DE1054745B - Verfahren und Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem in Bewegung befindlichen Metallband - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Entnahme vorn Proben aus bandförmigem Metall, ohne daß dabei der Walzvorgang unterbrochen zu werden braucht.

Stablbarren oder -blöcke werden in Stahlband oder -blech übergeführt, indem man sie durch eine Walzenstraße hindurchschickt. Beim kontinuierlichen Walzen sind die Geschwindigkeiten der Walzen so synchronisiert, daß jedes aufeinanderfolgende Walzenpaar das Metallband mit genau derselben Geschwindigkeit aufnimmt, mit der es aus dem vorhergehenden Walzenpaar austrat. Die Abgabegeschwindigkeit des letzten Walzenpaares beträgt zwischen 600 und 900 m/Min. Der aus dem letzten Walzenpaar austretende Stahl wird dann aufgewickelt oder in bestimmte Längen geschnitten, flachgelegt und gestapelt. Auf diese Weise erzeugtes Stahlband oder -blech besitzt eine Stärke zwischen etwa 0,3 und 2 mm und eine Breite von 0,6 m oder mehr. Bei der Herstellung von Stahlband oder -blech müssen von den Rändern und der Mitte so viel Proben genommen werden, daß man ein eindeutiges Bild von der Beschaffenheit des fertigen Bandes oder Bleches erhält. Diese Proben können auf Härte, Dehnbarkeit, Kornstruktur und Oberflächenzustand untersucht werden. Die erforderliche Größe der Probe kann zwischen etwa 20 und etwa 90 mm Durchmesser, je nach den gewünschten Tests, betragen. In der Regel sind mindestens acht Proben pro Stunde pro Walzwerk erforderlich. In größeren Walzwerken kommt man auf nahezu 800 Proben pro Tag. Wegen der Stärke des Bleches und der hohen Fördergeschwindigkeit gibt es keine Möglichkeit für die Gewinnung von Proben aus anderen Teilen als den Enden des Bandes, als das Band oder Blech zuerst anzuhalten. Da alle Walzwerke synchronisiert sind, bedingt dieses Anhalten des Bandes oder Bleches zur Entnahme einer Probe ein Abstoppen aller aufeinanderfolgenden Einheiten des Walzwerks. Das Anhalten und Wiederingangbringen ist zeit- und energieverbrauchend, so daß man zur Zeit lediglich an den Enden Proben entnimmt, obwohl diese nicht unbedingt für den Hauptteil des Bandes charakteristisch sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Methode und einer Anordnung zur Entnahme von Proben aus kontinuierlich gewalztem Band und Blech, ohne daß dieses angehalten werden muß.

Gemäß der Erfindung erhält man eine Probe aus dem wandernden Stahlband, indem man dicht an einer Oberfläche eine das Band tragende Matrize mit einer scharfkantigen öffnung anbringt, welche den Umfang und die Gestalt der gewünschten Probe besitzt. Dicht an der anderen Seite des Bandes und ausgerichtet auf die Öffnung wird eine Stanzladung eines Verfahren und Einrichtung zur Entnahme
von Proben aus einem in Bewegung
befindlichen Metallband

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,
Patentanwälte, München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Mai 1956

Charles Henry Cramer, Woodbury, Ν. J. (V. St. Α.),
Edward John Surrett, Thornhill, Ontario (Kanada),
und James Pershing Swed₁ Gibbstown, N. J. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

hochexplosiven Knallsprengstoffs angeordnet, deren Umriß und Abmessungen im wesentlichen dieselben sind wie diejenigen der Öffnung, worauf man die Stanzladung zündet. Die Detonation der Ladung stanzt dann eine Probe aus, deren Umriß und Abmessungen etwa dieselben sind wie die der Öffnung in der Matrize. Die besten Ergebnisse erzielt man, wenn die Stanzladung ihre größte Konzentration an Sprengstoff ringsherum in den äußeren Teilen besitzt und wenn man mindestens über dem Mittelteil der Stanzladung eine beträchtliche Masse besitzende Abschirmung anbringt.

