DE1270173B

DE1270173B - Magnetizing double roller yoke for alternating current to measure the magnetic properties of electrical steel in a continuous process

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.Magnetizing double roller yoke for alternating current to measure the magnetic Properties of electrical steel in a continuous process Addition to patent: 1 120 591 Patent 1,591 discloses a double roller yoke for magnetizing an electrical steel strip became known in the continuous process, in which the pole ends of the yoke with rollers are provided for the band, which are in a good flux-transferring arrangement to the pole ends with the rollers laminated in the same plane as the double yoke and wherein means are provided which are defined by the thickness of the magnetic tape given change in position of the double yoke parts to one another to a thickness measurement of the Tape and / or to correct the measured value for the property to be investigated take advantage of the magnetic state.

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. The lower rollers are fixedly mounted opposite the lower web. The upper web and in it the upper rollers are perpendicular to the belt in certain Limits z. B. resiliently adjustable and more or less weight-relieved. With this possibility of more or less hard contact between the belt and the rollers the thickness fluctuations resulting from the rolling compared to a target thickness, which can move from zero to about +10 0 / o, to load surges on the rollers lead, which can result in permanent deflection, so that a more even Belt passage is prevented, an inadmissibly high roller wear can occur and finally the belt passage is blocked. This can have the same effect in spurts have touching upper yoke if the upper yoke as a result of severe surface unevenness is raised and lowered again after running through the bad belt section, whereby when touching the roller, shocks cannot be completely avoided.

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. According to the invention, these disturbances are eliminated in that between between the upper roller and the belt, an air gap is maintained that some Micron is at most equal to or only slightly larger than the largest change in thickness of the tape (e.g.

+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.+ 10 ° / o) 10 ° / o) compared to the nominal thickness of the strip. Becomes technical this task is fulfilled in that with a rigid connection between the pole pieces and the roles of the upper yoke between the upper yoke holder and the lower yoke support the distance can be adjusted stepwise or continuously according to the respective target thickness is set.

Auch eine selbsttätig wirkende Vorrichtung kann zur laufenden Nachstellung des kleinen Luftspaltes z. B. mittels eines Dickenfühlers gesteuert werden. An automatically acting device can also be used for ongoing readjustment the small air gap z. B. can be controlled by means of a thickness sensor.

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. It can happen that the clearances above and below the Ribbon can be of different sizes and thus to different magnetic resistances To give reason. Compensation can continue by adjusting the air gap between the lower rollers and the pole pieces can be achieved. The storage of the lower Roles are carried out variably within small limits.

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. The return yokes must be stiff across the belt. Your deflection may only be a fraction of the air gap. According to a further training of the inventive concept secure cross bolts, gluing and additional front stiffening by means of plates of high electrical and magnetic resistance the association of Slats. It is also appropriate to use both the lower yoke and the upper yoke Isolated on a strong, torsion-free frame with the end faces put on and anchor the bearing blocks of the rollers there.

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. To further ensure a reliable run and correct measurement results some embodiments of the components are also decisive. The roles must have straight axes and roll-free surfaces. The roles may be compared Bend only a little or not at all towards the air gap. This will be done after further training of the invention by a high tensile stress in the axis, by gluing the screw rings with each other and with the axis and through a finest surface finish and a subsequent etching is achieved.

Die Anisotropie der Schraubenringe muß im Verband der Rolle durch eine geringe Winkeldrehung von Scheibe zu Scheibe genügend gemildert werden.The anisotropy of the screw rings must be in the association of the role a slight angular rotation from disk to disk can be sufficiently mitigated.

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. If rolls are bent during belt operation, stones continue of the tape run is desirable. The roles must be interchangeable. To this end the upper yoke with the upper rollers is first lifted so far that the rollers have a sufficient distance from the belt and then laterally by means of an axle extension can be pulled out and exchanged. Then by means of below to be applied Roll the running tape raised by the lower rollers so far that the lower Roles can be exchanged without problems.

Nach dem rückläufigen Rollenhub ist dann das Joch wieder betriebsfähig.After the receding roller stroke, the yoke is then operational again.

Beim Aufbau der Rückschlußjoche und der Rollen ist dem Material besondere Beachtung zu schenken. When building the return yokes and the rollers, the material is special To pay attention.

