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Breiten- oder Dickenmeßgerät, unter Verwendung von Abtastorganen
und elektrischen Induktionsmeßlehren Beim kontinuierlichen Warmwalzen von glühenden
Stahl- und Metallbändern kommt der schnellen und sicheren Ermittlung der Bandmaße,
allein schon wegen der hohen Leistungen moderner Walzenstraßen, erhöhte Bedeutung
zu.
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Dies gilt insbesondere für solche Anlagen, denen mittelbar oder unmittelbar
Horizontalhaspeln nachgeordnet sind. Bei diesen Anlagen kann das Fertigband praktisch
nur an einem kurzen Ende nachgemessen werden, und zwar auch nur dann, wenn das Bandende
das Fertiggerüst verlassen hat. Um den Meßvorgang zu ermöglichen, muß durch Stillsetzen
der Haspel der Haspelvorgang unterbrochen werden.
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Eine sichere Maßkontrolle über die gesamte Bandlänge ist bei der
heutigen Anforderung an die Maßgenauigkeit unerläßlich.
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Es sind bereits Geräte entwickelt worden, mit denen versucht wird,
Breite und Stärke vom Warmband mit Hilfe von X-Strahlen oder optisch-elektrisch,
d. h. berührungslos zu messen, und bei dem die die Abtastorgane aufnehmenden Gehäuse
zu beiden Seiten des zu messenden Körpers an einer Spindel mit Rechts- und Linksgewinde
angeordnet sind und diese Spindel sich ihrerseits mittels eines Ansatzes mit Gewinde
auf einer Schraubenspindel zwecks Verstellens bewegen kann.
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Diese bekannten Geräte erfordern sehr ausgedehnte elektrische Schaltsysteme
und weisen daher eine verwickelte Bauart auf.
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Des weiteren hat man vorgeschlagen, Tastorgane zu vervenden, die
auf induktive Geber wirken. Das Meßgerät ist zangenartig- gestaltet, d. h., -das
zu messende Band läuft hindurch, die Tastorgane drücken ständig gegen das Meßgut,
wobei noch dafür gesorgt ist, daß die Tastorgane der Temperatur des Meßgutes angepaßt
werden zur Vermeidung von Fehlmessungen. Ebenso ist der Einsatz fotoelektrischer
Einrichtungen in Verbindung mit Meßeinrichtungen bekannt, um die Kanten eines Gutes
abzutasten und das Gut genau und ohne Toleranzen in bestimmte Lángen unterteilen
zu können.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber ein sehr einfaches Gerät, mit
dem trotzdem mit ausgezeichneter Meßgenauigkeit nicht allein selbststrahlende Gegenstände,
sondern auch solche gemessen werden können, die lediglich Raumtemperatur besitzen.
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Die Erfindung sieht nun unter Verwendung von Abtastorganen und elektrischen
Induktionsmeßlehren eine Lösung vor, die eine Konibination folgender Merkmale darstellt:
Tastorgane für die beiden Seiten des zu messenden Körpers, die an einer Spindel
mit Rechts-und Linksgewinde angeordnet - sind, wobei sich diese Spindel mittels
eines Ansatzes mit Gewinde auf einer zweiten Schraubenspindel zwecks Verstellens
bewegen kann, ferner an dgn Tastorganen sich befindende Tauchkolben von zwei induktiven
Wegaufnehmern, deren
Widerstände als Wheatstonesche Brücken geschaltet sind und deren
Differenzstrom ein Maß für die Breite bzw. Dicke liefert, und schließlich mit den
Abtastorganen verbundene, von Fotozellen gesteuerteMagnete, die ihrerseits die Abtastorgane
für den Meßtakt freigeben.
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Die Abtastorgane werden beispielsweise als einarmige Hebel ausgebildet.
Sie können aber auch als in Führungen laufende Schlitten gestaltet sein. Die Kontakte
der Abtastorgane sind mit einem auswechselbaren Schleifstück aus einem hochverschleißfesten
und schwer schmelzbaren Metall versehen.-In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
für die Gestaltung eines solchen Gerätes in den Abb. 1 bis 4 gegeben, wie es insonderheit
für die Messungen von warmgewalzten Stahlbändern in Frage kommt, die bei Rotglut-
und höheren Temperaturen gemessen werden sollen.
