DE2264129A1

DE2264129A1 - Vorrichtung zum messen einer flaechenverringerung eines werkstuecks und steuereinrichtung fuer eine walzstrasse mit einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE2264129A1
Application number: DE2264129A
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Hamazaki; Yutaka Yoshitani
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1973-07-12
Also published as: JPS5141860B2; US3862558A; JPS4873356A

Description

1. Nippon Steel Corporation, Tokyo / Japan

2. Mitsubishi Ponki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Vorr3.chturg...zum Messen einer Flächenverrin^erimg eines Werkstücks und SteuereInrtchtimp; für eine Walzstraße mit einer solchen Vorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mof/se einer Flächenverrin^erung eines V/orkstüokes in einer Walz straße, welche umfaßt: ein V/alk,»,orUöt., ein elektrisch lei tendes und im V/alzüerüüi; govalzto.s Vv'oi'kßtück, elekti'omagnetische Spulen, Vielehe mit dam Walzte rust verbunden und

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ansprechend auf das durchlaufende Werkstück in ihrer Induktivität veränderbar sind, sowie eine Einrichtung zum Feststellen einer Änderung der Induktivität der elektromagnetischen Spulen, und ferner auf eine Steuereinrichtung für eine Walzstraße mit einer derartigen Vorrichtung.

Bei herkömmlicheil Walzen in einer Bandstahlstraße konnte ein Meßgerät zum Erfassen der Dicke dazu verwendet werden, daß ein durch jedes Walzgerüst der Walzstraße laufendes Blechmaterial in seiner Flächenverringerung aufgrund der vom Meßgerät erfaßten besonderen Dickenabmessung ausgerichtet v/erden kann. Jedoch v/eisen Metalle wie Reifenstahl einen komplizierten Querschnitt auf, so daß die Querschnittsfläche und das Profil bis jetzt nur schwer festgelegt werden konnten. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, wurde bereits die Verwendung einer elektromagnetischen Spule vorgeschlagen, durch welche ein stangenförmiges Metall geführt wird, wie in der Offenlegungsschrift 2 020 749 beschrieben ist. Gernäß der genannten Offenlegungsschrift kann e in zu messender leitfähiger Körper durch eine elektromagnetische Spule geführt werden, um deren Induktivität zu ändern. Diese Änderung in der Induktivität der Spule ist ein Maß für den Querschnitt des leitfähigen Körpers. Bei dieser Messung wurden jedoch verschiedene Probleme festgestellt. Beispielsweise rief eine Änderung der Querschnittsfläche des leitfähigen Körpers nur eine geringe Änderung der Induktivität der messenden Spule hervor, während sich auf die Messung selbst verschiedene Faktoren störend auswirken, beispielsweise eine Änderung des Querschnittsprofils des leitenden Körpers, die nicht durch die Mitte der Spule gehende Anordnung des leitfähigen Körpers, usw. Weiterhin war es erforderlich, die Stabilität eines dabei verwendeten Hochfrequenzoszillators beträchtlich zu erhöhen, wenn man versuchte, die Querschnittsfläche des leitfähigen Körpers direkt zu messen. Zu dem war es unter anderem erforderlich ,die Querschnittsfläabe dos leitfähigen Körpers in Betracht zu ziehen.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung , eine verbesserte Vorrichtung zum Messen der Größe einer Flächen-

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verringerung eines in einer Walzstraße zu walzenden, elektrisch leitfähigen V/erIrStückes mit hoher Meßgenauigkeit zu schaffen, wobei eine Änderung der QuerschnittGflache des elektrisch leitfähigen Materials aufgrund des Walzvorgangs in ,einer Wal zstraße genau festgestellt wird, d.h. der Unterschied oder das Verhältnis von Quersehnittsflächen des Werkstückes wird während, vor und nachdem Walzvorgaig gemessen.

Eine v/eitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zum genauen Messen einer Flächenveränderung., d.h. der Unterschied oder ein Verhältnis der Fläehenverringerung eines Reifenstahles mit kompliziertem Querschnittsprofil werden vor und nach dem Walzvorgang in einer Walsstraße gemessen.

Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine .verbesserte Meßvorrichtung zu schaffen, welche auf der Grundlage einer Änderung der Induktivität einer zum Messen der Flächenverringerung verwendeten elektromagnetischen Spule arbeitet, wobei weder eine Änderung des Querschnittsprofils des Werkstückes, die Anordnung desselben außer "der Mitte der Spule und dergleichen im wesentlichen keinen Einfluß haben.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Meßvorrichtung für die Flächenveränderung eines in einer Walzstraße gewalzten Werkstückes zu schaffen, wobei eine Meßabweichung aufgrund der Unstabilität einer von einem Hochfrequenzoszillator, welcher zum Messen einer Änderung der Induktivität der zugeordneten elektromagnetischen Spule verwendet wird, erzeugten Sehwingungsfrequenz nur gering ist. Schließlich liegt der vorliegenden Erfindung die v/eitere Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Steuereinrichtung zum Steuern einer Walzstraße zürn Walzen eines Werkstückes mit kompliziertem Querschnilttsprofil zu schaffen, wobei die Steuereinrichtung sehr genau und aufgrund eines Viertes der Flächenverringerung des Werkstückes arbeitet, welcher durch die vorgenannte Meßvorriehturig gegeben ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der· ein-

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gangs' beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die elektromagnetischen Spulen jeweils paarweise auf der Zuführ- 'und Abführseite der Walzgerüste koaxial zur Bewegungsrichtung des Werkstückes angeordnet sind und daß eine Einrichtung zum Messen einer Flächenverringerung des Werkstückes anhand der Änderungen der Induktivität der elektromagnetischen Spulen vorgesehen fet.

Die Einrichtung zum Messen einer Flächenveränderung kann vorzugsweise einen Ilochfrequenzoszillator mit jeder der elektromagnetischen Spulen umfassen, dessen Schwingungsfrequenz sich ansprechend auf den DuI^-1ChIaUf des Werkstückes durch die zugeordnete Spule verändert, während eine Einrichtung zum Erzeugen einer Differenz oder eines Verhältnisses zwischen den Änderungen der Schwingungsfrequenzen dazu vorgesehen ist, ein Maß für eine Differenz oder ein Verliältnis zwischen den Querschnittsflächen des Werkstückes in der Ebene der elektromagnetischen Spulen zu geben.

Im folgenden wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeIgQi

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer Vorrichtung zum Messen einer Querschnittsfläche eines elektrisch leitenden Körpers, zur Verwendung bei dieser Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Messen der Differenz zwischen der Dicke eines in einem Walzgerüst gewalzten Werkstückes vor und nach dem Walzvorgang gemäß der Erfindung, und unter Anwendung eines Überlagerungsverfahrens;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Messen eines Verhältnisses zwischen der Dicke eines in einem Walzgerüst gewalzten Werkstückes vor und nach dem Walzvorgang gemäß der Erf ind.-ijp,, u_;,d unter Verwendung einer Impedanzbrücke;

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Pig. .4 eine Ansicht ähnlich Pip;. 5* jedoch mit der Darstellung eines weiteren Ausüihrungsbeißpiels der Erfindung unter Anwendung ein es Überlagerimgsverf ahrens und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Bandctahlwalzstraße unter Verwendung der in Fig. 4 gezeigten Anordnung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden nun zur näheren Erläuterung der Erfindung die Grundprinzipien einer hierbei verwendeten Vorrichtung zum Messen einer Querechnittsflache eines Körpers aus elektrisch leitendem Material erläutert. Die dargestellte Anordnung umfaßt eine elektromagnetische Spule 10, einen Körper aus elektrisch leitendem Material 12, welcher durch die Spule 10 geführt ist, ohne diese tatsächlich zu berühren. Ein Hochfrequenzoszillator 14 wirkt mit der Spule 10 so zusammen, daß ein Hochfrequenzmagnetfeld mit einer Frequenz f um die Spule 10 aufgebaut wird. Nur zum Zwecke einer klareren Darstellung wird nun angenommen, daß die elektrisch Ie itenden Körper 12 keine magnetischen Eigenschaften haben und eine elektrische Leitfähigkeit von cA . Falls der Körper 10 aus magnetischem Material besteht, kann er auf eine Temperatur oberhalb seiner Curie-Temperatur gebracht werden, so daß er nicht magnetisch ist. Aufgrund seines Skineffektes kann das Hochfrequenzmagnetfeld in dem leitenden Körper 12 bis zu einer Tiefe ο (vgl. Fig. 1) eindringen, was durch die folgende Gleichung zum Ausdruck gebracht wird

wobei: cO = Winkelfrequenz des Hochfrequenzmagnetfeldes

gleich dessen Frequenz £ multipliziert mit

Il = Permeabilität des Materials des Körpers 12

unter der angenommenen Voraussetzung, gleich 4 T.10"' Henry/Mo ter.

