DE1270173B

DE1270173B - Magnetisierungsdoppelrollenjoch fuer Wechselstrom zum Messen der magnetischen Eigenschaften von Elektroband im Durchlaufverfahren

Info

Publication number: DE1270173B
Application number: DE19631270173
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Willi Krug
Original assignee: KRUG WILLI DR ING HABIL
Current assignee: KRUG WILLI DR ING HABIL
Priority date: 1963-01-02
Filing date: 1963-01-02
Publication date: 1968-06-12

Description

Magnetisierungsdoppelrollenj och für Wechselstrom zum Messen der magnetischen Eigenschaften von Elektroband im Durchlaufverfahren Zusatz zum Patent: 1 120 591 Durch das Patent 1 591 ist ein Doppelrollenjoch zum Magnetisieren eines Elektroblechbandes im Durchlaufverfahren bekanntgeworden, bei dem die Polenden des Joches mit Laufrollen für das Band versehen sind, die sich in gut flußüberleitender Anordnung zu den Polenden befinden, wobei die Laufrollen in der gleichen Ebene wie das Doppeljoch lamelliert sind und wobei Mittel vorgesehen sind, die die durch die Dicke des Magnetbandes gegebene Lageänderung der Doppeljochteile zueinander zu einer Dickenmessung des Bandes und/oder zur Korrektur des Meßwertes für die zu untersuchende Eigenschaft des magnetischen Zustandes ausnutzen.
Die unteren Rollen sind gegenüber dem unteren Steg fest gelagert. Der obere Steg und in ihm die oberen Rollen sind senkrecht zum Band in gewissen Grenzen z. B. federnd fest einstellbar und mehr oder weniger gewichtsentlastet. Bei dieser mehr oder weniger harten Berührungsmöglichkeit zwischen Band und Rollen können die vom Walzen herrührenden Dikkenschwankungen gegenüber einer Solldicke, die sich von Null bis etwa +10 0/o bewegen können, zu Belastungsstößen an den Rollen führen, die eine bleibende Durchbiegung zur Folge haben können, so daß ein gleichmäßiger Banddurchlauf verhindert wird, ein unzulässig hoher Rollenverschleiß auftreten kann und schließlich der Banddurchlauf gesperrt wird. Eine gleiche Wirkung kann das stoßweise aufsetzende Oberjoch haben, wenn infolge starker Oberflächenunebenheiten das Oberjoch gehoben und nach Durchlauf der schlechten Bandstrecke wieder gesenkt wird, wobei beim Aufsetzen Stöße auf die Rolle nicht ganz zu vermeiden sind.
Erfindungsgemäß werden diese Störungen dadurch beseitigt, daß zwischen der oberen Rolle und dem Band ein Luftabstand eingehalten wird, der von einigen Mikron ab maximal gleich oder nur wenig größer ist als die größte Dickenänderung des Bandes (z. B.
+10°/o) 10 O/o) gegenüber der Solldicke des Bandes. Technisch wird diese Aufgabe dadurch erfüllt, daß bei einer starren Verbindung zwischen den Polschuhen und den Rollen des Oberjoches zwischen der Oberjochhalterung und der Unterjochauflage der Abstand stufenförmig fest oder stetig regelbar entsprechend der jeweiligen Solldicke eingestellt wird.
Auch eine selbsttätig wirkende Vorrichtung kann zur laufenden Nachstellung des kleinen Luftspaltes z. B. mittels eines Dickenfühlers gesteuert werden.
Es kann vorkommen, daß die Luftstrecken oberhalb und unterhalb des Bandes verschieden groß werden und damit zu verschiedenen magnetischen Widerständen Anlaß geben. Ein Ausgleich kann weiterhin durch eine Luftspaltverstellung zwischen den unteren Rollen und den Polschuhen erreicht werden. Die Lagerung der unteren Rollen wird in kleinen Grenzen veränderlich ausgeführt.
Die Rückschlußjoche müssen quer zum Band steif sein. Ihre Durchbiegung darf nur einen Bruchteil des Luftspaltes betragen. Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens sichern Querschrauben, Verklebung und zusätzliche Stirnversteifung mittels Platten von hohem elektrischem und magnetischem Widerstand den Verband der Lamellen. Auch ist es zweckmäßig, sowohl das Unterjoch als auch das Oberjoch je auf einen tragkräftigen, verwindungsfreien Rahmen mit den Stirnflächen isoliert aufzusetzen und die Lagerböcke der Rollen dort zu verankern.
