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Dokumentenidentifikation DE19648031A1 28.05.1998
Titel Meßeinrichtung zur Messung der Temperatur von Walzen zur Verwendung an Walzenmeßgeräten
Anmelder Helmerth, Axel, Dipl.-Ing., 57072 Siegen, DE;
Himmel, Jörg, Dr.-Ing., 57271 Hilchenbach, DE
Erfinder Helmerth, Axel, Dipl.-Ing., 57072 Siegen, DE;
Himmel, Jörg, Dr.-Ing., 57271 Hilchenbach, DE
DE-Anmeldedatum 20.11.1996
DE-Aktenzeichen 19648031
Offenlegungstag 28.05.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.05.1998
IPC-Hauptklasse B21B 38/00
IPC-Nebenklasse G01K 13/00   G01K 7/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung mit Zusatzmechanik zur Messung der Walzenoberflächentemperatur simultan zur Formmessung.

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Zusatzausrüstung für Walzenmeßwagen. Walzenmeßgeräte werden heute zur Qualitätssicherung in Walzwerken eingesetzt.

Speziell bei der Blechherstellung ist der Verlauf der Temperatur entlang der Walzenoberfläche von Bedeutung.

Stand der Technik

Zur Bestimmung der Walzenoberflächentemperatur werden zur Zeit ausschließlich Handmeßgeräte eingesetzt. Der Bediener ermittelt die zu messenden Punkte an der Walze mit einem Stahllineal und mißt die Temperatur manuell mit einem Handmeßgerät. Die Protokollierung erfolgt ebenfalls manuell.

Kritik am Stand der Technik

Zur Beurteilung der thermischen Bombierung einer Walze ist es erforderlich, daß alle Ergebnisse in einem Diagramm gegenübergestellt werden können. Insbesondere ist hierunter die Form der kalten und die der warmen Walze zu verstehen. Die manuelle Protokollierung der Daten ist sehr aufwendig und fehlerintensiv. Vorteilhaft wäre die simultane Erfassung der Form und der Oberflächentemperatur sowie die digitale Verarbeitung und Darstellung der Meßdaten.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe der simultanen Temperaturmessung bei Walenmeßgeräten mit Meßwagen zugrunde.

Lösung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anwendung der Ansprüche 1 bis 8 gelöst.

Vorteile

Die simultane Temperatur- und Formmessung an Walzen gibt genauen Aufschluß über den Einfluß der Walzentemperatur auf die Form. Walzen in Warmwalzwerken können beispielsweise 100°C während der Produktion erreichen. Walzen werden jedoch bei Raumtemperatur geschliffen. Die große Temperaturdifferenz erzeugt eine zusätzliche Bombierung aufgrund der Materialausdehnung. Mit der erfindungsgemäßen Zusatzeinrichtung kann simultan die Oberflächentemperatur gemessen werden. Der Einfluß der Erwärmung ist sehr einfach prüf- und protokollierbar. Vorteilhafterweise erfolgt die Messung der Oberflächentemperatur erfindungsgemäß unabhängig vom Durchmesser. Das Überfahren der Bombierung behindert den Meßablauf nicht. Sind Meßwagen für größere Durchmesserbereiche vorgesehen, so wird dies in vorteilhafter Weise von der Zusatzmechanik gemäß Anspruch 2 ausgeglichen. Sehr vorteilhaft ist der Einsatz von einem berührenden Sensor. Speziell mit Thermoelementen, gemäß Anspruch 7, können die erforderlichen hohen Meßgeschwindigkeiten erreicht werden. Die Möglichkeit der Abhebung und Absenkung ermöglicht dem Anwender eine Verschleißreduzierung beim Messen an sehr rauhen Walzen.

Beschreibung

Abb. 1 zeigt ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Aufbau der Temperaturmeßeinrichtung zur Messung der Walzenoberflächentemperatur simultan zur Form der Walze.

Die Mechanik der Temperaturmeßeinrichtung teilt sich in zwei Funktionseinheiten. Die erste Einheit dient als Halterung (1) für die Längenmeßeinrichtung und die zweite Einheit als Halterung (2) für den Temperatursensor.

Die zwei Doppelführungen (1) und (2) gewährleisten den Ausgleich der durch den Meßbereich des Walzenmeßgerätes vorgegebenen Durchmesserunterschiede. Die Feder (3) erzeugt die erforderliche Kraft, um den Mechanismus für die Längenmessung (5) unten an der Führung (1) auf die Walzenoberfläche zu drücken. An dem Mechanismus (5) ist entweder ein Reibrad (4) zur Längenmessung oder eine Umlenkrolle für die Längenmessung auf Basis eines Seilzugsensors befestigt.