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Aus der obigen Gleichung wird deutlich, daß die Eindringtiefe

ö vernachlässigbar klein ist, wenn die Frequenz f_ genügend stark erhöht wird. Das bedeutet, daß das Hochfrequenzinägnet- feld bei dem leitenden Körper 10 wegen des Skineffekts im wesentlichen vollkommen ausser acht gelassen werden kann, wenn die Frequenz f_ genügend erhöht wird. Unter diesen Umständen verändert die Spule 10 ihre Äquivalentinduktivität. Es wird angenommen, daß die Eindringtiefe ο vernachlässigbar klein ist, so daß die Induktivitätsänderung der folgenden Relation entspricht:

Δ L = A

to<

Lo \ So /

wobei: Lo = Induktivität der Spule 10, durch welche sich

kein leitender Körper erstreckt.

L = Induktivitätsänderung der Spule 10 wegen des

sich durch diese erstreckenden leitenden Körpers,

So = Querschnittsfläche der Spule 10,

S., = Querschnittsfläche des leitenden Körpers 12,

A = Konstante, bestimmt durch die Form der Spule

<>i = weitere Konstante, bestimmt durch die Form der Spule 10.

Daraus ist ersihtlich, daß eine Änderung der Induktivität der Spule 10 gemessen werden kann, wodurch die Querschnittsfläche des leitenden Körpers 12 in der Ebene der Spule 10 bestimmt wird.

Während der sich durch die Spule 10 erstreckende leitende Körper 12 als aus nichtmagnetischem Material bestehend beschrieben wir do,' kann er aus magnetischem Material hergestellt sein, soweit seine Permeabilität im wesentlichen unverändert bleibt, verglichen mit einem für Kalibrierzwecke verwendeten Vergleichskörper.

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Nähere Angaben sind der deutschen Offenlegungsschrift 2 020 die im vorhergehenden bereits genannt wurde., zu entnehmen. Weiterhin sind Strömungsmesser, bei welchen die Anordnung aus Fig. 1 verwendet wird, in der deutschen Auslegeschrift 2 03.6 567 näher beschrieben und beansprucht.

Die in Fig. 1 dargestellt e Anordnung kann eine Querschnittsfläche jedes beliebigen elektrisch leitenden Körpers wirksam bestimmen, auch wenn dieser ein kompliziertes Querschnittsprofil aufweist. Jedoch hat die Verwendung einer derartigen Anordnung zum Bestimmen der Querschnittsfläche elektrisch leitender Körper verschiedene Probleme mit sich gebracht. Beispielsweise rief eine Änderung der Querschnittfläche des leitenden Körpers nur eine sehr geringe Änderung der Impedanz der Spule hervor. Weiterhin konnte eine Änderung des Querschnittsprofils des leitenden Körpers, die Anordnung desselben außerhalb der Mitte der Spule, und dergleichen auf die Änderung der Impedanz der Spule Einfluß nehmen. Um die Querschnittsfläche direkt zu messen, ist es zu-dem erforderlich, die Stabilität eines dabei verwendeten Hochfrequenzoszillators beträchtlich zu erhöhen und zudem das Querschnittsprofil der zu messenden elektrisch leitenden Körper in Betracht zu ziehen.

Erfindungsgemäß werden diese Probleme in wirksamer und einfacher V/eise gelöst. Gemäß den Grundideen der Erfindung ist ein Paar elektromagnetischer Meßspulen jeweils auf der Zufuhr- und Abführseite eines Walzgerüstes einer Bandstahlwalzstraße angeordnet, und ein zu walzendes Werkstück befindet sich in einer solchen Lage, daß es durch beide Spulen läuft. Darm wird die Anordnung aus Flg. 1 ,zur Bestimmung der Größe einer Flächenverringerung dec Werkstückes im Walzgerüst verwendet, genauer gesagt zur Bestimmung einer Differenz oder eines Verhältnisses zwischen Querschnittßflüchen desselben vor und nach dem Durchlauf durch das Walzgerüst. Somit wird erfindungsgemäß nicht direkt ein absoluter Viert der Querschnittsfläche des Werkstückes gemessen,