Zur weiteren Sicherung eines zuverlässigen Laufes und richtiger Meßergebnisse sind auch einige Ausführungsformen der Bauelemente maßgebend. Die Rollen müssen gerade Achsen und schlingerfreie Oberflächen haben. Die Rollen dürfen sich im Vergleich zum Luftspalt nur wenig oder gar nicht durchbiegen. Dies wird nach einer Weiterbildung der Erfindung durch eine hohe Zugspannung in der Achse, durch Verkleben der Schraubenringe untereinander und mit der Achse und durch einen feinsten Oberflächenschliff und eine nachträgliche Ätzung erreicht.
Die Anisotropie der Schraubenringe muß im Verband der Rolle durch eine geringe Winkeldrehung von Scheibe zu Scheibe genügend gemildert werden.
Bei Verbiegungen von Rollen während des Bandbetriebes steine Fortsetzung des Bandlaufes erwünscht. Die Rollen müssen auswechselbar sein. Zu diesem Zweck wird zunächst das Oberjoch mit den oberen Rollen so weit gehoben, daß die Rollen einen genügenden Abstand vom Band haben und dann mittels Achsenverlängerung seitlich herausgezogen und ausgetauscht werden können. Dann wird mittels von unten anzusetzenden Rollen das laufende Band von den unteren Rollen so weit angehoben, daß die unteren Rollen störungsfrei ausgetauscht werden können.
Nach dem rückläufigen Rollenhub ist dann das Joch wieder betriebsfähig.
Beim Aufbau der Rückschlußjoche und der Rollen ist dem Material besondere Beachtung zu schenken.
Die Rückschluß strecken müssen kleinstmöglichen magnetischen Widerstand und kleinstmögliche Ummagnetisierungsverluste haben. Zu diesem Zweck wird beispielsweise Mumetall verwendet. Für die Rollenscheiben kann wegen der kürzeren Weglänge aber auch wegen der größeren Abriebfestigkeit ein Werkstoff mit größerem magnetischem Widerstand und größerem Ummagnetisierungsverlusten, z. B.
Silizium-Eisen (Trafoblech), genommen werden.
Die beispielsweise in vier Gruppen unterteilte Magnetisierungswicklung hat vier parallelgeschaltete Primärwicklungen, um die Induktion über die ganze Meßstrecke möglichst konstant einzustellen, sowie vier in Reihe geschaltete Induktionswicklungen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kommen vier weitere Induktionswicklungen hinzu, die entweder einzeln die Vergleichsspannungen für je einen Kompensationsverstärker im Magnetisierungskreis jeder Magnetisierungsgruppe oder im Rückenschluß die Vergleichsspannung für einen Kompensationsverstärker im Magnetisierungskreis der Parallelschaltung der Primärspulen liefern. Wahlweise können auch die Kompensationsverstärker durch Magnetisierungsverstärker ersetzt werden. Sie gewährleisten eine Sinusinduktion.
Zur Erweiterung der Erfindung erweist sich eine Schutzmaßnahme vor Oberlastung des Magnetisierungskreises vor dem Bandeinlauf, nach dem Bandauslauf oder beim Reißen des Bandes als zweckmäßig. Zu diesem Zweck wird z. B. ein Unterbrechungsschalter vor dem Einlauf und - wenn nötig - nach dem Auslauf unter dem Band angebracht, womit die Unterbrechung des Magnetisierungskreises betätigt wird, wenn sich kein Band in der Meßstrecke befindet.
Um mechanische Spannungseffekte mit Verluständerung zu vermeiden, wird dem Band im Joch zwischen den beiden Rollenpaaren ein gewisser Durchhang zugelassen. Der metallische Spulenkörper darf dabei nicht berührt werden. Der Boden wird daher mit einer Hartfaserplatte ausgelegt.
Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele zur Erläuterung wiedergegeben.
Fig. 1 zeigt das Schema des oberen und unteren Rückschlußjoches 1 und 2 mit den dazugehörigen Rollenpaaren 3 und 4. Zwischen Polschuhen und den Rollen ist der Luftspalt 5 erkennbar. Das durchlaufende Band 6 liegt auf den unteren Rollen 4 auf.
