ES2250452T3 - Dispositivo y procedimiento de estabilizacion de una cinta o un filamento de material de ferromagnetico que se desplaza en una direccion. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento de estabilizacion de una cinta o un filamento de material de ferromagnetico que se desplaza en una direccion.Info
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Abstract
Un dispositivo para estabilizar un objeto metálico alargado (1) de material magnético, estando destinado el objeto metálico a transportarse a lo largo de un recorrido de transporte (2, 3) situado en un plano (x), que incluye una dirección de transporte (4) y es sustancialmente paralelo a la dirección longitudinal del objeto (1) en dicho recorrido, donde el dispositivo incluye un accionador electromagnético sustancialmente estacionario (7, 8) dispuesto para aplicar una fuerza magnética al objeto e incluye al menos un primer elemento de accionamiento (7), que incluye un devanado (11'') y está dispuesto en un primer lado del plano (x) y a una distancia determinada del plano (x), y un segundo elemento de accionamiento (8), que incluye un devanado (11¿) y está dispuesto en un segundo lado del plano (x) y a una distancia determinada del plano (x), caracterizado porque el dispositivo incluye un sensor (5, 6) dispuesto para detectar el nivel de la corriente eléctrica a través del devanado (11'', 11¿)dependiendo de la posición del objeto (1) con respecto al plano (x), donde el accionador electromagnético sustancialmente estacionario (7, 8) está dispuesto para aplicar la fuerza magnética al objeto en respuesta al valor detectado, y donde la fuerza magnética incluye al menos una componente de fuerza, que actúa en el objeto (1) y dirigida transversalmente a la dirección de transporte (4) y transversalmente al plano (x).
Description
Dispositivo y procedimiento de estabilización de
una cinta o de un filamento de material ferromagnético que se
desplaza en una dirección.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para estabilizar un objeto metálico alargado de material magnético,
estando destinado el objeto metálico a transportarse a lo largo de
un recorrido de transporte situado en un plano, que incluye una
dirección de transporte y es sustancialmente paralelo a la dirección
longitudinal del objeto en dicho recorrido. Además, la invención se
refiere a un método para estabilizar un objeto metálico alargado de
material magnético, donde el objeto metálico es transportado a lo
largo de un recorrido de transporte situado en un plano, que incluye
una dirección de transporte y es sustancialmente paralelo a la
dirección longitudinal del objeto en dicho recorrido.
En diferentes industrias, hay que transportar
continuamente objetos metálicos alargados, tal como tiras o hilos
metálicos en laminadores, en diferentes aplicaciones de
recubrimiento metálico, tal como galvanización continua de tiras de
acero o hilos de acero, colada continua, extrusión, etc. Durante
dicho transporte continuo, una porción del objeto se extiende en un
plano y es transportado en una dirección longitudinal del objeto en
dicho plano. Por razones de eficiencia, es importante obtener una
alta velocidad de transporte. Sin embargo, una alta velocidad de
transporte puede dar lugar a problemas para mantener el objeto
estable en el plano, es decir mantener la posición del objeto con
respecto al plano y evitar deflexiones transversales del objeto.
US-A-4 655 166
describe un aparato para evitar las oscilaciones de una tira móvil
en conexión con la galvanización de la tira. El aparato incluye
unidades de imanes permanentes dispuestas cerca de los dos bordes
laterales opuestos de la tira móvil. Se ha previsto detectores para
detectar el intervalo entre los bordes laterales y la respectiva
unidad de imán. Para mantener el tamaño del intervalo a un nivel
determinado, se disponen motores de control para regular la posición
de las unidades de imán en respuesta al intervalo detectado.
US-A-3 661 116
describe un dispositivo similar para estabilizar una banda de metal.
Un electroimán se extiende a lo largo de un recorrido de tal forma
que los polos estén dispuestos fuera y cerca de un borde lateral
respectivo de la tira.
El objeto de la invención es mejorar la
estabilización de un objeto metálico durante el transporte, en
particular durante el transporte a alta velocidad de transporte.
