzlichen Erregerwicklung 17 ausgestattet werden, die in Serie an eine Gleichstromquelle 18 angeschlossen sind. Die Gleichstrommagnetisierung besitzt dabei den Vorteil, daß sie die in den

"'" Erregerwicklungen 8 induzierten Spannungen nicht beeinflußt.

Neben der Größe der Ablenkung des Bandes im Bereich der einzelnen Bandlängszonen ist für die Empfindlichkeit der Messung auch die Luftspaltgröße

ϊ5 von Bedeutung. Um in einfacher Weise einen den gewünschten Verhältnissen entsprechenden Luftspalt einstellen zu können, sind gemäß Fig. 5 die Elektromagnete 5 auf einem gemeinsamen Träger 19 befestigt, der senkrecht zur Bandoberfläche in Führungen 20

mi verstellt werden kann. Zum Verstellen des Trägers 19 ist ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder 21 vorgesehen, der mit den Kniegelenken 22 eines Kniehebeltriebes 23 verbunden ist. Die Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 21 erfolgt über einen Steuerschieber

Ί5 24. der das Druckmittel über Druckleitungen 25 und 26 auf die eine oder andere Seite des Hydraulikzylinders 21 leitet so daß der Kolben des Hydraulikzylinders nach der einen oder anderen Seite bewegt wird und die

Kniehebeltriebe 23 entsprechend verstellt. Über eine Leitung 27 wird Druckmittel dem Steuerschieber 24 zugeführt.

Der Steuerschieber 24 wird über einen Regler 28 betätigt, der den mittleren Abstand der Bandoberfläche zu den Magneten 5 konstant hält. Dieser mittlere Abstand kann mit Hilfe eines Sollwertgebers 29 eingeteilt werden. Die durch den Sollwertgeber 29 vorgegebene, dem mittleren Sollabstand entsprechende Spannung wird mit der dem mittleren Istabstand entsprechenden Ausgangsspannung des Vittelwertbildners 11 verglichen, wobei die Verbindungsleitung zwischen dem Mittelwertbildner 11 und der Regeleinrichtung mit 30 bezeichnet ist. Weicht der Istwert vom Sollwert ab, so wird über den Regler 28 der Steuerschieber 24 verstellt und der Träger 19 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 21 so lange verschoben, bis der Istwert wieder dem Sollwert entspricht.

Um zu verhindern, daß das Band 1 bei starken Wellen einen der Magnete 5 berührt und dabei beschädigt, werden die Spannungen aller Klemmen 12 in einem Gerät 31 mit einem vorgegebenen, einstellbaren Grenzwert verglichen, wobei beim Überschreiten des Grenzwertes durch eine der Klemmenspannung über eine Leitung 32 der Regler 28 angesteuert wird, der ein Absenken des Trägers 19 in seine tiefste Lage bewirkt.

Die Anpassung der Vorrichtung an die jeweilige Bandbreite kann, wie dies in F i g. 5 und 6 dargestellt ist, durch Verschieben der einzelnen Magnete 5 erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt zu diesem Zw?ck der Träger 19 eine Schwalbenschwanzführung 33, in der die Magnete 5 entsprechend gelagert sind. Da die genaue Erfassung der Planheit eines Bandes von der GleichmäBigkeit abhängt, mit der die Ablenkkraft über die Breite des Bandes verteilt werden kann, ist es notwendig, die Magnete 5 mit jeweils gleichem Abstand voneinander anzuordnen. Die gleichmäßige Verteilung der Magnete 5 kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß mit dem Träger 19 ein Längenmaßstab 34 fest verbunden ist, an dem die Positionen der einzelnen Magnete 5 über mit den Magneten fest verbundene Anzeigezungen 35 abgelesen werden können.