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.The inference must stretch the smallest possible magnetic resistance and have the smallest possible core losses. For this purpose, for example Mumetall used. For the pulleys, however, because of the shorter path length also because of the greater abrasion resistance, a material with greater magnetic properties Resistance and larger magnetic reversal losses, e.g. B.

Silizium-Eisen (Trafoblech), genommen werden.Silicon iron (transformer sheet).

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. The magnetizing winding divided into four groups, for example has four primary windings connected in parallel to ensure induction over the entire measuring section set as constant as possible, as well as four induction windings connected in series. According to a further embodiment, four more induction windings are added, either individually the equivalent voltages for one compensation amplifier each the reference voltage in the magnetization circuit of each magnetization group or in the back contact for a compensation amplifier in the magnetization circuit of the parallel connection of the primary coils. Optionally, the compensation amplifiers can also be used Magnetization amplifier to be replaced. They ensure sinus induction.

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. A protective measure has been found to expand the invention Overloading of the magnetization circuit before the strip entry, after the strip exit or when the tape tears as expedient. For this purpose z. B. a circuit breaker in front of the inlet and - if necessary - after the outlet under the belt, with which the interruption of the magnetizing circuit is activated when there is no tape is in the measuring section.

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. To avoid mechanical stress effects with changes in loss, a certain slack is allowed in the yoke between the two pairs of rollers. The metallic coil body must not be touched. The soil will therefore laid out with a hardboard.

Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele zur Erläuterung wiedergegeben. In the following some exemplary embodiments are given for explanation.

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. 1 shows the diagram of the upper and lower yoke 1 and 2 with the associated pairs of rollers 3 and 4. Between pole pieces and the rollers the air gap 5 can be seen. The continuous belt 6 lies on the lower rollers 4 on.

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.In contrast, for example, between the upper rollers 3 and the belt 6 each maintained an air gap of a few microns, which is caused by the z. B. mechanical Thickness sensor 8, which rolls on the surface of the belt free of stress, controlled will.

Die Verstellung des Abstandes der unteren Rollen 4 von den Polschuhen des Unterjoches 2 ist lediglich durch Pfeile angedeutet. Adjusting the distance between the lower rollers 4 and the pole pieces of the lower yoke 2 is only indicated by arrows.

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. The fixed distance setting between the upper yoke and the lower yoke can z. B. in addition to the weight relief spring 12 achieved by stepped spacers will. The constant distance adjustment can be made by means of the guide rods 11 and the force acting on them (arrow) of a hydraulic or mechanical or electrical lifting and lowering system.

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. The limited vertical adjustment of the upper rollers in the pole piece of the upper yoke can be solved structurally by a bearing clearance. The storage is however in Fig. 1 not particularly drawn.

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. The transverse reinforcement of the upper yoke is through the screw connection 9 and the end plates 10 indicated. In addition, the lamellar strips are still glued together. The upper return yoke 1 is supported by four vertical, with little play double-mounted rods 11, for example from below over a suspension 12 hydraulically, electrically or mechanically adjustable in height are. The transverse stiffening of the lower yoke is in the same way as that of the Oberjoches carried out, in the F i g. 1, however, is not particularly emphasized. the torsion-free support of the lower yoke 2 on the lower frame is through the Hatching indicated. The torsion-free frame of the Oberjoches 1 is the sobriety because of being omitted.

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. The magnetizing coil set 13 has the subdivision, for example in four groups. In one of these groups, the magnetizing coils 14, the induction winding 15 and the induction compensation winding 16 indicated. If necessary, earth shields are placed between the windings.

Mit dem Endschalter 17 ist die Sicherung des Magnetisierungskreises gegen eine bandlose Meßstrecke versinnbildlicht. The limit switch 17 is used to secure the magnetization circuit symbolized against a tape-less measuring section.

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. To ensure good strain relief and electrical insulation is the bottom of the coil set 13 for example with a fiberglass plate14s proven low coefficient of friction. This will increase the internal slack of the belt limited.

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. Fig.2 shows a step through a roller with the most non-magnetic Axis 18, the disk package 19 (material for example Trafoperm N 2), the insulating tube 20 between the disk pack and the axle as well as the screw connections 21. Under a high one Tensile stress of the axis, the screw collar 21 is screwed tight, so that after removal the pretensioning device, the disk pack is so much under pressure that it cannot bend. The surface of the roll is sanded and subsequently etched. Before pressing, the adhesive is placed between the panes.