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eier Erfindung, bei . welchem

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eine Differenz zwischen einer Querschnittsfläche eines Werkstückes vor dem Walzvorgang und nach dem Walzvorgang unter Anwendung eines Überiagerungsverfahrens gernessen wird. Die dargestellte Anordnung umfaßt ein Walzgerüst, welches durch ein Paar Arbeitswalzen 16 dargestellt ist, und ein Paar elektromagnetischer Meßspulen 10 und 18, die koaxial auf der Zuführ- und Ab führ.sei te der. Walzgerüstes 16 angeordnet sind. Ein zu xvalzendes Werkstück 12 läuft zunächst durch die Spule 10 auf der Zuführseite des Walzgcrüstes 16 und dann zwischen don Arbeitswalzen 16 hindurch, zwischen v/elchen das Werkstück in seiner Dicke auf das gewünschte Haß verringert wird. Anschließend durchläuft das gewalzte Werkstück 12 die Spule 1_8 auf der Abführseite des Walzgerüstes 16.

Die Spule 10 bildet einen Teil eines Hochfrequenzoszillators 20, welcher normalerweise eine vorgegebene unveränderte Frequenz f -.erzeugt. In gleicher Weise bildet die Spule 18 einen Teil eines anderen Hochfi'equenzoszillators 22, welcher normalerweise eine vorgegebene unveränderte Frequenz f _o erzeugt. Das Werkstück 12 tritt in die Spult¹ 10 ein, wodurch deren- Induktivität so verändert v;ird, daß die Schwingungsfrequenz des Oszillators 20 sich von ihrem Wert f auf einen Wert f . + Λ f, ,verändert.

—ο ~-ol —1

Tritt das Werkstück 12 in die Spule 18 ein, so wird der Oszillator 22 in gleicher Weise von einer Frequenz £ ρ zu einer Frequenz +Δ £_2 verändert.

Die hohe Frequenz von f , +A i\ des Oszillators 20, wie auch die

-Oi —J.

Frequenz f ₂ + Λ £o "es Oszillators 22, wird an einen überlagernden konvertierenden Übertrager 2)\ angelegt. Der überlagernde konvertierende Übertrager 24 umfaßt ein Paar Oszillatoren zum Erzeugen (3er Frequenzen f , bzw. fp , eine Überlagerungseinrichtung zum Erzeugen einer Differenzfrequenz zwischen den Frequenzen Ht⁺A ii ^un<^ f ι * d.h. eine Frequenz von /if. und zum Erzeugen einer Differenzfrequon·-.; tS f_o zwischen den Frequenzen £ _o + A f_o und f_,^, Sü'iie eine ν.^τ·'^νί terc Ü].)cr].;-.g~rungsoinri.chtung zum Erzeugen einer Differ -enzfro-.: ucji:'.^ f_, - _c\ f_o aus den überlagerten

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Frequenzen A ί\ + f_o* auch wenn diese Komponenten nicht dargestellt sind. Die Differenzfrequonz/4 £n - ^ £.₂ ^{V7ird an einen} Frequenzr^annungsurnforrner 26 geleitet, vjo sie in eine entsprechende Spannung umgewandelt wird.

Das Verhältnis zwischen der CJuersohnlttsfläche des Werkstücks 12 in der Ebene der Spule .10 auf der Zuführseite des Walzgerüstes 16 und der vom Oszillator 20 kommenden Schwingungsfrequenz kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

⁸Ml = B₁

^Sol ^fol

wobei B-, eine Konstante ist. In gleicher VJeise gilt für die Spule l8 auf der Abführseite des Walzgerüstes 16 die folgende Gleichung:

^SM2 = B₂ 4^f?

