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Title:
MEASURING THE FLATNESS OF ROLLING TRAINS FOR ALUMINIUM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/157356
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rolling stand (2) for rolling a hot aluminium strip (1), downstream of which on the outlet side are arranged – in this order – a trimming device (7), a front deflection roller (8), a measuring assembly (9) and a coiling device (10). The coiling device (10) has a coiler (11) and a rear deflection roller (12), the rear deflection roller (12) being upstream of the coiler (11). The trimming device (7) cuts a portion of the metal strip (1) from both sides of the metal strip (1) such that only the remaining central region of the metal strip (1) is fed to the downstream devices (8 to 10). The front deflection roller (8) deflects the metal strip (1) away from a direct connecting line (13) between the rolling stand (2) and the rear deflection roller (12). The measuring assembly has a mechanical excitation device (14) and a measuring device (19). The mechanical excitation device (14) excites the metal strip (1) to mechanically oscillate in the direction of its thickness. The measuring assembly (19) senses, for a plurality of regions (20) of the metal strip (1) lying adjacent to one another in the direction of the width of the metal strip (1), the amplitude of the excited mechanical oscillation of the respective region (20).

Inventors:
BLANCO DE SOUZA JOSE CLAUDIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/051485
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
January 24, 2022
Export Citation:
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Assignee:
PRIMETALS TECHNOLOGIES GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
B21B38/02; G01B7/34
Attorney, Agent or Firm:
ZUSAMMENSCHLUSS METALS@LINZ, NR. 598 (AT)
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Claims:
Ansprüche

1. Walzeinrichtung für ein Metallband (1) aus Aluminium,

- wobei die Walzeinrichtung ein Walzgerüst (2) aufweist,

- wobei die Walzeinrichtung eine auslaufseitig des Walzge- rüsts (2) angeordnete Haspeleinrichtung (10) mit einem Haspel (11) und einer hinteren Umlenkrolle (12) aufweist,

- wobei die hintere Umlenkrolle (12) zwischen dem Walzgerüst (2) und dem Haspel (11) angeordnet ist,

- wobei die Walzeinrichtung eine zwischen dem Walzgerüst (2) und der hinteren Umlenkrolle (12) angeordnete Messanordnung (9) , eingerichtet zur Ermittlung einer Planheit des Metallbandes, aufweist,

- wobei die Messanordnung (9) eine mechanische Anregungseinrichtung (14) aufweist, mittels derer das Metallband (1) in seiner Dickenrichtung zu einer mechanischen Schwingung anregbar ist,

- wobei die Messanordnung (9) eine Messeinrichtung (19) aufweist, mittels derer für mehrere in Breitenrichtung des Metallbandes (1) nebeneinanderliegende Bereiche (20) des Metallbandes (1) die Amplitude der angeregten mechanischen Schwingung des jeweiligen Bereichs (20) des Metallbandes

(1) erfassbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

- dass die Walzeinrichtung eine auslaufseitig des Walzgerüsts

(2) angeordnete Trimmeinrichtung (7) aufweist, mittels derer auf beiden Seiten des Metallbandes (1) jeweils ein Streifen des Metallbandes (1) abtrennbar ist, so dass nur ein verbleibender Mittelbereich des Metallbandes (1) der hinteren Umlenkrolle (12) und von dort dem Haspel (11) zugeführt wird, und

- dass die Walzeinrichtung eine zwischen der Trimmeinrichtung (7) und der Messanordnung (9) angeordnete vordere Umlenkrolle (8) aufweist, mittels derer das Metallband (1) aus einer direkten Verbindungslinie (13) zwischen dem Walzgerüst (2) und der hinteren Umlenkrolle (12) auslenkbar ist. 2. Walzeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mechanische Anregungseinrichtung (14) als Saugeinrichtung ausgebildet ist, mittels derer das Metallband (1) einseitig periodisch mit einem Unterdrück beaufschlagbar ist.

3. Walzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Messeinrichtung (19) als kontaktlos arbeitende Messeinrichtung ausgebildet ist, mittels derer die Amplitude der angeregten mechanischen Schwingung des jeweiligen Bereichs (20) des Metallbandes (1) kontaktlos erfassbar ist.

4. Walzeinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Messeinrichtung (19) zum Induzieren von Wirbelströmen in dem Metallband (1) eine Anzahl von elektromagnetischen Anregungseinrichtungen (21) aufweist und für die Erfassung der Amplitude der mechanischen Schwingung des jeweiligen Bereichs (20) des Metallbandes (1) jeweils mindestens eine elektromagnetische Empfangseinrichtung (22) aufweist, mittels derer die Stärke des im jeweiligen Bereich (20) des Metallbandes (1) angeregten Wirbelstroms erfassbar ist.

5. Walzeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die vordere Umlenkrolle (8) im wesentlichen orthogonal zu der direkten Verbindungslinie (13) des Walzgerüsts (2) und der hinteren Umlenkrolle (12) in Dickenrichtung des Metallbandes (1) bewegbar ist.

6. Walzeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die vordere Umlenkrolle (8) von oben an das Metallband (1) anstellbar ist. 7. Walzeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die vordere Umlenkrolle (8) mit der Messanordnung (9) mechanisch verbunden ist, so dass die vordere Umlenkrolle (8)unddie Messanordnung (9) nur gemeinsam bewegbar sind, und dass die vordere Umlenkrolle (8) und die Messanordnung (9) sich auf derselben Seite des Metallbandes (1) befinden.

8. Walzeinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die vordere Umlenkrolle (8) mit der Messanordnung (9) über einen schwenkbar gelagerten Hebelarm (24) verbunden ist, so dass bei an das Metallband (1) angestellter vorderer Umlenkrolle (8) beim Schwenken des Hebelarms (24) ein Abstand der Messanordnung (9) vom Metallband (1) konstant bleibt.

9. Walzeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen der Messanordnung (9) und der hinteren Umlenkrolle (12) eine mittlere Umlenkrolle (26) angeordnet ist.

10. Walzeinrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mittlere Umlenkrolle (26) mit der Messanordnung (9) mechanisch verbunden ist, so dass die mittlere Umlenkrolle

(26) und die Messanordnung (9) nur gemeinsam bewegbar sind.

11. Walzeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Messeinrichtung (19) wassergekühlt ist.

12. Walzeinrichtung nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Abstand (a) der Messeinrichtung (19) vom Metallband (1) zwischen einem minimalen Abstand und einem maximalen Abstand einstellbar ist. 22

13. Walzeinrichtung nach Anspruch 11 und 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wasserkühlung, der minimale Abstand und der maximale Abstand derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Messein- richtung (19) bei dem minimalen Abstand mit Wasserkühlung dauerhaft betreibbar ist und bei dem maximalen Abstand auch ohne Wasserkühlung dauerhaft betreibbar ist oder zumindest nicht durch die thermische Einwirkung des heißen Metallbandes (1) auf die Messeinrichtung (19) beschädigt wird.

Description:
Beschreibung

Bezeichnung der Erfindung

Planheitsmessung bei Wal zstraßen für Aluminium

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Wal zeinrichtung für ein Metallband aus Aluminium,

- wobei die Wal zeinrichtung ein Wal zgerüst aufweist ,

- wobei die Wal zeinrichtung eine auslaufseitig des Wal zge- rüsts angeordnete Haspeleinrichtung mit einem Haspel und einer hinteren Umlenkrolle aufweist ,

- wobei die hintere Umlenkrolle zwischen dem Wal zgerüst und dem Haspel angeordnet ist ,

- wobei die Wal zeinrichtung eine zwischen dem Wal zgerüst und der hinteren Umlenkrolle angeordnete Messanordnung, eingerichtet zur Ermittlung einer Planheit des Metallbandes , aufweist ,

- wobei die Messanordnung eine mechanische Anregungseinrichtung aufweist , mittels derer das Metallband in seiner Dickenrichtung zu einer mechanischen Schwingung anregbar ist ,

- wobei die Messanordnung eine Messeinrichtung aufweist , mittels derer für mehrere in Breitenrichtung des Metallbandes nebeneinanderliegende Bereiche des Metallbandes die Amplitude der angeregten mechanischen Schwingung des j eweiligen Bereichs des Metallbandes erfassbar ist .

Stand der Technik

Eine derartige Wal zeinrichtung ist für Wal zstraßen zum Kaltwal zen von Stahl bekannt . Rein beispielhaft kann auf die WO 98 / 38482 Al verwiesen werden . Aus den erfassten Amplituden der mechanischen Schwingungen der Bereiche des Metallbandes kann die Planheit des Metallbandes ermittelt werden . Auch dies ist in der genannten WO-Schri ft näher erläutert . Zusammenfassung der Erfindung

Beim Wal zen von Metallbändern ist die Planheit des gewal zten Metallbandes ein wichtiges Qualitätsmerkmal . Insbesondere muss vermieden werden, dass das gewal zte Metallband nach dem Wal zen wellig wird . Diese Problematik stellt sich gleichermaßen beim Kaltwal zen vom Stahl und beim Warmwal zen von Aluminium . Während j edoch beim Kaltwal zen von Stahl die obengenannte Ausgestaltung einer Wal zeinrichtung bekannt ist , kann eine derartige Wal zeinrichtung nicht ohne weiteres auch beim Warmwal zen von Aluminium verwendet werden . Dies hat verschiedene Gründe .

Ein Grund besteht darin, dass ein Aluminiumband andere physikalische Eigenschaften aufweist und damit bei gleicher Geometrie der Wal zeinrichtung ein anderes Schwingungsverhalten - beispielsweise andere Eigenfrequenzen - aufweist als ein Stahlband . Insbesondere liegen die Eigenfrequenzen bei einem Aluminiumband erheblich niedriger als bei einem Stahlband . Um Störungen durch Eigenschwingungen des Aluminiumbandes zu vermeiden, müsste die Frequenz der angeregten mechanischen Schwingung bei einem Aluminiumband deutlich niedriger gewählt werden als bei einem Stahlband . Diese theoretische Möglichkeit , mit einer geringeren Frequenz zu arbeiten, erweist sich aus praktischen Erwägungen als nicht sinnvoll .

