Temperaturmessgerät
Die Erfindung betrifft ein Temperaturmessgerät zur berührungslosen Messung von Oberflächentemperaturen an rotierenden Arbeitswalzen für das Kaltwalzen von Bändern aus Stahl und Nichteisenmetallen, mit wenigstens einem an eine Messleitung angeschlossenen Temperaturgeber, bei dem die Messleitung durch ein schlecht wärmeleitendes Messrohr geführt ist, wobei das Messrohr in einem am Walzgerüst befestigten Gehäuse angeordnet ist und wobei das der Arbeitswalze zugewandte Ende des Messrohres vor ihr unter Bildung eines Luftraumes absteht, in den der Temperaturgeber hineinragt.
Von der kaltbandverarbeitenden Industrie werden immer höhere Anforderungen an die Toleranzhaltigkeit des Walzgutes gestellt. Das erfordert beim Walzen dünner Bänder u. a. die Einhaltung eines bestimmten Temperaturniveaus der Walzen und ausserdem eines konstanten Temperaturverlaufes über die Breite des Walzenballens, was nicht nur die Voraussetzung für das Walzen toleranzhaltigen Materials, sondern auch die Voraussetzung für den einwandfreien Ablauf des Walzvorganges überhaupt ist. Die Probleme der Erwärmung treten um so mehr in den Vordergrund, je höher die Walzgeschwindigkeit ist.
Es ist ein Temperaturmessgerät bekannt, dessen Temperaturgeber bei geringer Geschwindigkeit und geringer Kühlmittelmenge der Stütz- und Arbeitswalzen die Walzenoberfläche der Arbeitswalze berühren. Als Temperaturgeber dienen über verstellbare Zwischenstücke am Walzenständer angeordnete dünne, gebogene Platten, an deren Mitte die heissen Lötstellen eines Chromel-Cupel-Thermoelementes (NiCr-NiCu) angeschweisst sind. Die gebogenen Platten stehen mit der Walzenoberfläche der Arbeitswalze unter einem geringen Anpressdruck in Berührung. Dabei ist jedoch nachteilig, dass die Temperaturmessgeräte nicht für grosse Geschwindigkeiten der Arbeitswalzen verwendbar sind, weil durch die erhöhte Reibung zwischen Arbeitswalze und Chromel-Cupel-Thermoelement letzteres eine zusätzliche Erwärmung erfährt, was zu einer Verfälschung des Messergebnisses führt.
Ausserdem erfolgt bei grossen Walzgeschwindigkeiten trotz des geringen Anpressdruckes zwischen Arbeitswalze und Chromel-Cupel Thermoelement eine Beschädigung der Walzenoberfläche der Arbeitswalze.
Deshalb wurde bereits ein Temperaturmessgerät vorgeschlagen, dessen Temperaturgeber bei grossen Geschwindigkeiten und grossen Kühlmittelmengen der Stütz- und Arbeitswalzen die Walzenoberfläche der Arbeitswalzen nicht berührt.
Die Messleitung ist qn einem schlecht wärmeleitenden Messrohr angeordnet und das der Arbeitswalzen zugewandte Ende des Messrohres ist mit einem Luftraum, in den für die Temperaturmessung der Temperaturgeber hineinragt, versehen. Das Messrohr ist über die Arbeitswalzenoberfläche berührende Zwischenstücke im am Walzenständer befestigten Gehäuse angeordnet, das gegenüber der Arbeitswalze durch Filzmanschetten abgedichtet ist. Gemessen wird die Temperatur der oberen Arbeitswalze von der Gerüstseite, von der das Kühlmittel nicht zugeführt wird. Damit soll verhindert werden, dass das gesamte Kühlmittel unmittelbar an das Temperaturmessgerät gelangt.
Es zeigt sich, dass bei den für das Walzen dünnster Bänder, z. B. Aluminiumfolie, notwendigen polierten Arbeitswalzen jegliche Berührung der Walzenoberfläche, die nicht über die gesamte Breite erfolgt, zu Bahnbildungen, die die Oberflächengüte der Folie herabsetzen, führt. Ausserdem führt die kleinste örtliche Walzölansammlung innerhalb der nicht über die ganze Breite der Walze angeordneten Filzmanschetten während des Durchlaufes des Bundes zu dessen Unbrauchbarkeit.