⁸o2 ^fo2

wobei B₂ eim Konstante ist. Die Differenzfrequenz Αί\-Α.χ_₂ j die durch don überlagernden konvertierenden Übertrager 2h gebildet wird, wird durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt:

A T₁ -	Λ	ί₂ -	^fol	^fol ^Bi~ "	_^M1_ ⁸Ol	^foP _ _	!■'Ϊ2
		-	^Ba	κ (s_M1 -	^SM2^		^So2
v/ob ei K		i	^fo2	χ
⁸Ol	B₂

Es liegt nun auf der Haiui., daß f ,, i'_n-, ß ι und 3 _o so- vci-bostimmt werden können, daß sie der feisenden Gleichung ent-'procheii;

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f 1 f

¹Ol = o2

^Bl ^Sol ^B2 ^So2

Aus diesem Grund ist die vom Frequenz spann ungs-urnformer 26 abgegebene Spannung proportional zur Differenzsparmung (^f-, -Δ f ) und stellt ein Maß für die Differenz in der Quorschnitfcö··- f lache des Werkstückes 12 vor und nach dem VJaI ζ Vorgang dar.

Die Anordnung aus Fig. 2 bildet eine Differenz zwischen den Schwingungsfrequenzen vor und nach dem Walzen des Werkstückes, weshalb die Flächenverringerung des Werkstückes mit ganz geringen Abweichungen aufgrund der vorgenannten Faktoren bestimmt werden kann.

Bei der Anordnung aus Fig. 2 weist jeder Oszillator eine Frequenzänderungsrate von Af/f auf, die sehr gering ist und

-"3 -4

zwischen 10 ^ und 10 liegt. Will man nun versuchen einen absoluten V/ert für eine Querschnittsfläche eines Werkstückes zu erhalten, so müssen die verwendeten Meßvorrichtungen in hohem Maße stabilisiert werden, was in einer Umgebung wie einer Walzstraße sehr schwierig ist. In dieser Umgebung kann eine Vorrichtung wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, wirksam dazu verwendet werden, die Auswirkungen einer Änderung einer hohen Schwingungsfrequenz auf ein Mindestmaß zurückzuführen, welche an die zugeordnete elektromagnetische Spule abgegeben wird, sowie die Auswirkungen einer Änderung der nach dem MeßVorgang zugeführten Spannung.

Die in Fig. ^l\ dargestellte Anordnung umfaßt ein Paar elektromagnetische Spulen 10 und 18, die bezüglich eines Walzstraßen-· gerüstes 16 in gleicher Weise wie die in Verbindung mit; Flg...' beschriebenen Spulen angeordnet sind, sowie einen Regelwider-· stand 28, wolchc.-r an einem Ende quer zu den Spulen 10 und lH angeschlossen ist. Die· anderen linclrn der beiden Spulen 10 un·; iS sind geerdet, während ein Abgriff auf dem Rogeüvvlder::. 1··υ.ι·ι *.'·'!

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an einem Ende eines Abgleich detektors 30 verbunden ist, welcher seinerseits am anderen Ende geerdet ist. Somit bilden die Spulen 10 und l8 mit dem Regelwiderstand 28 eine Impedanzbrücke, welche von einer Hochfrequenzquelle 32 gespeist wird, die quer zum Regelwiderstand 28 angeschlossen ist. Die Frequenz der Quelle 32 kann entsprechend der Qtierschnittsfläche des jeweiligen zu wal zenden Werkstückes vorbestimmt · v/erden. Es hat sich gezeigt, daß die Frequenz der Quelle 32 zwischen 100 kHz und 5 Mega--Hz bei zufriedenstellendem Ergebnis liegt.

Dei der Anordnung aus Fig. 3 wird das Verhältnis zwischen einer Querschnittsflüche des Werkstückes in der Ebene der Spule 10 und der Querschnittsfläche in der Ebene der Spule 18 aus einem Verhältnis zwischen beiden Teilen bestimmt,- in weiche der Gesamtwiderstand des Regelwiderstandes 28 durch den Abgriff auf diesem geteilt wird, wenn sich die Impedanzfcrücke in abgeglichenem Zustand befindet.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welchem ein Verhältnis der Querschnittsfläche eines zu walzenden Werkstückes durch ein Überlagerungsverfahren bestimmt wird. Dabei ist ein Paar Oszillatoren 20 und 22 vorgesehen, die gleich denen aus Fig. 2 sind, nur mit der Ausnahme, daß beim Fehlen eines Werkstückes in den zugeordneten Spulen 10 und 18 eine gemeinsame Frequenz T^ erzeugt wird. Ein ^ezugsfrequensgenerator 34 gibt an ein Paar überlagernder konvertierender Übertrager 24' und 24" eine Bezugsfrequenz ab , welche gleich der gemeinsamen Frequenz f ist, wobei an die überlagernden konvertierenden Übertrager 24' und 24" jeweils die von dein Oszillatoren 20 bzw. kommenden Frequenzen angelegt werden.