Este objeto se logra con el dispositivo
inicialmente definido, que se caracteriza porque incluye un sensor
dispuesto para detectar el nivel de la corriente eléctrica a través
del devanado dependiendo de la posición del objeto con respecto al
plano y un accionador electromagnético sustancialmente estacionario
dispuesto para aplicar una fuerza magnética al objeto en respuesta a
la posición detectada, donde la fuerza magnética incluye al menos
una componente de fuerza dirigida transversalmente a la dirección de
transporte y transversalmente al plano. El accionador incluye al
menos un primer elemento de accionamiento dispuesto en un primer
lado del plano y a una distancia determinada del plano. Además, el
accionador también puede incluir un segundo elemento de
accionamiento dispuesto en un segundo lado del plano y a una
distancia determinada del
plano.
plano.
Con dicho dispositivo es posible obtener una
colocación correcta del objeto con respecto al plano de manera que
el objeto se mueva a lo largo del plano de forma estable. Además,
puesto que el accionador permite corregir la posición transversal
del objeto con respecto al plano por una fuerza magnética, no hay
que contactar el objeto.
Según una realización de la invención, el
accionador define dicho plano entre el primer elemento de
accionamiento y el segundo elemento de accionamiento.
Preferiblemente, el primer elemento de accionamiento se puede
disponer a la misma distancia del plano que el segundo elemento de
accionamiento pero en su lado opuesto.
Según otra realización de la invención el primer
elemento de accionamiento está colocado esencialmente exactamente
enfrente del segundo elemento de accionamiento. Preferiblemente, el
primer elemento de accionamiento puede ser sustancialmente idéntico
al segundo elemento de accionamiento. Mediante dicha disposición
simétrica de los elementos de accionamiento con respecto al plano,
se puede lograr la función de detección y la función de control de
forma fácil.
Según otra realización de la invención, el
accionador está dispuesto para incrementar la fuerza magnética de
uno de los elementos de accionamiento cuando la posición del objeto
se desvía de dicho plano.
Según otra realización de la invención, dicho
elemento de accionamiento incluye un soporte de flujo magnético que
forma un circuito de flujo magnético con una parte del objeto. Dicho
soporte de flujo magnético puede tener un primer extremo dispuesto
para colocarse cerca del objeto y un segundo extremo dispuesto para
colocarse cerca del objeto, donde dicha parte del objeto se extiende
sustancialmente entre el primer extremo y el segundo extremo. Tal
soporte de flujo magnético se puede hacer de cualquier material
magnético adecuado, tal como chapas de hierro, polvo magnético, etc,
y puede estar configurado como bucle que se extiende entre el primer
extremo y el segundo extremo, formando dichos extremos polos
magnéticos de dicho elemento de accionamiento.
Según otra realización de la invención, el
dispositivo incluye una unidad de control dispuesta para aplicar
pulsos de voltaje al accionador en respuesta a dicho valor
detectado, generando por ello dicha fuerza magnética. Dicho elemento
de accionamiento puede incluir un devanado conectado a dicha unidad
de control, donde la unidad de control está dispuesta para aplicar
dichos pulsos de voltaje al devanado para inducir un flujo magnético
en el soporte de flujo magnético. Preferiblemente, la unidad de
control está dispuesta para aplicar dichos pulsos de voltaje que
tienen una amplitud sustancialmente constante, y por lo tanto para
variar la fuerza magnética variando la longitud de los pulsos de
voltaje.
Según otra realización de la invención el sensor
dispuesto para detectar el nivel de la corriente eléctrica a través
del devanado no está en contacto con el objeto y la función de
detección no influye en la posición del objeto. Además, mediante
dicho sensor el devanado puede implicar la función de accionamiento
y la función de detección.
Según otra realización de la invención, la unidad
de control está dispuesta para incrementar la fuerza magnética
aplicada por dicho elemento de accionamiento cuando aumenta el nivel
de la corriente eléctrica a través del devanado correspondiente. Por
lo tanto, el sensor puede incluir un primer elemento sensor
dispuesto para detectar el nivel de la corriente a través del primer
elemento de accionamiento y un segundo elemento sensor dispuesto
para detectar el nivel de la corriente a través del segundo elemento
de corriente, donde la unidad de control está dispuesta para
comparar el nivel de corriente a través del primer elemento de
accionamiento con el nivel de corriente a través del segundo
elemento de accionamiento e incrementar la longitud de los pulsos de
voltaje a través del devanado del elemento de accionamiento que
tiene el nivel de corriente más alto.
Según otra realización de la invención, la unidad
de control incluye el llamado troceador CC.