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. F i g. 3 shows schematically an exchange device for the rolls while the tape is running. The upper yoke 22 with the rollers 23 and the belt 24 with the Auxiliary rollers 25 are raised. The The roller axis is extended by a long handle 26 screwed on.

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. 4 shows a circuit for a magnetizing coil with a compensation amplifier 27. Its input voltage 28 as the voltage difference between generator voltage 29 and the induction voltage 30 of the second induction winding is electrically separated from the magnetization circuit. This has the advantage of being separated Earthing of the two circles and a favorable free choice of the gain factor given.

Claims

Claims: 1. Magnetizing yoke in double roller design for measuring the magnetic properties of electrical steel in a continuous process, wherein the pole ends of the yoke are provided with rollers for the band, which are in a well-connecting arrangement to the pole pieces, the rollers in the same plane as the double yoke are laminated and means are provided are the change in position of the double yoke parts given by the thickness of the magnetic tape to each other to measure the thickness of the strip and / or to correct the measured value exploit for the property to be investigated, according to patent 1120591, thereby marked e i c h n e t that with a rigid connection between the pole pieces (5) and the rollers (3) of the upper yoke (1) an air gap between the rollers (3) and the Surface of the tape (6) is provided, which is at least a few microns and is at most equal to or only slightly greater than the greatest change in thickness of the strip (e.g. t 10 O / o) compared to the nominal value of the thickness.

2. magnetizing double roller yoke according to claim 1, characterized in that that by means of a thickness sensor (8) the distance between the upper yoke holder (10) and lower yoke support (2) can be adjusted automatically.

3. Magnetizing double roller yoke according to claims 1 and 2, characterized in that the magnetic resistances stretch the two yoke by adjusting the air gap between the lower rollers (4) and the pole pieces are aligned with one another.

4. magnetizing double roller yoke according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the lamellar association of the return yokes (1 and 2) transversely to the current The tape is rigid and plane-parallel, including, for example, transverse screws (9), gluing, an additional forehead reinforcement (10) and an insulated storage on a torsion-free Serve framework.

5. magnetizing double roller yoke according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the discs (19) from which the rollers are constructed with Air clearance or pushed over an axis with a solid insulating layer (20) are and so strongly pressed together by means of a screw connection (21) on both sides of the axis be that the axle is under very strong tensile stress and sagging the Role is avoided or diminished, and / or that to further increase the bending moment of the discs with each other and with the axis still by means of a curable adhesive are glued and that the surface is sanded afterwards and is etched.

6. Magnetizing double roller yoke according to claims 1 to 5, characterized in that the roller disks (19) consist of magnetically anisotropic Material is offset by a small angle when lining up each subsequent disc, to mitigate the anisotropies in the association of the rollers.

7. magnetizing double roller yoke according to claims 1 to 6, characterized in that the rollers during the belt operation without stopping the Belt run can be replaced by both the upper yoke with its roles is raised so far that the roles by means of an axis extension (18) can be pulled out to the side and exchanged without bumping into it.

8. Magnetization double roller yoke according to claims 1 to 7, characterized in that the lamellae of the two return yokes (1) with their Pole pieces made of a highly permeable, low-loss material, for example mu-metal, consist and that the pulleys are made of a mechanically resistant, highly permeable, Material, e.g. B. silicon iron (transformer sheet) exist.

9. magnetization double roller yoke according to claims 1 to 8, characterized characterized in that in addition to the magnetization winding (14) from four parallel-connected Coils (13) two induction windings (5 and 16) on four each connected in series Coils are provided, one of which is preferably an induction winding (15) for induction measurement and regulation, while the other (16) serves as a reference voltage for a compensation or magnetization amplifier to achieve a sinusoidal Induction is chosen according to known methods.

10. magnetizing double roller yoke according to claims 1 to 9, characterized in that before the belt inlet to the yoke and - if necessary - also a protective contact (17) and the belt (6) are attached after the belt exit, which enables the activation of the magnetization circuit as long as there is a piece of tape located in the measuring section, and interrupts the magnetization circuit as soon as over the end of the tape starts up at the switch.

11. magnetizing double roller yoke according to claims 1 to 10, characterized in that the bottom of the bobbin in the band space with a hardboard (14 a) is electrically isolated from the tape and the slack of the tape there finds its limits.