Bei der Anordnung aus Fig. 4 durchläuft das Werkstück 12 die Spule 10, wodurch eine Änderung der Schwingungsfrequenz um einen Wert A f, im zugeordneten Oszillator 20 bewirkt wird, v/obei der Wert „Δ f, seinerseits vom überlagernden konvertierenden Übertrager 24'. festgestellt wird. In gleiche-r Weise bewirkt dar- durchlaufende gewalzte Werkstück 12 durch die Spule 18 eine Fr·-: .mei·-::-

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änderung Δ ί"₂ des zugeordneten Oszillators 22. Diese Frequenzänderung wird vom überlagernden konvertierenden Übertrager 24" festgestellt. Dann werden diese von den überlagernden konvertierenden Übertragern 24' und 24" festgestellten Frequenzänderungen zu einer Teilereinrichtung J>6 ge "feitet, in welcher das VerhältnisA f₂/ A ί_χ gebildet wird. Da die Beziehung Af₂/ ^f₁ = k S_M2/S_M1 ist, wobei k eine Konstante ist, stellt das Ausgangssignal der Teilereinrichtung 36 ein Maß für das Verhältnis der Querschnittsfläche des Werkstückes auf der Zuführseite zur Querschnittsfläche des Werkstückes auf der Abführseite des Walzgerüstes 16 dar.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in welcher eine Steuereinrichtung zur Verwendung in einer kontinuierlichen Bandstahlwalzstraße dargestellt ist, welche sowohl die Walzgeschwindigkeit als auch die Flächenverringerung des Blechstreifens auf jedem Walzgerüst unter Verwendung der Anordnung aus Fig. 4 steuert, In Fig. 5 ist die Bandstahlwalzstraße unter der allgemeinen Bezugsziffer 50 dargestellt, und umfaßt eine Vielzahl V/alzgerüste die hintereinander angeordnet sind, von denen jedoch nur drei dargestellt und mit "GERÜST i", "GERÜST II" und "GERÜST III" bezeichnet·sind. Jedes dieser Walzgerüste umfaßt ein Paar Arbeitswalzen 16, in welchen die Fläche eine?nacheinander durch die verschiedenen Walzgerüste laufenden Werkstückes 12 in gewünschter V/eise verringert wird, sowie einen Mechanismus 52 zum Erfassen der Anstellposition an den Arbeitswalzen 16 und zum Steuern derselben, und einen Mechanismus 54 zum Erfassen der Walzgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 17 und zum Steuern derselben.

Zum Zwecke einer vereinfachten Darstellung sind die Detektoren und Steuereinrichtungen nicht dargestellt. Weiterhin ist jeweils eine Anordnung aus Fig. 4 jedem der Walzgerüste in wirksamer Weise zugeordnet, wobei ein einziger Bezugsfrequenzgenerator >'l an alle überlagernden konvertierenden Übertrager 24' und 2V angeschlossen ist. Alle Mechanismen 52 zum Erfassen der Anstellposition, Mechanismen ^cj^!i aim Erfassen der Walzgeschwindigkeit und

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Teilereinrichtungen J6 sind an einem programmierten Steuerdigitalrechner 56 angeschlossen.

Ein Werkstück 12 wird nacheinander und abwechselnd durch die Spulen und Walzgerüste geführt, während der Steuerrechner 56 die jeweiligen Daten für jedes der Walzgerüste l6 erhält, welche von dem zugeordneten Mechanismus 52, dem Mechanismus 54 und der Teilereinrichtung ~$6 zum Steuern des VJaI ζ Vorgangs abgegeben werden, wobei dies nach dem Gesetz verläuft, daß ein-Masse· fluß für das Werkstück 12 durch die gesamte Walzstraße 50 konstant erhalten wird. Genauer gesagt, es wird angenommen, daß auf Jedem Walzgerüst S-,, urd S„p die Querschnittsflächen des Werkstückes an der Zuführ- bzw. Abführseite darstellen, so daß V, und Vp die Zufuhr- bzw. Abführgeschwindigkeiten desselben zeigen, wobei der WalζVorgang so gesteuert werden soll, daß er folgender Gleichung entspricht:

^SM1^V1 ^{= S}M2^V2

Palis die v/irksam mit einem Walzgerüst verbundene Teilereinrichtung 36 feststellt, daß sich die Querschnittsfläche an der Zufuhr seite von einem Wert S^, aus irgend-einem Grund auf einen Wert S' verändert hat, so steuert das Rechenwerk 56 den zuge

Hi
ordneten Mechanismus 52 für den Anstellwinkel und/oder den Mechanismus 5^ für die Walzgeschwindigkeit so, daß die Drehgeschwindigkeit oder der Querschnitt auf dem Walzgerüst einer der beiden folgenden Gleichungen entspricht:

ν = - V

2 . _q ^Vl

^faM2

oder V₁

^DM2 * ^DM1
2

wobei V, und V₀ vom zugeordneten Mechanismus 5^ für die Walzgesehwind igke it abgegeben und damit bekannt sind. Auf diese Weise

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wird"das Werkstück In stabiler und fortlaufender Weise in den aufeinanderfolgenden Walzgerüsten gewalzt.

Die Steuereinrichtung wurde in Verbindung mit der Vorrichtung aus Fig. 4 beschrieben und dargestellt, jedoch ist es offensichtlich, daß die Steuereinrichtung auch in v/irksamer V/eise mit jeder anderen Meßvorrichtung für die Flächenverringerung verbunden werden kann, beispielsweise mit der Vorrichtung aus Fig. 2 und J.

Zusammenfassend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung, in welcher zwei Meßspulen auf der Zuführ- und Abführseite eines Walzgerüstes angeordnet sind, durch Vielehe ein elektrisch leitendes Werkstück läuft. Ein Oszillator, v/elcher eine der Spulen aufweist., spricht auf den Durchlauf des Werkstückes durch die zugeordnete Spule so an, daß seine Schwingungsfrequenz geändert wird. Eine Differenz zwischen Frequenzänderungen beider Oszillatoren, oder ein Verhältnis zwischen diesen, wird gemessen, so daß man ein Maß für eine Differenz oder ein Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen des Werkstückes in den Ebenen beider Spulen erhält. Hierbei wird auch auf die folgenden Patentanmeldungen verwiesen: deutsche Offenlegungsschrift 2 020 749 ( US-Anmeldung 32 551) und deutsche Offenlegungsschrift 2 016 567 ( US-Anmeldung 25 668).

Auch wenn die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und dargestellt wurde, so liegt es doch auf der Hand, daß zahlreiche Änderungen und Modfizierungen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

( 1.) Vorrichtung zum Messen einer Flächenverringerung eines vierkstückes in einer Walzstraße, welche umfaßt ein Walzgerüst, ein elektrisch leitendes und im Walzgerüst gewalztes Werkstück, elektromagnetische Spulen, welche mit dem Walzgerüst verbunden und ansprechend auf das durchlaufende Werkstück in ihrer Induktivität veränderbar sind, sowie eine Einrichtung zum Peststellen einer Änderung der Induktivität der elektromagnetischen Spulen, dadurch gekennzeichne t , daß die elektromagnetischen Spulen (10, 18) jeweils paarweise auf der Zuführ- und Abführseite der Walzgerüste (16) koaxial zur Bewegungsrichtung des Werkstückes (12) angeordnet sind, und daß eine Einrichtung zum Messen einer Flächenverringerung des Werkstückes (12) anhand der Änderungen derlnduktivität der elektromagnetischen Spulen (10,18) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen der Flädienvaringe eine Vrai!chtung~ (24) auftoeist,welche eine Differenz zwischen Querschnittsflächen des Werkstückes (12) in der Ebene der elektromagnetischen Spulen (10, 18) feststellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieEinrichtüng zum Messen der Flächenverringerung eine Vorrichtung (10, 18, 2.8, JO, JS; 24', 24", ^4, zum Feststellen eines Verhältnisses zwischen Querschnittsflachen des Werkstückes (12) in der Ebene der elektromagnetischen Spulen (10, 18) aufweist.

h . Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 5> dadurch g e k e η η ζ e ich net, daß ein erster Oszillator (20) mit einer der elektrornapjnetischen Spulen (10) vorgesehen ist, dessen Schwirißungß.frequGn^ sich mit der Induktivität uer einen elektromagnetischen Spule (10) ändert, daß ein sweiter Oszillator (22) mit der anderen elektromagnetischem Spj Ic5 (Vo) vorgesehen ist,

