DE863132C

DE863132C - Verfahren und Vorrichtung zur Staerken- oder Staerkentoleranz-bestimmung von Stoffen, die magnetisch zu beeinflussen sind

Info

Publication number: DE863132C
Application number: DET4670A
Authority: DE
Inventors: August Hertmanni
Original assignee: Trierer Walzwerk AG
Current assignee: Trierer Walzwerk AG
Priority date: 1951-08-07
Filing date: 1951-08-07
Publication date: 1953-01-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Stärken- oder Stärkentoleranzbestimmung von Stoffen, die magnetisch zu beeinflussen sind Im Bandwalzverfahren werden die Band stärken hinter den Walzgerüsten üblicherweise mit Mikrometerschrauben geprüft. Dieses Verfahren läßt sich bei verhältnismäßig langsam laufendem Gerüst durchführen. Es führt aber zu Schwierigkeiten, wenn die Bänder so schnell laufen, daß der Walzer mit der Mikrometerschraube nicht mehr mitkommt.
Man hat daher versucht, selbsttätige Meßvorrichtungen zu schaffen, indem man z. B. das Band zwischen zwei Rollen hindurchführt, die ihrerseits mit einer Meßuhr in Verbindung stehen. Befriedigt hat jedoch diese Meßvorrichtung nicht, insonderheit dann nicht, wenn es darauf ankam, Stärkeunterschiede von l/loo mm festzustellen. Durch die Spielräume in der Meßvorrichtung selbst gehen diese kleinen Toleranzen der Bleche unter. Man hat daher auch schon elektrische Meßverfahren eingeführt, z. B. hat man die Kapazität von Kondenstatoren als Meßgrundlage verwendet, andererseits hat man auch schon die Durchdringungsfähigkeit von Strahlen verschiedener Art benutzt. Diese Methoden sind verhältnismäßig umständlich und erfordern Zusatzapparaturen. Dasselbe trifft zu, wenn Betastrahlen angewendet werden und das absorbierte Maß der Betastrahlen festgestellt wird.
Diesen bekannten Verfahren gegenüber ist Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung die Messung von stärker magnetisierbaren Stoffen, also von Stahl und Nickel und seinen Legierungen mit Hilfe von Elektromagneten.
Erfindungsgemäß dient hierbei das zu messende Prüfgut als Joch eines Elektromagneten und sammelt entsprechend seiner Stärke mehr oder weniger Kraftlinien. Je nach der Anzahl der gesammelten Kraftlinien ändert sich der Magnetisierungsstrom. Es wird also die Stromstärke mit Hilfe eines einfachen Amperemeters gemessen und auf Grund von Erfahrungswerten eine Skala gewählt, die uirmittelbar die Blechstärke bzw. ihre Toleranzen anzeigt. Statt den Magnetisierungsstrom zu messen, kann man aber auch den Elektromagneten mit zwei Spulen bewickeln und erhält alsdann einen Transformator. An die Sekundärspule ist ein Voltmeter angeschlossen. Mit besonderem Vorteil wird der Elektromagnet als Hufeisen oder auch als E-Form ausgebildet, wobei bei der E-Form der mittlere Schenkel die Magnetspule trägt.
Betrieben wird der Elektromagnet mit einer seinen Wicklungen angepaßten Spannung. Man kann dabei sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom benutzen, wenngleich Wechselstrom vorteilhafter ist und einzig und allein dann in Frage kommt, wenn der Elektromagnet, wie oben gesagt, als Transformator ausgebildet ist und die Spannung der Sekundärspule gemessen werden soli. Der Wechselstrom steht nicht allein üblicherweise häufiger zur Verfügung als Gleichstrom, durch die seiner Frequenz entspreghendeUmmagnetisierungszahl wird auch die Meßgenauigkeit höher. Der Wechselstrom kann ebensogut 110 oder 220 V betragen. Soweit es nicht möglich ist, seine Spannung konstant zu halten, ist es vorteilhaft, Spannungsregler zu benutzen.
Das Prüfgut wird in einer gewissen Entfernung ohne Berührung mit dem Elektromagneten daran vorbeigeführt. Die Stromentnahme des Elektromagneten ist einerseits abhängig von dieser Entfernung, andererseits aber auch, wie schon oben gesagt, von der Stärke des Prüfgutes, und zwar ergeben sich hierbei Hyperbelfunktionen, und zwar in dem Sinne, daß die Stromentnahme um so kleiner wird, je näher das Prüfgut am Elektromagneten vorbeigeführt wird und andererseits um so stärker dieses ist.