Werden die Erregerwicklungen β mit einem sinusförmigen Erregerstrom ;> gespeist (F i g. 7), so ergibt sich ein magnetischer Ruß, der sich einerseits über Luft und andererseits über das ferromagnetische Band schließt. Da der Flußanteil, der sich über Luft schließt, keinen Beitrag zum Erfassen des Abstandes des jeweiligen Magneten von der Bandoberfläche liefern kann, wird er im folgenden als Streufluß Φ$ bezeichnet. Lediglich der sich über das ferromagnetische Band schließende Flußanteil kann zur Bestimmung der Luftspaltgröße dienen und muß daher als Nutzfluß Φν angesehen werden. Während der Streufluß Φ$ bei sinusförmigem Erregerstrom ΐε ebenfalls einen sinusförmigen Verlauf aufweist weicht der Nutzfluß Φ κ davon ab, wenn die magnetische Feldstärke so groß wird, daß man in den Sättigungsbereich des ferromagnetischen Bandes gelangt. In Fig.8 ist der Verlauf eines Nutzflusses dargestellt, wie er bei einem in Fig. 7 gezeichneten Erregerstrom /£für eine bestimmte Bandstärke und eine bestimmte Luftspaltgröße auftritt Bei dickeren Bändern 1 wird der Sättigungsbereich erst bei größeren Feldstärken erreicht, so daß sich ein größerer maximaler Nutzfluß Φνποχ als bei dünneren Bändern ergibt Das Verhältnis zwischen Streufluß und Nutzfluß hängt wiederum von der Luftspaltgröße ab. Je kleiner nämlich der Luftspalt wird, umso kleiner wird der Streuflußanteil und umso größer wird der Nutzflußanteil, so daß der Sättigungsbereich für den Nutzfluß schneller als bei größeren Luftspaltgrößen erreicht wird.

Da aber die in den Erregerwicklungen 8 induzierten Spannungen tu von der Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses Φ abhängen, wird auf Grund der raschen Änderungen des Nutzflusses Φ/ν bei kleinem Luftspalt von diesem eine größere Spannung u,* induziert als bei größerem Luftspalt, bei dem mit einem kleineren Nutzfluß eine langsamere Änderung seiner Größe verbunden ist, da ja die Frequenz bzw. die Periodendauer in Abhängigkeit vom Erregerslrom fe konstant bleibt. In Fig. 9 sind die zufolge des Nutzflusses Φ/ν und des Streuflusses Φ5 in der Erregerwicklung 8 induzierten Spannungen t/,A/und u,sin ihrem zeitlichen Verlauf dargestellt. Würde sich der Luftspalt ändern, würde er beispielsweise größer werden, so ergäbe sich ein Streufluß Φ« mit kleinerer Amplitude und ein größerer Nutzfluß Φ/ν, was sich im zeitlichen Verlauf durch flachere Flanken des Streuflusses und steilere Flanken des Nutzflusses bemerkbar macht. Die von dem Streufluß induzierte Spannung u,s würde einen sinusförmigen Verlauf mit kleineren Amplituden haben, während sich auf Grund der raschen Änderung des Nutzflusses Φ/vSteilere Spannungsspitzen ergeben würden, deren Dauer kürzer wäre, da der Fluß rascher in die Sättigung gelangt. Die an den Klemmen 12 abgreifbare Spannung u ergibt sich aus der durch den Nutzfluß Φν induzierten Spannung um, aus der durch den Streufluß Φ5 induzierten Spannung u_is und dem ohmschen Spannungsabfall Ur in den einzelnen Erregerwicklungen 8. Es zeigt sich also, daß die an den Klemmen 12 meßbare Spannung u nicht in ihrem gesamten zeitlichen Ablauf dem Luftspalt verkehrt proportional ist. Ein annähernd linearer Zusammenhang zwischen der Klemmenspannung u und dem Luftspalt besteht nur dann, wenn der Zusammenhang zwischen der magnetischen Feldstärke und dem Fluß linear ist und keine Sättigungserscheinungen auftreten. Um eine große Empfindlichkeit auch bei Messungen zu errei chen, bei denen die Sättigungserscheinungen nicht vernachlässigt werden können, wird daher die Spannung nicht während der gesamten Periode, sondern nur während eines Teiles davon gemessen. Fig. 11 zeigt, wie die Klemmenspannungen vorteilhafterweise nur innerhalb von Zeitintervallen gemessen werden, die kürzer als die halbe Periodendauer des zeitlichen Spannungsverlaufes sind und in die der jeweilige Nulldurchgang des Erregerstromes i'e fällt. Im Bereich des Nulldurchganges des Erregerstromes i'e ist nämlich ."•in linearer Zusammenhang zwischen der Feldstärke und der Induktion bzw. dem Fluß gegeben, da die dem Erregerstrom proportionale Feldstärke noch nicht groß ist.