Zur Ereichung eines Meßergebnisses mit hoher Reproduzierbarkeit ist es erforderlich, das Thermoelement des Temperatursensors (6) immer mit gleicher Kraft auf die Walzenoberfläche zu pressen, damit sich die thermischen Übergangswiderstände nicht verändern und ein Wärmeenergieaustausch im wesentlichen durch direkten Übergang von der Oberfläche der Walze zur Oberfläche des Sensors erfolgt. Diese Bedingung wird erfüllt, indem die Mechanik (2) nur eine Relativbewegung zur Mechanik (1) ausführen kann. Die Wegbegrenzung erfolgt durch die Zunge (7) in der Nut (8). Die freie Bewegung der Mechanik (2) beträgt also nur wenige Millimeter in Bezug auf die Mechanik (1) für die Weglängenmessung. Zur Erzielung und Einstellung der Anpreßkraft für den Temperatursensor kann zusätzlich zur Erdanziehungskraft eine Feder eingesetzt werden. Die Beweglichkeit der Halterung für den Temperatursensor gegenüber der Halterung für die Längenmeßeinrichtung schützt den Sensor vor Beschädigungen bei Unebenheiten an der Walze. Vorteilhafterweise können sich beide Mechaniken zusammen über den gesamten erforderlichen Weg zum Ausgleich der verschiedenen Walzendurchmesser bewegen. Sie werden durch vier Linearlager geführt, die ihrerseits mit der Befestigung (12) an der Brücke (10) des Meßwagens befestigt sind. Die Befestigung kann beispielsweise durch zwei Paßstifte ausgerichtet und mit einer Verschraubung befestigt werden.

Mit Hilfe des Exzenters (11) und des Betätigungshebels (9) kann der Temperatursensor für die Messung auf die Walze abgesenkt werden. Ist die Oberfläche der zu messenden Walze sehr rauh, kann es sinnvoll sein die Temperatur an vorgegebenen Stellen entlang der Walze punktuell zu messen, indem an jeder Stelle der Sensor abgesenkt und wieder angehoben wird. Die Verweilzeit auf der Walze richtet sich nach der thermischen Zeitkonstante des Sensors. Sie sollte möglichst kurz gewählt sein. In dieser Betriebsart wird der mechanische Verschleiß des Sensors durch Reibung stark reduziert. Bei glatten Oberflächen ist ein Schleppen des Sensors in abgesenktem Zustand möglich. Bei dieser Meßart erhält der Bediener zu jeder Stützstelle für die Formmessung eine Oberflächentemperaturinformation.

Bei von Mikrocomputern gesteuerten Meßsystemen kann die Abhebung und die Absenkung vollautomatisch durch elektromotorischen Antrieb erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Meßeinrichtung zur Messung der Temperatur von Walzen zur Verwendung an Walzenmeßgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmeßwagen und/oder die Reiterlehre mit einer Zusatzmechanik mit integriertem Temperatursensor ausgerüstet wird, so daß eine simultane Messung der Oberflächentemperatur zusätzlich zur Messung der Durchmesseränderungen in Abhängigkeit der Walzenlänge erfolgen kann.
  2. 2. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmechanik auf der Basis einer Linearführung und Federunterstützung aufgebaut wird, die eine Anpassung an die verschiedenen Abstände zur Walze in Abhängigkeit des Walzendurchmessers in radialer Richtung ermöglicht.
  3. 3. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmechanik über einen integrierten Abhebemechanismus verfügt, der es dem Benutzer erlaubt manuell und/oder automatisch den Temperatursensor während der gesamten Meßdauer je einmal und/oder mehrfach abzusenken und/oder anzuheben.
  4. 4. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhebung und/oder Absenkung mechanisch, elektromechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch erfolgt.
  5. 5. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhebung und/oder Absenkung vom steuernden Microcomputer und/oder Mikrocontroller ausgelöst wird.
  6. 6. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmechanik gleichzeitig ein Reibrad für die Längenmessung und/oder eine Umlenkrolle für einen Seilzugsensor enthält.
  7. 7. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor ein Thermoelement ist.
  8. 8. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmechanik eine konstante Anpreßkraft für das Thermoelement erzeugt und das Thermoelement vor der Zerstörung schützt.






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