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Abb. 1 zeigt eine Vorderansicht des Gerätes, Abb. 2 die Draufsicht
desselben mit einem Schnitt bei A-B gemäß Abb. 1; Abb. 3 und 4 zeigen einige Schaltungsschemen.
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Das Gerüst besteht aus einem mechanischen Teil, der es erlaubt, die
Maße des aus dem Fertigwalzgerüst austretenden Warmbandes abzutasten, und aus einem
elektrischen Teil, der die mechanisch erfaßten Werte über einen induktiven Wegaufnehmer
in elektrische Werte umwandelt. Diese werden mit Hilfe eines Meßverstärkers soweit
verstärkt, daß sie angezeigt und registriert werden können. Der mechanische Teil
besteht, wie Abb. 1 zeigt, aus den Führungshälften 1 und 2. Die Führungen können
über die Spindeln
3 und 4 einzeln oder beide zusammen von Hand
oder maschinell verstellt werden.
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Die Messung z. B. der, Breite eines Warmbandes 21 erfolgt dort, wo
die Führungsaufnahmen 5 und 6 sich yerjüngen und in einem geringen Abstand parallel
zur Oberfläche des durchlaufenden Warmbandes 21 verlaufen. Das zu messende Warmband
21 passiert nach dem Verlassen der Walze 31 und des Fertiggerüstes 32 das Breitenmeßgerät,
vorbei an zwei Schleifbacken 7, 8, die aus hochverschleißfestem Material bestehen,
und wird durch einen Treiber 33 weiterbefördert.
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Beide Schleifbacken 7, 8 und die dahinter befindlichen Führungshälften
1, 2 besitzen eine oeffnung, die eine Berührung z. B. von Tasthebeln 9, 10 mit dem
Band ermöglichen. Die Tasthebel 9, 10 stehen bei 13, 14 mit dem Anker zweier Magnete
15, 16 in Verbindung. Die Tasthebel sind bei 11, 12 leicht drehbar gelagert.
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Dort, wo die beiden Tasthebel 9, 10 mit dem Warmband in Berührung
kommen, tragen sie zwei leicht auswechselbare Plättchen 17, 18 aus einem hochverschleißfesten
und schwer schmelzbaren Metall, z. B.
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Wolfram.
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Der Meßvorgang wird eingeleitet, wenn das aus dem Fertiggerüst 32
austretende Warmband 21 die Fotozelle 28 b passiert. In diesem Fall wird der Strom
über den Fotozellenverstärker 29 b und das Steuergerät 30 zu den Magneten 15 und
16 unterbrochen.
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Unter der Einwirkung des Zuges der Federn 19, 20 bewegen sich die
beiden Tasthebel 9, 10 gegen das durch die Führungshälftenl, 2 laufende Band 21.
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Beim Passieren des Bandendes der Fotozelle 28a wird über den Fotozellenverstärker
29 a und das Steuergerät 30 ein Schaltimpuls ausgelöst, der den Strom zu den zwei
Magneten 15, 16 freigibt. Die Magnete 15 und 16 ziehen jetzt die beiden Tasthebel
9, 10 aus dem Walzbereich. Der Meßvorgang ist damit beendet.
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Die Keuntlichmachung der gemessenen Werte geschieht beispielsweise
wie folgt: Die Tauchanker 22, 23 zweier induktiver Wegaufnehmer 24, 25 sind mit
den Tasthebeln in Höhe der Stelle, die mit dem zu messenden Warmband in Berührung
kommt, verbunden. Die beim Meßvorgang auftretenden Impulse der Wegaufnehmer werden
über den Meßverstärker 26 so verstärkt, daß sie mit Hilfe des Schreibgerätes 27
registriert werden können. Die Differenz der Wegaufnehmerimpulse wird im geeigneten
Maßstab aufgetragen. Sie ergibt einen Wert für die Maßabweichung des Warmbandes.
Durch Betätigen der, Feineinstellung 24 a, 25 a kann die Lage der Wegaufnehmer24,
25 zu dem Tauchanker verändert werden. Hierdurch wird die Einstellung der jeweils
vorzugebenden Bandbreite ermöglicht.