Dagegen ist beispielsweise zwischen den oberen Rollen 3 und dem Band 6 je ein Luftspalt von einigen Mikron eingehalten, der durch den z. B. mechanischen Dickenfühlers 8, der auf der Oberfläche des Bandes belastungsfrei abrollt, gesteuert wird.
Die Verstellung des Abstandes der unteren Rollen 4 von den Polschuhen des Unterjoches 2 ist lediglich durch Pfeile angedeutet.
Die feste Abstandseinstellung zwischen Oberjoch und Unterjoch kann z. B. neben der Gewichtsentlastungsfederl2 durch abgestufte Distanzstücke erreicht werden. Die stetige Abstandseinstellung läßt sich mittels der Führungsstangen 11 und der an ihnen angreifenden Kraft (Pfeil) eines hydraulichen oder mechanischen oder elektrischen Hub- und Senkungssystems durchführen.
Die beschränkte vertikale Verstellung der oberen Rollen im Polschuh des Oberjoches ist konstruktiv durch ein Lagerspiel lösbar. Die Lagerung ist aber in F i g. 1 nicht besonders gezeichnet.
Die Querversteifung des oberen Rückschlußjoches ist durch die Verschraubung 9 und die Stirnplatten 10 angedeutet. Zusätzlich sind die Lamellenstreifen noch untereinander verklebt. Getragen wird das obere Rückschlußjoch 1 durch vier senkrechte, mit geringem Spiel doppelt gelagerte Stangen 11, die beispielsweise von unten über eine Abfederung 12 hydraulisch, elektrisch oder mechanisch in der Höhenlage einstellbar sind. Die Querversteifung des Unterjoches ist in der gleichen Weise wie die des Oberjoches durchgeführt, in der F i g. 1 jedoch nicht besonders hervorgehoben. Die verwindungsfreie Auflage des Unterjoches 2 auf dem unteren Rahmen ist durch die Schraffur angedeutet. Der verwindungsfreie Rahmen des Oberjoches 1 ist der Obersichtlichkeit wegen weggelassen worden.
Der Magnetisierungsspulensatz 13 weist die beispielsweise Unterteilung in vier Gruppen auf. Bei einer dieser Gruppen sind die Magnetisierungsspule 14, die Induktionswicklung 15 und die Induktionskompensationswicklung 16 angedeutet. Wenn nötig, liegen zwischen den Wicklungen Erdschirme.
Mit dem Endschalter 17 ist die Sicherung des Magnetisierungskreises gegen eine bandlose Meßstrecke versinnbildlicht.
Zur Sicherung einer guten Zugentlastung und zur elektrischen Isolierung ist der Boden des Spulensatzes 13 beispielsweise mit einer Glasfaserplatte14s mit geringem Reibungskoeffizienten belegt. Damit wird der innere Durchhang des Bandes begrenzt.
Fig.2 zeigt einen Schritt durch eine Rolle mit der möglichst unmagnetischen Achse 18, dem Scheibeipaket 19 (Material beispielsweise Trafoperm N 2), dem Isolierschlauch 20 zwischen Scheibenpaket und Achse sowie den Verschraubungen 21. Unter einer hohen Zugspannung der Achse wird die Verschraubund 21 festgeschraubt, so daß nach Entfernen der Vorspannungseinrichtung das Scheibenpaket so stark unter Druck steht, daß es sich nicht durchbiegen kann. Die Oberfläche der Rolle ist geschliffen und nachträglich geätzt. Vor dem Pressen wird der Klebstoff zwischen die Scheiben gebracht.
F i g. 3 zeigt schematisch eine Auswechselvorrichtung für die Rollen während des Bandlaufes. Das Oberjoch 22 mit den Rollen 23 und das Band 24 mit den Hilfsrollen 25 sind hochgehoben. Zum seitlichen Ausziehen und Einschieben wird die Rollenachse durch einen aufgeschraubten langen Griff 26 verlängert.
Fig.4 zeigt eine Schaltung für eine Magnetisierungsspule mit Kompensationsverstärker 27. Dessen Eingangsspannung 28 als Spannungsdifferenz zwischen Generatorspannung 29 und der Induktionsspannung 30 der zweiten Induktionswicklung ist elektrisch vom Magnetisierungskreis getrennt. Dadurch ist der Vorteil der getrennten Erdung der beiden Kreise und eine günstige freie Wahl des Verstärkungsfaktors gegeben.