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dessen Schwingungsfrequenz sich mit der Induktivität der zugeordneten Spule (l8) ändert, sowie eine Einrichtung (24,26) zur Feststellung einer Flächenverringerung des Werkstückes (12) durch das V/alzgerüst (l6) aufgrund von Änderungen der Induktivität beider elektromagnetischen Spulen (10, l8).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Feststellen der Flächenverringerung einen überlagernden konvertierenden Übertrager (24) mit einem Paar normalerweise gleiche Schwingungsfrequenzen wie der erste bzw. zweite Oszillator (20 bzw. 22) aufweisenden Oszillatoren aufweist, sowie zwei Überlagerungseinrichtungen erst zum Erzeugen von Differenzen in der Schwingungsfrequenz zwischen den ersten und dem zweiten Oszillator (20, 22) und den zugeordneten Oszillatoren und dann zum Erzeugen eines Frequenzunterschiedes zwischen den Differcnzfrequenzen, und ferner ein Frequenzspannungsumformer (26) zum Umformen der Frequenzdifferenz in eine entsprechende Spannung, welche als Maß für eine Differenz zwischen den Querschnittsflächen des Werkstückes (12) in den Ebenen der elektromagnetischen Spulen (10, l8) dient, vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g ek e η η-zeichnet, daß der erste Oszillator (20) die gleiche Schwingungsfrequenz wie der zweite Oszillator (22) aufweist, und daß die Einrichtung zum Feststellen der Flächenverringerung einen : Bezugsfrequenzgenerator (34) mit gleicher Schwingungsfrequenz v/ie der erste und der zweite Oszillator (20, 22) auf we lsi daß ein erster überlagernder konvertierender Übertrager (24') zum Erzeugen einer Differenz in der Schwingungsfrequenz zwischen dem ersten Oszillator (20) und dem Bezugsfrequenzgenerator (3>4) vorgesehen ist, sowie ein zweiter überlagernder konvertierender Übertrager (24") zum Erzeugen einerDifferenz in der Schwingungsfrequenz zwischen dem ersten Oszillator (22) und dem Bezugsfrequenzgenerator (3>4), daß außerdem eine Teilereinrichtung (36)

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zum Erzeugen eines Verhältnisses zwischen den Differenzfrequenzen vorgesehen ist, welche von dem ersten und dem zweiten überlagernden konvertierenden Übertrager (24', 24") erzeugt werden, welches oin Maß für das Verhältnis von Querschnittsflachen des Werkstückes (12) in den Ebenen der elektromagnetischen Spulen (10, 18) darstellt.

7. Steuereinrichtung für eine Walzstraße, mit mindestens einem Walzgerüst mit einem Paar Arbeitswalzen zum Verringern der Fläche eines elektrisch leitenden Werkstückes,einem Mechanismus zum Erfassen der Anstellposition des Werkstückes, so daß einentsprechender Ausgang vorgesehen und die Anstellposition gesteuert Wird, einem Mechanismus zum Erfassen der Walzgeschwindigkeit der Arbeitswalzen, so daß ein entsprechender Ausgang vorgesehen und die Walzgeschwindigkeit gesteuert wird, und mit einer aus dem Ausgang des Mechanismus zum Erfassen der Walzgeschwindigkeit ansprechenden Steuereinrichtung zum Steuern mindestens eines der Mechanismen zum Erfassen der Anstellposition bzw. der Walzgeschwindigkeit, so daß ein gleichmäßiger Massefluß für das Werkstück gegeben ist, und mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (56) auf ein Maß für die FlEchenverringerung des Werkstücks (12) so anspricht, daß mindestens der Mechanismus (52) zum Erfassen der Anstellposition bzw. der Mechanismus (54) zum Erfassen der Walzgeschwindigkeit steuerbar ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 'J₃ insbesondere mit einer Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (56) auf das Verhältnis zwischen Querschnittsflächen des Werkstückes (12) anspricht, welches von der Teilereinrichtung (36) der Meßeinrichtung zum Steuern mindestens des Mechanismus (52) zum Erfassen der Anstollposition bzw. des Mechanismus (54) zum Erfassen der Walzgeschwindigkeit abgegeben wird.

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Jt

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