Unter diesen Umständen ist es besonders vorteilhaft, das Prüfgut so am Elektromagneten vorbeizuführen, daß die dem Elektromagneten abgekehrte Seite des Prüfgutes in konstanter Entfernung verläuft. Man kann alsdann den Einfluß der Stärkentoleranzen erhöhen wie ohne weiteres einzusehen ist.
-Wegen des Hyperbelcharakters der Stromkurven wählt - man vorteilhaft Spannung und Windungszahl so, daß man am Scheitelpunkt der Hyperbel arbeitet, so daß Plus- und Minus toleranzen verhältnismäßiggleichen Abstand erhalten. An einem Beispiel sollen diese Verhältnisse noch weiter unten genauer dargelegt werden.
Soweit man üblicherweise nur Interesse hat, die Stäienabweichungen festzustellen, reguliert man die Stromstärke so ein, daß man in der Mitte der Meßskala des Instrumentes arbeitet und an diese Stelle den Nullpunkt legt. Man hat dann je nach Wahl- des Meßinstrumentes rechts oder Iinks die P.lus- oder Minustoleranzen. Diese Maßnahme bedingt seltbstverständlich die - entsprechende Einregulierung der Stromentnahme des Elektromagneten. Man kann dieses praktisch in verschiedenster Weise erreichen. Es ist möglich, die Spannung entsprechend zu regulieren. Es ist des weiteren möglich, die Wicklung auf dem Magneten zu ver-- schieben. Man kann schließlich auch die Grundentfernung des Magneten vom Prüfgut ändern und die Spule des Meßinstrumentes unterteilen, so daß also ein und dasselbe Meßinstrument verschiedene Stromstärkenmeßbereiche erhält. Daß man aber auch noch die Magnetspule selbst umwechseln kann, ist selbstverständlich.
In . der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des erflndungsgemäßen Verfahrens dargestellt, und zwar in Abb. 1-als Schema, in Abb. 2 als Längsansicht der Apparatur und in.
Abb. 3 in der Anordnung in einem Walzgerüst.
Abb. I zeigt den E-förmig gestalteten Magnetkern I, auf dessen Mitteischenkel die Magnetspule 2 sitzt. Diese Magnetspule ist mit der StromquelleS verbunden, die im gezeichneten Fall eine 220-V-Wechselspannung aufweist. Andererseits steht die Magnetspule gegebenenfalls über eine Anzapfvorrichtung 4 für die verschiedenen Windungsunterteilungen des Meßinstrumentes 3 mit diesem inVerbindung.
Die Apparatur gemäß Abb. 2 ist von außen gesehen so aufgebaut, daß an einem Ständer mit Hilfe eines Scharniers ein Meßarm angebracht ist, in dessen abgebogenem Schenkel der Elektromagnet sitzt. Dieser üblicherweise rechtwinklig abgebogene Schenkel 8 trägt den Elektromagneten 1 mit der Magnetspule 2. Die Magnetspule 2 kann durch eine Schraubspindel 5 in der Höhe verstellt werden. Wie oben gesagt, wird dadurch die Stromentnahme beeinflußt. Das Prüfgut, z. B. ein Bandes, wird in einer Entfernung von ungefähr I bis 3 mm am Magneten vorbeigeführt.
Der Prüfarm 8 ist mit einem Scharnier 7 an die obere Platteg des Instrumentenständers 10 angelenkt. Er stützt sich dabei insonderheit durch eine Schraube 6 auf dem in den Arm hineinragenden verlängerten Teil der Ständerplatte g ab. Durch diese Schraube 6 wird die Entfernung des Elektromagneten vom Prüfgut eingestellt.
Auf der Oberfläche g des Ständers 10 ist schließlich auch noch die Anzapfvorrichtung für die Erregerwicklungen des Meßinstrumentes 3 und auch dieses selbst untergebracht. Der Ständer 10 selbst ist verschiebbar, so daß also entsprechend der Bandbreite des Prüfgutes 15 Messungen an verschiedenen Stellen vorgenommen werden können.