Die Meßzeiten sind in F i g. 11 mit t_m angegeben.
F i g. 12 veranschaulicht in einem Blockschaltbild, wie vorgegangen werden muß, damit nur in den Zeitintervallen t_m gemessen wird. Die Spannungen der Erregerwicklungen der einzelnen Elektromagnete 5 werden über Schalter 36 abgenommen, die von einer Triggereinheit 37 angesteuert werden. Die Triggereinheit 37 ist dabei über eine Leitung 38 mit der Erregerstromquelle 9 synchronisiert, so daß die Betätigung der Schalter 36 genau auf die Frequenz des Erregerstromes abgestellt werden kann und die Schließzeit t_m der Schalter 36 zeitlich stets in den Bereich des Nulldurchganges des Erregerstromes fällt

ίο

Um Änderungen des wirksamen Luftspaltes durch gegebenenfalls von den Magneten 5 angezogene ferromagnetische Teilchen zu vermeiden, könnten beispielsweise Blasdüsen vorgesehen sein, durch die Druckluft zum Abblasen dieser Teilchen geführt wird.

Außerdem könnte die Frequenz des Erregerstromes i'e variierbar sein, damit die Eigenfrequenz der Bänder entsprechend berücksichtigt und Resonanzschwingungen vermieden werden können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Erfassen der Planheit eines kaltgewalzten ferromagnetische^ Bandes, das über zwei mit Abstand voneinander angeordnete, quer zur Bandlängsrichtung verlaufende, parallele Auflagen gezogen wird und auf das zwischen den Auflagen mittels über die Bandbreite verteilter, berührungslos arbeitender Elektromagnete auf die Bandoberfläche etwa senkrecht stehende K.räfte ausgeübt werden, wobei die durch diese Magnetkräfte hervorgerufenen, bei unebenen Bändern auf Grund der dann über die Bandbreite verschieden großen Zugspannungen verschieden starken Bandablenkungen über die Spannungen an den mit einem gegebenen Wechselstrom gespeisten Erregerwicklungen der Elektromagnete gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen der einzelnen Erregerwicklungen nur innerhalb hj\ Zeitintervallen gemessen werden, die kurzer als die halbe Periodendauer des zeitlichen Spannungsverlaufes sind und in die der jeweilige Nulldurchgang des Erregerstromes fällt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten eines Grenzwertes für die Spannungen der Erregerwicklungen durch die Spannung wenigstens einer Erregerwicklung die Eiektromagnete vom Band weiter entfernt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkkraft der Magnete durch je eine zusätzliche Gleichstromerregung erhöht wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bij 3 mit etwa in der Mitte zwischen den Bandauflagen angeordneten, über die Bandbreite verteilten Elektromagneten, dadurch gekennzeichnet, daß alle Magnete (5) auf einem gemeinsamen, zur Bandoberfläche parallelen Träger (19) angeordnet sind, der senkrecht zur Bandoberfläche verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des Trägers (19) ein mit einem Regler (28) verbundener Antrieb (21) vorgesehen ist, wobei der Regler (28) auf eine vorgebbare, maximale Spannung der Erregerwicklungen (8) anspricht und eine Entfernung des Trägers (19) vom Band (1) bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (28) den Abstand des Trägers (19) vom Band (1) in Abhängigkeit vom Mittelwert der Spannung der einzelnen Erregerwicklungen (8) oder von der Summenspannung aller Erregerwicklungen (8) steuert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5) auf dem Träger (19) quer zur Bandlängsrichtung verstellbar sind.

8. Verrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromagnet (5) eine mit Gleichstrom gespeiste Zusatzwicklung (17) trägt.