Die durch die Detonation der Stanzladung der Probe erteilte Geschwindigkeit ist so groß, daß diese Probe wie ein Geschoß wirkt, wenn man keine Auffangvorrichtung vorsieht. Ordnet man diese Auffangvorrichtung innerhalb der Öffnung dicht unter dem zu stanzenden Band an, so kann die Probe leicht auf-

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gefangen werden, ohne stärker verformt zu werden. Befindet sich die Auffangvorrichtung in einem größeren Abstand von den Schneidkanten der Matrize, kann die Probe so stark beschleunigt werden, daß sie nur schwer unzerstört erhalten werden kann. ι

Die Detonation der Stanzladung dicht an der Oberfläche des Bleches erzeugt eine Stanzwirkung auch in Abwesenheit einer Abschirmung über dem Mittelteil der Ladung. Es wurde jedoch gefunden, daß die Probe durch die Sprengwirkung aus der öff- κ nung in der Matrize herausgehoben und nach oben gewirbelt werden kann. Die Anwesenheit einer größeren Mas.se über dem Mittelteil ergibt eine Abschirmung für die Explosionsgase und verhindert die beschriebene Wirkung. i;

Der zur Zündung der Stanzladung verwendete Zünder kann als übliche elektrische Sprengkapsel oder zur Erleichterung seiner Anbringung speziell für diesen Zweck ausgebildet sein. Die richtige Anbringung des Zünders kann auf verschiedene Weise er- 2> folgen.

Die Stanzladung besteht vorzugsweise aus einem Knallsprengstoff, z.B. PETN, RDX oder Cyclotetramethylentetranitramin. Jedoch auch andere Zusammensetzungen mit ausreichender Empfindlichkeit 2, und Fortpflanzungsgeschwindigkeit, z. B. Dynamitzusammensetzungen, können verwendet werden. Die Ladung kann durch Verpackung des Sprengstoffs in einem starren Behälter, z. B. aus Kunststoff oder Karton, hergestellt werden, oder der Sprengstoff kann mit einem Bindemittel zur Erzielung einer keiner \~erpackung bedürfenden Ladung verbunden werden. Die Anbringung der Stanzladung in Ausrichtung auf die Öffnung in der Matrize wird durch Verwendung eines Halters für die Ladung erleichtert. Dieser ist zweckmäßig auswechselbar, da er nach mehrmaliger Detonation der Stanzladung deformiert ist. Der Halter für die Ladung kann verschieden gestaltet werden, was weitgehend von der Art und Größe der verwendeten Ladung abhängt.

Die öffnung in der Matrize muß scharfkantig sein, damit die Probe sauber aus dem Blech ausgeschnitten wird. Die Matrize soll daher leicht auswechselbar sein und aus einem abnutzungsbeständigen Stahl bestehen. Zweckmäßig besitzt sie die Form einer einfachen Hülse. Durchmesser und Umriß der öffnung hängen vollständig von dem gewünschten Umriß und Durchmesser der Probe ab. Im allgemeinen will man eine kreisförmige Probe mit einem Durchmesser von 50 bis 80 mm erhalten.

Der Abstand zwischen der Stanzladung und der Oberfläche der Matrize ist zweckmäßig so gering, daß eben noch eine freie Bewegung des Bandes möglich ist, d. h., der Mindestabstand ist nur etwas größer als die Stärke des Bandes. Wenn die Stanzladung sich in einem größeren Abstand von dem Blech befindet, werden die Explosionskräfte verteilt, und wenn sich die Matrize in größerem Abstand von dem Blech befindet, wird die Stanzwirkung unregelmäßig. Mit anderen Worten soll der Abstand zwischen der Unterseite der Stanzladung und der Oberfläche der Matrize nicht mehr als das Zwanzigfache der Blechstärke betragen.