Zweck der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Temperaturmessgerät zu schaffen, das die Messung der Oberflächentemperatur an rotierenden Arbeitswalzen ohne jede Berührung des Temperaturgebers sowie eines anderen Teiles gestattet und der Einbau des Temperaturmessgerätes in eine Abstreifvorrichtung ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein mit einem Messrohr versehener und über eine Passfeder gegen Verdrehung gesicherter Einstellkörper im Gehäuse, welches gegen Axialbewegung fixiert ist, längsverstellbar ist, wobei das bis zu einem Messspalt geführte und durch einen Gewindestift arretierte Messrohr mit einem Schutzteil versehen ist und zusätzlich ein laufend die Umgebungstemperatur des Messspaltes messender Temperaturgeber vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist das Gehäuse mindestens eines Messrohres an einer zwischen Arbeitswalzeneinbaustükken befestigten Haltetraverse fixierbar vorgesehen.
Vorteilhafterweise wird das Gehäuse des Messrohres in einem Stützkörper mit einem Ring in Achsrichtung des Messrohres fixierbar vorgesehen, wobei das durch den Stützkörper geführte Messrohr über eine am Stützkörper befestigte Zwischenlage mit dem Schutzteil verbunden ist und der ebenfalls durch den Stützkörper geführte, die Umgebungstemperatur des Messspaltes messende zusätzliche Temperaturgeber aus dem Stützkörper hinausragt.
Ferner können mehrere Stützkörper als Teil von Abstreifvorrichtungen über die Breite der Arbeitswalze angeordnet sein, wobei zwischen den Abstreifvorrichtungen schlecht wärmeleitende Schutzkörper, welche die Breite der Arbeitswalze in Messkammern unterteilen, angeordnet sind und wobei die Umgebungstemperaturen der Messspalte messenden zusätzlichen Temperaturgeber jeweils in einen Schutzkörper hineinragen.
Bei einer solchen Ausgestaltung des Temperaturmessgerätes ist der Einsatz an Arbeitswalzen mit hochfein bearbeiteten Oberflächen unter den technologischen Bedingungen des Folien- und Kaltbandwalzens gegeben, wobei das Temperaturmessgerät in die Abstreifvorrichtung einsetzbar ist.
Nachstehend werden anhand von Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Quartokaltwalzgerüstes mit einem Temperaturmessgerät für das erste Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Vergrösserung des Temperaturmessgerätes nach Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt A-A nach Fig. 2,
Fig. 4 die starre Anordnung einer mit mehreren Temperaturgebern versehenen Haltetraverse in den Arbeitswalzeneinbaustücken für das erste Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Quartowalzgerüstes mit dem in der Abstreifvorrichtung eingebauten Temperaturmessgerät für das zweite Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 eine Vergrösserung des in der Abstreifvorrichtung eingebauten Temperaturmessgerätes teilweise im Schnitt nach Fig. 5,
Fig.
7 die starre Anordnung der mit Temperaturgebern versehenen Abstreifvorrichtungen an der Haltetraverse in den Arbeitswalzeneinbaustücken für das zweite Ausführungsbeispiel.
Das erste Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1 bis 4 dargelegt. Dem Quartowalzgerät, bestehend aus den Stützwalzen 1 und den Arbeitswalzen 2, sind Abstreifvorrichtungen 3, Düsen 4 sowie Temperaturmessgeräte 5 für die Oberflächentemperaturmessung an der Arbeitswalze 2 zugeordnet. Das Kühl- und Schmiermittel wird durch die Düsen 4 auf die Stützwalzen 1 und die Arbeitswalzen 2 aufgespritzt. Die Temperaturmessgeräte 5 sind immer auf der Auslaufseite des Walzgutes 25 angeordnet. Da das Kühl- und Schmiermittel bei dem stets im Einwegbetrieb arbeitenden Quartokaltwalzgerüst für das Folienwalzen immer auf der Einlaufseite zwischen den Stützwalzen 1 und den Arbeitswalzen 2 aufgegeben und durch die Abstreifvorrichtung 3 zurückgehalten wird, erfolgt keine unzulässige Beeinflussung des Temperaturmessgerätes 5.