Claims

Patentansprüche: 1. Magnetisierungsjoch in Doppelrollenausführung zum Messen der magnetischen Eigenschaften von Elektroband im Durchlaufverfahren, wobei die Polenden des Joches mit Laufrollen für das Band versehen sind, die sich in gut ilußüberleitender Anordnung zu den Polschuhen befinden, die Laufrollen in der gleichen Ebene wie das Doppeljoch lamelliert sind und wobei Mittel vorgesehen sind, die die durch die Dicke des Magnetbandes gegebene Lageänderung der Doppeljochteile zueinander zu einer Dickenmessung des Bandes und/oder zur Korrektur des Meßwertes für die zu untersuchende Eigenschaft ausnutzen, nach Patent 1120591, dadurch gekennz e i c h n e t, daß bei einer starren Verbindung zwischen den Polschuhen (5) und den Rollen (3) des Oberjoches (1) ein Luftabstand zwischen den Rollen (3) und der Oberfläche des Bandes (6) vorgesehen ist, der mindestens einige Mikron beträgt und maximal gleich oder nur wenig größer ist als die größte Dickenänderung des Bandes (z. B. t 10 O/o) gegenüber dem Sollwert der Dicke.
2. Magnetisierungsdoppelrollenjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Dickenfühlers (8) der Abstand zwischen Oberjochhalterung (10) und Unterjochauflage (2) selbsttätig einregelbar ist.
3. Magnetisierungsdoppelrollenj och nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Widerstände der beiden Rückschluß strecken durch eine entsprechende Luftspaltverstellung zwischen den unteren Rollen (4) und den Polschuhen untereinander angeglichen werden.
4. Magnetisierungsdoppelrollenjoch nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenverband der Rückschlußjoche (1 und 2) quer zum laufenden Band starr und planparallel ist, wozu beispielsweise Querschrauben (9), Verklebung, eine zusätzliche Stirnversteifung (10) und eine isolierte Lagerung auf einem verwindungsfreien Rahmen dienen.
5. Magnetisierungsdoppelrollenjoch nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (19), aus denen die Rollen aufgebaut sind, mit Luftabstand oder mit einer festen Isolierschicht (20) über eine Achse geschoben sind und mittels einer Verschraubung (21) zu beiden Seiten der Achse so stark zusammengepreßt werden, daß die Achse unter einer sehr starken Zugspannung steht und ein Durchbiegen der Rolle vermieden wird oder gemindert wird, und/oder daß zur weiteren Erhöhung des Biegungsmomentes des Scheiben untereinander und mit der Achse noch mittels eines härtbaren Klebstoffes verklebt sind und daß die Oberfläche nachträglich geschliffen und geätzt ist.
6. Magnetisierungsdoppelrollenj och nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Rollenscheiben (19) aus magnetisch anisotropischem Material beim Aufreihen jede folgende Scheibe um einen kleinen Winkel versetzt wird, um die Anisotropien im Verband der Rollen zu mildern.
7. Magnetisierungsdoppelrollenj och nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen während des Bandbetriebes ohne Anhalten des Bandlaufes ausgewechselt werden können, indem sowohl das obere Rückschlußjoch mit seinen Rollen so weit gehoben wird, daß die Rollen mittels einer Achsenverlängerung (18) ohne anzustoßen seitlich herausgezogen und ausgetauscht werden können.
8. Magnetisierungsdoppelrollenj och nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen der beiden Rückschlußjoche (1) mit ihren Polschuhen aus einem hochpermeablen, verlustarmen Werkstoff, beispielsweise Mumetall, bestehen und daß die Rollenscheiben aus einem mechanisch widerstandsfähigen hochpermeablen, Werkstoff, z. B. Silizium-Eisen (Trafoblech), bestehen.
9. Magnetisierungsdoppenrollenjoch nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Magnetisierungswicklung (14) aus vier parallelgeschalteten Spulen (13) zwei Induktionswicklungen (5 und 16) auf je vier in Reihe geschalteten Spulen vorgesehen sind, von denen die eine Induktionswicklung (15) vorzugsweise zur Induktionsmessung und -regelung dient, während die andere (16) als Vergleichsspannung für einen Kompensations- oder Magnetisierungsverstärker zur Erzielung einer sinusförmigen Induktion nach bekannten Verfahren gewählt wird.
10. Magnetisierungsdoppelrollenjoch nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bandeinlauf zum Joch und - wenn nötig - auch nach dem Bandauslauf je ein Schutzkontakt (17) und dem Band (6) angebracht ist, der die Einschaltung des Magnetisierungskreises freigibt, solange sich ein Bandstück in der Meßstrecke befindet, und den Magnetisierungskreis unterbricht, sobald über dem Schalter ein Bandende anläuft.
11. Magnetisierungsdoppelrollenjoch nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Spulenkörpers im Bandraum mit einer Hartfaserplatte (14 a) gegenüber dem Band elektrisch isoliert ist und der Durchhang des Bandes dort seine Grenzen findet.