Die Ausrichtung der Stanzladung auf die öffnung in der Matrize kann auf verschiedene Weise erzielt werden, z. B. durch Verzahnung, durch visuell ge- « prüfte Übereinstimmung von Winkelanzeigegeräten usw. Man kann auch Vorkehrungen treffen, daß die Ladung bei genauer Ausrichtung der beiden Elemente automatisch gezündet wird. Bei einer solchen Anordnung könnte die eine Einheit an der zur Probe-

entnahme gewünschten Stelle angeordnet, und die andere könnte quer über diese Stelle geschwenkt werden.

Die Zeichnung zeigt eine Anordnung zur Entnahme

j von Proben aus Bandmetall nach dem Verfahren gemäß der Erfindung. Es sind natürlich viele Abänderungen innerhalb des Rahmens der Erfindung denkbar. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung gemäß

) der Erfindung, im Begriff eine Probe zu entnehmen. Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung,
Fig. 3 eine Detailansicht der Matrize und des Stanzteiles der Einrichtung und

Fig. 4 und 5 Ansichten der Sprengladung.

; In der Zeichnung bedeutet 1 ein Metallband, das z. B. in der Pfeilrichtung von Fig. 2 wandert. 2 ist ein Gehäuse für die Matrize 9, 3 eine Abschirmung, z. B. aus Stahl, rund um die Stanzladung 14, 4 und 5 sind einzeln um den Pfosten 6 drehbare Trägerarme. 7 ist

D ein Anzeiger, welcher dazu dient, die Matrize 9 und die Stanzladung 14 über dem zur Probeentnahme bestimmten Teil des Bandes 1 in Stellung zu bringen.

8 ist ein Halter innerhalb des Gehäuses 2, welcher die Matrize 9 trägt. Innerhalb dieses Halters 8 befindet sich der über einer Schraubenfeder 11 angeordnete Auffangbehälter 10 für die Probe. 12 ist ein Träger, an welchem der Halter 13 für die Ladung befestigt ist und 14 ist die Stanzladung aus einem dichtgepackten, hochexplosiven Sprengstoff. 15 ist ein

j Initialzünder, 16 ein Anschlußdraht für den Initialzünder und 17 ein zu einer Stromquelle führender Blei draht. Es sind lediglich ein Anschlußdraht und ein Bleidraht gezeigt, da bei dieser Bauart die Hülle des Initialzünders einen Masseanschluß an den Halter 13 besitzt und die ganze Anordnung als Masseanschluß dient. Der Initiialzünder 15 ist in einer Ausnehmung am Rand des Halters 13 unter Bildung eines Schnappsitzes eingeklemmt.

Die gezeigte Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

□ Die ringförmige Stanzladung 14 wird auf das Ende des Halters 13 aufgeschoben, man läßt den Initialzünder 15 in die Ausnehmung in dem Halter 13 einschnappen und verbindet den Anschlußdraht 16 mit dem Bleidraht 17. Die Trägerarme 4 werden so geschwenkt, daß die Abschirmung 3 sich an der Längsseite des wandernden Bandes befindet, um eine leichte Anbringung der Sprengladung zu ermöglichen. Die Trägerarme 5 können ebenfalls in eine solche Stellung gedreht werden, daß sich das Gehäuse 2 längsseits des wandernden Bandes 1 befindet, um so die bei der vorherigen Sprengung erhaltene Probe leichter entnehmen zu können. Die Arme 4 und 5 können unabhängig voneinander dreh- oder schwenkbar sein und gegebenenfalls in eine solche Stellung gebracht werden, daß das Gehäuse 2 und die Abschirmung 3 um 180° auseinanderstehen. Sie können auch beide in dieselbe Richtung schauen, jedoch so· weit auseinanderstehen, daß die Ladung 14 leicht angebracht und eine Probe entfernt werden kann.