El objeto también se logra con el método definido
inicialmente, que se caracteriza por los pasos de:
detectar el nivel de corriente eléctrica a través
de dicho devanado, dependiendo el nivel de la posición del objeto
con respecto al plano, y
aplicar una fuerza magnética al objeto en
respuesta al valor detectado, donde la fuerza magnética incluye al
menos una componente de una fuerza, que actúa en el objeto y
dirigida transversalmente a la dirección de transporte y
transversalmente al plano.
La presente invención se explicará ahora con más
detalle con referencia a realizaciones diferentes, descritas a modo
de ejemplo solamente, y con referencia a las figuras adjuntas.
La figura 1 describe esquemáticamente un
dispositivo para estabilizar un objeto metálico según la
invención.
La figura 2 es un diagrama que describe la
corriente a través de un devanado de un elemento de accionamiento
respectivo en respuesta a pulsos de voltaje.
La figura 1 describe un dispositivo para
estabilizar un objeto metálico alargado móvil 1 de material
magnético. En la realización descrita el objeto es una banda de
metal 1. Se ha de notar, sin embargo, que la invención también es
aplicable a otros objetos alargados tal como diferentes cintas,
hilos, tubos etc. En la realización descrita la banda de metal 1 es
transportada o movida de forma sustancialmente continua desde un
primer rollo 2 a un segundo rollo 3 a lo largo de un recorrido de
transporte situado en un plano x. En la figura 1 el plano x es
sustancialmente vertical. Sin embargo, el plano x y el recorrido de
transporte se pueden extender en direcciones distintas de la
vertical, por ejemplo en una dirección horizontal.
Se deberá observar que los rollos 2, 3 se indican
esquemáticamente para indicar el recorrido de transporte. Tal
recorrido de transporte puede formar una parte de muchos procesos
industriales diferentes, por ejemplo galvanización de tiras de
acero, procesos de laminación, extrusión etc.
El dispositivo según la invención incluye un
sensor dispuesto para detectar el valor de un parámetro dependiendo
de la posición de la banda de metal 1 con respecto al plano x, o en
otros términos dependiendo de las distancias de la banda de metal 1
del plano x. El sensor incluye un primer elemento sensor 5 y un
segundo elemento sensor 6. Cada elemento sensor 5, 6 está dispuesto
para detectar un nivel de corriente. Los elementos sensores 5, 6 se
describirán mejor a continuación.
Además, el dispositivo incluye un accionador
electromagnético sustancialmente estacionario dispuesto para aplicar
una fuerza magnética a la banda de metal 1 en respuesta a dicho
valor detectado. El accionador electromagnético incluye un primer
elemento de accionamiento sustancialmente estacionario 7, que está
dispuesto en un primer lado del plano x y a una distancia
determinada del plano x, y por ello de la banda de metal móvil 1. El
accionador también incluye un segundo elemento de accionamiento
sustancialmente estacionario 8, que está dispuesto en un segundo
lado del plano x y a una distancia determinada del plano x, y por
ello de la banda de metal 1. Cada elemento de accionamiento 7, 8
incluye un soporte de flujo magnético en forma de un núcleo 9', 9''
de hierro o cualquier material adecuado magnético, tal como chapas
de hierro, polvo de hierro magnético, etc. Cada núcleo 9', 9'' se
forma como un bucle que se extiende entre un primer extremo y un
segundo extremo, donde dichos extremos forman dos polos magnéticos
del respectivo elemento de accionamiento 7, 8. Además, cada elemento
de accionamiento 7, 8 incluye un devanado eléctrico 11', 11'' que se
bobina alrededor de un núcleo respectivo 9', 9''. En consecuencia,
un voltaje aplicado al devanado 11', 11'' inducirá un flujo
magnético en el núcleo 9', 9'' y un circuito de flujo magnético
sustancialmente cerrado se obtiene por el núcleo 9', 9'' y una parte
de la banda de metal 1, parte que se extiende entre los dos agujeros
magnéticos del núcleo respectivo 9', 9''.
En la realización descrita, el primer elemento de
accionamiento 7 está colocado sustancialmente exactamente enfrente
del segundo elemento de accionamiento 8. Además, el primer elemento
de accionamiento 7 es sustancialmente idéntico al segundo elemento
de accionamiento 8, y los dos elementos de accionamiento 7, 8 se
colocan a la misma distancia del plano x y por ello de la banda de
metal 1, cuando la banda de metal 1 está situada en el recorrido de
transporte deseado. Así, el plano x forma un plano medio x entre los
elementos de accionamiento 7, 8.