Die in Abb. 3 gezeigte Anordnung der Prüfeinrichtung an einem Walzwerk gibt schematisch ein Walzenpaar II wieder, durch das der auf dem Haspel 14 zum Ring 13 auflaufende Walzstreifen I5 abgewalzt wird. Es ist des weiteren noch eine Spannrolle I2 vorgesehen, die gegen die Unterseite des Walzstreifens 15 drückt. Durch diese Rolle, die selbstverständlich auch in ihrer Höbenlage ver- schiebbar angeordnet ist, wird gewährleistet, daß die Unterseite des Bandes in konstanter Entfernung vom Magneten gehalten wird, so daß, wie oben gesagt, sich die Toleranzen in doppelter Weise auf die Stromentnahme auswirken. Das Prüfgerät ist dargestellt durch die Vorderansicht des Prüfarmes 8 und die Skalenansicht des Meßinstrumentes 3. Man sieht auch hierbei, wie der Zeiger des Meßinstrumentes auf Skalenmitte einreguliert ist, um Plus-und Minusbereicbe für die Toleranzen zu haben.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das Meßinstrument an einer anderen Stelle anzubringen, z. B. als großes Wandinstrument an einer Wand der Walzhalle oder in einem Meßlbüro, oder auch statt des Instrumentes ein Schreibinstrument anzuschließen.
Bei einem praktischen Beispiel wurde die Stärkentoleranz von einem Stahlblechstreifen bestimmt, dessen Stärke 0,45 mm betragen soll. An der Stelle, die genau dieses Maß aufwies, betrug die Stromentnahme des Instrumentes bei 220 VWechselspanrung 40 m A. Stärkentoleranzen von 0,01 mm wirken sich als Änderungen der Stromentnahme von 2 bis 3 m A aus.
Wird der Sekundärstrom zum Messen benutzt, so ändert sich an der vorbeschriebenen Vorrichtung weiter nichts, als daß derElektromagnet eine zweite Spule erhält und die Stromführung bzw. -verbindung zum Meßinstrument entsprechend gestellt wird.
Wie eingangs gesagt, kann die Einrichtung benutzt werden für alle magnetisierbaren Stoffe und für solche paramagnetischen Stoffe, die eine verhältnismäßig starke Beeinflussung der Kraftlinien zeigen. Bei den Stärkebestimmungen muß selbstverständlich auch die Zusammensetzung des Stahls oder Nickels oder seiner Legierungen berücksichtigt werden. Da aber diese Zusammensetzung beim Walzen ein und desselben Bandes nicht wechselt, so spielt dieser Umstand nach der erstmaligen Einregulierung des Instrumentes keine ausschlaggebende Rolle.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Stärken- oder Stärkentoleranzbestimmung von Stoffen, die magnetisch zu beeinflussen sind, unter Verwendung von elektrischem Strom, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgut in den Bereich eines Elektromagneten gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgut in den Bereich eines Elektromagneten gebracht wird, dessen Stromentnahme gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgut in den Bereich eines Elektromagneten gebracht wird, der eine zweite Spule aufweist und deren Spannung gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das, Prüfgut in den Bereich eines hufeisen- oder E-förmigen Elektromagneten gebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet mit konstantem Wechselstrom gespeist wird.
6. Verfahren nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromentnahme der Elektrospule durch Verschiebung auf dem Elektromagneten oder durch Abstandänderung des Elektromagneten vom Prüfgut oder durch Spannungsregelung geändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßinstrument mit anzapfbarer Spule verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Elektromagneten abgewendete Seite des Prüfgutes in konstanter Entfernung am Elektromagneten vorbeigeführt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ständer ein Prüfarm angelenkt wird, in dessen abgebogenem Teil der Prüfmagnet untergebracht ist.
IO. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Prüfarmes von dem Prüfgut durch eine Stellschraube besonders einreguliert wird.
I I. Vorrichtung nach Anspruch g und IO, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule in einer Scbraubspindel befestigt ist, die die Höher-oder Tieferstellung der Spule auf dem Magnetkern ermöglicht.
I2. Vorrichtung nach Anspruch g bis II, dadurch gekennzeichnet, daß der Instrumentständer verschiebbar ist.
I3. Vorrichtung nach Anspruch g bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ständer ein Anzapfschalter für die Unterteilung der Instrumentspule angebracht ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch g bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung zwischen Walzgerüst und einer Andruckrolle oder dem Haspel oder dem nächsten Walzgerüst angeordnet ist.