Wenn die nächste Probe genommen werden soll, werden das Gehäuse 2 und die Abschirmung 3 über einem vorher bestimmten Teil des wandernden Bandes durch Drehung der Trägerarme 4 und 5 aufeinander ausgerichtet. Die Anzeigevorrichtung 7 ermöglicht eine genaue Zentrierung der Stanz- und Stützelemente, d. h. der Matrize 9 und der Ladung 14 in bezug auf das Band 1. Im gegebenen Augenblick wird der Zünder 15 elektrisch gezündet und bewirkt die Detonation der Stanzladung 14. Der dabei erzeugte Sprengdruck preßt das Band 1 fest an die Matrize 9 an. Der nach-

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giebige Auffangbehälter 10 für die Probe ermöglicht, daß die über dem Band wirksamen starken Drücke einen Teil des Bandes in die öffnung der Matrize 9 treiben, welcher Umriß und Abmessungen dieser Öffnung besitzt. Die stützende Fläche, welche durch den die öffnung umgebenden Teil der Matrize 9 gebildet wird, verhindert jede Deformierung oder Ausbeulung des übrigen Bandes. Die Explosionskraft drückt den Auffangbehälter 10 gegen den Widerstand der Schraubenfeder 11 nach unten und das weiterwandernde Band bedeckt die öffnung in der Matrize 9 bevor die Probe wieder so weit hochgehoben wird, daß sie das Band berührt. Der Halter 13 für die Ladung dient auch zur Abschirmung der bei der Sprengung der Ladung 14 erzeugten Gase und erhöht somit den nach unten auf die über der öffnung in der Matrize 9 befindlichen Fläche des Bandes 1 ausgeübten Druck. Die Abschirmung 3 fängt etwa herausgeschleuderte Teile auf und dient als Geräuschdämpfer. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Stanzladung 14 ringförmig. Zur Entnahme von Proben aus stärkerem Band kann eine schalenförmige Ladung verwendet werden, bei welcher der Boden einen dünneren Querschnitt besitzt als die Wände, oder die Ladung kann in Form eines Rades mit zwei oder mehr vom Mittelpunkt ausgehenden, aus Sprengstoff bestehenden Speichen aufweisen. In diesen Fällen erfolgt die Zündung zweckmäßig in der Mitte. Wie vorstehend ausgeführt, erzielt man die besten Ergebnisse, wenn sich die höchste Konzentration des Sprengstoffs am Außenumfang der Ladung befindet. Die erforderliche Sprengstoffmenge hängt von der Art des Sprengstoffs, der Art des Metalls des Bandes, der Stärke des Bandes und der Größe der gewünschten Probe ab. Wenn die Probe einen ovalen Umriß oder eine andere symmetrische Form besitzen soll, können der Umriß der Ladung und der öffnung in dieser Form ausgebildet sein. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entnahme einer Probe aus einem in Bewegung befindlichen Metallband, dadurch gekennzeichnet, daß man dicht an einer Oberfläche des Bandes eine das Band tragende Matrize mit einer scharfkantigen öffnung mit den Abmessungen und Umrissen der gewünschten Probe und dicht an der gegenüberliegenden Oberfläche des Bandes, ausgerichtet auf die Öffnung, eine Stanzladung aus einem hochexplosiven Knallsprengstoff anbringt und dann zündet, welche im wesentlichen dieselben Abmessungen und Umrisse wie die Öffnung besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzladung zwischen einer abschirmenden Masse und dem Band angeordnet wird.

3. Einrichtung zur Entnahme einer Probe aus einem in Bewegung befindlichen Metallband, gekennzeichnet durch eine das Band unterstützende Matrize mit einer öffnung mit den Abmessungen und Umrissen der gewünschten Probe und ein Halterelement zur Anbringung einer Stanzladung aus einem hochexplosiven Knallsprengstoff, wobei die Ladung im wesentlichen dieselben Abmessungen und Umrisse wie die Öffnung besitzt und auf diese ausgerichtet ist und von der Oberseite dieser Öffnung einen mindestens der Stärke des Bandes entsprechenden Abstand besitzt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement für die Ladung von einem Gehäuse umgeben ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auffangbehälter für die Probe unterhalb der Öffnung vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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