El dispositivo según la invención también incluye
una unidad de control 13 dispuesta para aplicar pulsos de voltaje a
los devanados 11', 11'' del primer elemento de accionamiento 7 y el
segundo elemento de accionamiento 8, respectivamente, en respuesta a
los valores detectados por el primer elemento sensor. 5 y el segundo
elemento sensor 6, respectivamente.
La unidad de control 13 forma el llamado
troceador CC e incluye un rectificador de línea 14 al que
suministrar un voltaje CA trifásico. En paralelo al rectificador 14
se ha dispuesto una capacitancia 15. Los devanados 11', 11'' también
están conectados en paralelo al rectificador 14 a través del
elemento sensor respectivo 5, 6 y un dispositivo conmutador
representado por un diodo antiparalelo 16', 16'' y un interruptor de
corriente unidireccional 17', 17'' (las flechas llenas indican la
dirección de corriente). Además, la unidad de control 13 incluye un
procesador 18 que está conectado al primer elemento sensor 5, el
segundo elemento sensor 6, el conmutador 17' y el conmutador
17''.
El primer elemento sensor 5 y el segundo elemento
sensor 6 están dispuestos para detectar el nivel de corriente a
través del devanado respectivo 11' y 11''. El procesador 18 está
conectado a los elementos sensores 5 y 6 y dispuesto de manera que
reciba el nivel detectado de los elementos sensores 5, 6. Además, el
procesador 18 está conectado a los interruptores 17' y 17'' y
dispuesto para iniciar la conmutación de los interruptores 17', 17''
entre un estado abierto, véase el interruptor 17', y un estado
cerrado, véase el interruptor 17''. Cerrando el conmutador 17', 17''
se aplicará un voltaje al devanado respectivo 11', 11''. En
consecuencia, el procesador 18 aplicará pulsos de voltaje V a los
elementos de accionamiento 7, 8 de una cierta longitud T, véase la
figura 2. Los pulsos de voltaje inducen una corriente en el devanado
respectivo 11', 11'', y el nivel de corriente a través de los
devanados 11', 11'' se mide por medio de los elementos sensores 5,
6. El nivel de corriente a través de los devanados 11', 11'' depende
de la inductancia magnética del circuito de flujo magnético
respectivo. Si aumenta la distancia entre la banda de metal 1 y los
extremos del núcleo 9', 9'', disminuye la inductancia magnética del
circuito de flujo magnético, lo que significa que la corriente a
través del devanado 11', 11'' aumentará puesto que la inductancia
magnética del circuito de flujo magnético es recíprocamente
proporcional a la corriente a través del devanado 11', 11''.
La figura 2 indica los pulsos de voltaje V y la
corriente I con respecto a los devanados 11' y 11''. En el devanado
11' la corriente I está a un nivel más alto para el pulso de voltaje
V_{1}, lo que significa que la banda de metal 1 está colocada más
próxima al segundo elemento de accionamiento 8 que el primer
elemento de accionamiento 7. Para compensarlo, el segundo pulso de
voltaje V_{2} se prolonga de manera que el primer elemento de
accionamiento 7 aplique una fuerza magnética de atracción en la
banda de metal 1 durante un período más largo de tiempo que el
segundo elemento de accionamiento 8, y en consecuencia, la banda de
metal 1 será empujada a la posición del plano medio x.
La presente invención no se limita a las
realizaciones descritas porque se puede variar y modificar dentro
del alcance de las reivindicaciones siguientes.
Claims (14)
1. Un dispositivo para estabilizar un objeto
metálico alargado (1) de material magnético, estando destinado el
objeto metálico a transportarse a lo largo de un recorrido de
transporte (2, 3) situado en un plano (x), que incluye una dirección
de transporte (4) y es sustancialmente paralelo a la dirección
longitudinal del objeto (1) en dicho recorrido, donde el dispositivo
incluye un accionador electromagnético sustancialmente estacionario
(7, 8) dispuesto para aplicar una fuerza magnética al objeto e
incluye al menos un primer elemento de accionamiento (7), que
incluye un devanado (11') y está dispuesto en un primer lado del
plano (x) y a una distancia determinada del plano (x), y un segundo
elemento de accionamiento (8), que incluye un devanado (11'') y está
dispuesto en un segundo lado del plano (x) y a una distancia
determinada del plano (x), caracterizado porque el
dispositivo incluye un sensor (5, 6) dispuesto para detectar el
nivel de la corriente eléctrica a través del devanado (11', 11'')
dependiendo de la posición del objeto (1) con respecto al plano (x),
donde el accionador electromagnético sustancialmente estacionario
(7, 8) está dispuesto para aplicar la fuerza magnética al objeto en
respuesta al valor detectado, y donde la fuerza magnética incluye al
menos una componente de fuerza, que actúa en el objeto (1) y
dirigida transversalmente a la dirección de transporte (4) y
transversalmente al plano (x).