Das Temperaturmessgerät 5 besteht aus einem Gehäuse 6, in dem ein über ein Feingewinde in seiner Längsachse verstellbarer Einstellkörper 7 angeordnet ist. In dem Gehäuse 6 und dem Einstellkörper 7 befindet sich mittig das Messrohr 8, welches an dem der Walzenoberfläche zugewandten Ende den Luftraum 9 aufweist. Der Temperaturgeber 10, z. B.
Thermistor, ragt zwecks Ermittlung der Oberflächentemperatur in den Luftraum 9. Das aus schlecht wärmeleitendem Material, z. B. Plastic, hergestellte Messrohr 8 wird an seinem oberen Teil durch einen Gewindestift 12 vom Einstellkörper 7 mitgenommen. Ist durch die Verstellung des Einstellkörpers 7 gegenüber dem Gehäuse 6 der gewünschte Messspalt s erreicht, so erfolgt durch einen weiteren im unteren Teil des Gehäuses befindlichen Gewindestift 12 die Sicherung des Messrohres 8 gegen Verdrehung.
An der Unterseite des Gehäuses 6 ist ein, z. B aus Kunststoff bestehendes Schutzteil 13 angebracht, welches das Messrohr 8 schützt und für gleichmässige Bedingungen im Messspalt s sorgt. Die untere Begrenzung des Schutzteiles 13 ist der Krümmung der Walzenoberfläche angepasst. Der Deckel 14 bildet den Abschluss des Einstellkörpers 7 nach oben und trägt die Durchführung der Messleitung 11. Über die Breite der Arbeitswalze sind ein ober mehrere Temperaturmessgeräte 5 an einer zwischen den Arbeitswalzeneinbaustücken 24 befestigten Haltetraverse 15 angeordnet. An der der Haltetraverse 15 zugewandten Seite des Gehäuses 6 ist der zusätzliche Temperaturmessgeber 10' mit der nach aussen führenden Messleitung 11' eingebaut, der laufend die unmittelbare Umgebungstemperatur des Gehäuses 6 misst.
Das zweite Ausführungsbeispiel wird anhand der Figuren 5 bis 7 erläutert.
Die Abstreifvorrichtung 3 besteht aus dem Stützkörper 16, der durch Haltewinkel 17 mit Filzmanschet- ten 18 versehen ist. In dem Stützkörper 16 ist mittig das Gehäuse 6 mit Rändelschrauben durch den Ring 19 so angeordnet, dass eine Fixierung in beiden Richtungen erfolgen kann. Durch Drehung des Gehäuses 6 wird der Einstellkörper 7 über Feingewinde in seiner Längsachse bewegt. An der der Arbeitswalze 2 zugewandten Seite des Stützkörpers 16 ist eine schlecht wärmeleitende Zwischenlage 23 angebracht. In dem Einstellkörper 7 befindet sich mittig das mit dem Temperaturgeber 10 und dem Luftraum 9 versehene Messrohr 8, welches an dem durch den Stützkörper 16 hindurchgeführten Ende mit einem schlecht wärmeleitenden Schutzteil 13 versehen ist.
Der Ansatz des Einstellkörpers 7 trägt eine Skala, die in Verbindung mit der Skala auf dem Umfang des Gehäuses 6 nach dem Prinzip der Mikrometerschraube eine genaue Einstellung des Messspaltes s ermöglicht.
Der Einstellkörper 7 ist durch die Passfeder 20 gegen Verdrehen gesichert und der Gewindestift 12 verhindert eine Relativbewegung zwischen dem Einstellkörper 7 und dem Messrohr 8. Der Deckel 14 bildet den Abschluss des Einstellkörpers 7 und trägt die Durchführung der Messleitung 11. Der im Stützkörper 16 angeordnete Temperaturmessgeber 10' misst laufend die unmittelbare Umgebungstemperatur des Messspaltes s. Die Messleitung lt, wird über die Führungsschraube 21 nach aussen geführt Über die Breite der Arbeitswalze 2 sind die mit Temperaturmessgeräten 5 versehenen Abstreifvorrichtungen 3 an einer zwischen den Arbeitswalzeneinbaustücken 24 befestigten Haltetraverse 15 angeordnet.
Zwischen den mit Temperaturmessgerät 5 versehenen Abstreifvorrichtungen 3 sind schlecht wärmeleitende Schutzkörper 22, die die Breite des Walzenballens in Messkammern unterteilen, angeordnet.