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Die Wegaufnehmer 24, 25 sind elektrisch so angeordnet, daß am Eingang
des Meßverstärkers, der aus der Differenzbrücke 34, dem Verstärker und Gleichrichter35
(s. Abb. 3) bseteht, nur die Abweichung vom Sollwert der vorgegebenen Breite des
zu messenden Bandes 21 als elektrische Meßgröße (Spannungsimpuls) eintritt. Ist
z. B. der Sollwert der vorgegebenen Bandbreite durch entsprechendes Einstellen der
Wegaufnehmer24, 25 durch den Wert Null wiedergegeben, so verursacht jede Änderung
der Bandbreite eine Änderung der Stellung der Tauchkolben 22, 23 (s. Abb. 2) und
damit eine Änderung der Induktivität der Wegaufnehmer 24, 25 in Abb. 3. Dieses bewirkt
z. B. auf dem Anzeigegerät27 einen entsprechenden Anschlag nach rechts oder links
von der Nullage.
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Abb. 4 veranschaulicht, wie die beiden induktiven Wegaufnehmer zu
einer modifizierten Wheatstoneschen Brücke zusammengefaßt sind. Die Wegaufnehmer
24, 25 mit dem Tauchkolben 22, 23 in Abb. 2 sind in dem Schaltschema Abb. 4 mit
den BuchstabenR,; R2, T1 und R3, R4, T2 gekennzeichnet.
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Hierin bedeuten Rl und R2 Widerstands spulen und T1 den Tauchanker
des einen und R3, R4 und T2 dieselben Einrichtungen des zweiten Wegaufnehmers. Die
Einspeisung der Brücke erfolgt bei 36 und 37. Herrscht in dem System Gleichgewicht,
z. B. bei Einstellung des Sollwertes der vorgegebenen Bandbreite, dann gilt: R1
R4 = R2 R3-In diesem Fall ist der SpannwertdU U (Abb. 4) gleich Null. Wird das Gleichgewicht
durch Über- oder Unterschreiten des vorgegebenen Sollwertes, d. h. durch eine Lagenänderung
der Tauchkolben gestört, so nimmt >1 U einen Wert an, der der Breitenänderung
des zu messenden Bandes proportional ist.
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Dieser Wert d U wird über den Verstärker 35. auf dem Gerät 27 (Abb.
3) sichtbar gemacht.
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Durch die Anordnung wird erreicht, daß die im Gegentakt arbeitenden
Tauchanker T1 und T2 nur asymmetrische Widerstandsänderungen verursachen, d. h.,
es werden nur Abweichungen vom vorgegebenen Sollwert und z. B. keine seitlichen
Bewegungen des Bandes sichtbar gemacht.
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Wenn auch die in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform sich
in erster Linie für das Messen von selbststrahlenden Stahl- und Metallbändern eignet,
so kann man aber auch mit einem gleichen Meßgerät solche Bänder bei Raumtemperatur
kalt messen, ebenso auch Kunststoffbahnen und alle sonstigen Materialien, schließlich
auch Textilstoffe, Pappen und Papiere, wenn man den Federdruck der Tasthebel entsprechend
leicht ausführt. Des weiteren muß dafür gesorgt sein, daß Helligkeitsunterschiede
zwischen dem zu messenden Gut und der Umwelt bestehen.
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Diese werden durch zusätzliche Lichtquellen geschaffen, beispielsweise
in der Form, daß die Intensität des Strahlenganges von dem durchlaufenden Gut unterbrochen
wird.
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PATENTANSPRtJCHE: 1. Breiten- oder Dickenmeßgerät unter Verwendung
von Abtastorganen und elektrischen Induktionsmeßlehren, gekennzeichnet durch die
Kombination folgender Merkmale: Tastorgane für die beiden Seiten des zu messenden
Körpers, die an einer Spindel mit Rechts- und Linksgewinde angeordnet sind und wobei
sich diese Spindel mittels eines Ansatzes mit Gewinde auf einer zweiten Schraubenspindel
zwecks Verstellens bewegen kann, ferner durch an den Tastorganen sich befindende
Tauchkolben von zwei induktiven Wegaufnehmern, deren- Widerstände als Wheatstonesche
Brücken geschaltet sind und deren Differenzstrom ein Maß für die Breite bzw. Dicke
liefert, und schließlich durch mit den Abtastorganen verbundene, von Fotozellen
gesteuerte Magnete, die ihrerseits die Abtastorgane für den Meßtakt freigeben.