2. Un dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer elemento de accionamiento (7)
está colocado esencialmente exactamente enfrente del segundo
elemento de accionamiento (8).
3. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el primer
elemento de accionamiento (7) es sustancialmente idéntico al segundo
elemento de accionamiento (8).
4. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el accionador
(7, 8) está dispuesto para incrementar la fuerza magnética de uno de
los elementos de accionamiento (7, 8) cuando la posición del objeto
(1) se desvía de dicho plano (x).
5. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho elemento
de accionamiento (7, 8) incluye un soporte de flujo magnético (9',
9'') que forma un circuito de flujo magnético con una parte del
objeto (1).
6. Un dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicho soporte de flujo magnético (9',
9'') tiene un primer extremo dispuesto para colocarse cerca del
objeto (1) y un segundo extremo dispuesto para colocarse cerca del
objeto, donde dicha parte del objeto se extiende sustancialmente
entre el primer extremo y el segundo extremo.
7. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo incluye una unidad de control (13) dispuesta para
aplicar pulsos de voltaje al accionador (7, 8) en respuesta a dicho
nivel de corriente detectado, generando por ello dicha fuerza
magnética.
8. Un dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho devanado (11', 11'') está
conectado a dicha unidad de control (13), donde la unidad de control
está dispuesta para aplicar dichos pulsos de voltaje al devanado
(11', 11'').
9. Un dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque la unidad de control (13) está dispuesta
para aplicar dichos pulsos de voltaje que tienen una amplitud
sustancialmente constante.
10. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 8 y 9, caracterizado porque la unidad de
control (13) está dispuesta para variar la fuerza magnética variando
la longitud de los pulsos de voltaje.
11. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la unidad de
control (13) está dispuesta para incrementar la fuerza magnética
aplicada por dicho elemento de accionamiento (7, 8) cuando aumenta
el nivel de la corriente a través del devanado correspondiente (11',
11'').
12. Un dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque el sensor incluye un primer elemento
sensor (5) dispuesto para detectar el nivel de corriente a través
del primer elemento de accionamiento (7) y un segundo elemento
sensor (6) dispuesto para detectar el nivel de la corriente a través
del segundo elemento de accionamiento (8), donde la unidad de
control (13) está dispuesta para comparar el nivel de corriente a
través del primer elemento de accionamiento (7) con el nivel de
corriente a través del segundo elemento de accionamiento (8) e
incrementar la longitud de los pulsos de voltaje a través del
devanado (11', 11'') del elemento de accionamiento (7, 8) que tiene
el nivel de corriente más alto.
13. Un dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque dicha unidad de
control (13) incluye el llamado troceador CC.
14. Un método para estabilizar un objeto metálico
alargado (1) de material magnético con un accionador
electromagnético sustancialmente estacionario (7, 8) dispuesto para
aplicar una fuerza magnética al
objeto,
objeto,
donde el objeto metálico es transportado a lo
largo de un recorrido de transporte (2, 3) situado en un plano (x),
que incluye una dirección de transporte (4) y es sustancialmente
paralelo a la dirección longitudinal del objeto (1) en dicho
recorrido y
donde el accionador incluye al menos un primer
elemento de accionamiento (7), que incluye un devanado (11') y está
dispuesto en un primer lado del plano (x) y a una distancia
determinada del plano (x), y un segundo elemento de accionamiento
(8), que incluye un devanado (11'') y está dispuesto en un segundo
lado del plano (x) y a una distancia determinada del plano (x),
caracterizado por los pasos de:
detectar el nivel de la corriente eléctrica a
través de dicho devanado (11', 11''), dependiendo el nivel de la
posición del objeto (1) con respecto al plano (x), y
aplicar la fuerza magnética al objeto en
respuesta al valor detectado, donde la fuerza magnética incluye al
menos una componente de una fuerza, que actúa en el objeto (1) y
dirigida transversalmente a la dirección de transporte (4) y
transversalmente al plano (x).
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