Ein weiterer Grund besteht darin, dass nach dem Warmwal zen eines Aluminiumbandes eine Trimmung der Seitenkanten des Aluminiumbandes erforderlich ist . Zu diesem Zweck ist bei einer Wal zeinrichtung zum Warmwal zen eines Aluminiumbandes auslaufseitig des Wal zgerüsts eine Trimmeinrichtung angeordnet , mittels derer auf beiden Seiten des Aluminiumbandes j eweils ein Strei fen des Metallbandes abgetrennt wird . Durch den mit der Trimmung verbundenen Schneidvorgang werden j edoch zumindest die Randbereiche des Aluminiumbandes zu mechanischen Schwingungen angeregt . Diese Schwingungen stören zumindest in den Randbereichen des Aluminiumbandes die korrekte Erfassung der Amplituden der angeregten mechanischen Schwingung und verfälschen daher das Ergebnis .

Zur Erfassung der Planheit eines Aluminiumbandes erfolgt daher eine kontaktbehaftete Erfassung mittels einer segmentierten Zugmessrolle . Diese Lösung weist verschiedene Nachteile auf . So besteht beispielsweise die Gefahr, die Oberfläche des Aluminiumbandes zu zerkratzen oder anderweitig zu beschädigen . Weiterhin ist die Messung relativ ungenau . Auch ist die Verwendung einer segmentierten Zugmessrolle kostenintensiv . Schließlich besteht die Gefahr einer Beschädigung der Sensoren der segmentierten Zugmessrolle .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaf fen, mittels derer eine Wal zeinrichtung der eingangs genannten Art derart modi fi ziert werden kann, dass sie bei einer Wal zeinrichtung für ein heißes Aluminiumband einsetzbar ist .

Die Aufgabe wird durch eine Wal zeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Wal zeinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12 .

Erfindungsgemäß wird eine Wal zeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet ,

- dass die Wal zeinrichtung eine auslaufseitig des Wal zgerüsts angeordnete Trimmeinrichtung aufweist , mittels derer auf beiden Seiten des Metallbandes j eweils ein Strei fen des Metallbandes abtrennbar ist , so dass nur ein verbleibender Mittelbereich des Metallbandes der hinteren Umlenkrolle und von dort dem Haspel zugeführt wird, und

- dass die Wal zeinrichtung eine zwischen der Trimmeinrichtung und der Messanordnung angeordnete vordere Umlenkrolle aufweist , mittels derer das Metallband aus einer direkten Verbindungslinie zwischen dem Wal zgerüst und der hinteren Umlenkrolle auslenkbar ist . Aufgrund der Trimmeinrichtung muss es sich bei der Wal zeinrichtung um eine Wal zeinrichtung zum Wal zen eines Aluminiumbandes handeln . Denn bei anderen Metallen - insbesondere bei Stahl - sind derartige Trimmeinrichtungen weder erforderlich noch vorhanden . Mittels der vorderen Umlenkrolle wird das Metallband von einer Auslaufrichtung, mit der das Metallband aus dem Wal zgerüst ausläuft , in die Transportrichtung umgelenkt , mit welcher das Metallband die Messanordnung passiert . Das Umlenken als solches - also die Richtungsänderung als solche - ist von untergeordneter Bedeutung . Insbesondere kann das Ausmaß , zu dem das Metallband 1 mittels der vorderen Umlenkrolle 8 umgelenkt wird, relativ gering sein . Es reicht eine Umlenkung um wenige Grad aus , beispielsweise eine Umlenkung um 5 ° bis 10 ° . Auch eine größere Umlenkung ist aber ohne weiteres möglich . Durch das Umlenken an der vorderen Umlenkrolle werden j edoch zwei entscheidende Ef fekte erreicht . Zum einen wird die freie Wegstrecke verkürzt , auf der das Aluminiumband schwingen kann . Denn die freie Wegstrecke erstreckt sich aufgrund der vorderen Umlenkrolle nicht mehr von dem Wal zgerüst bzw . der Trimmeinrichtung zur hinteren Umlenkrolle , sondern nur noch von der vorderen Umlenkrolle zur hinteren Umlenkrolle . Dadurch erhöhen sich die Eigenfrequenzen des Aluminiumbandes im Bereich der Messanordnung . Weiterhin werden durch die vordere Umlenkrolle die Schwingungen beruhigt , die durch die Trimmeinrichtung in dem Aluminiumband angeregt werden . Die durch die Trimmeinrichtung hervorgerufenen Störungen werden also beseitigt bzw . zumindest weitgehend gedämpft .

Die mechanische Anregungseinrichtung kann insbesondere als Saugeinrichtung ausgebildet sein, mittels derer das Metallband einseitig periodisch mit einem Unterdrück beaufschlagbar ist . Diese Ausgestaltung ist etabliert , robust und zuverlässig . Die mittlere Amplitude der durch den Unterdrück angeregten mechanischen Schwingungen kann durch das Ausmaß eingestellt werden, mit dem eine Luftabsaugung variiert wird . Die Frequenz der angeregten mechanischen Schwingungen kann durch die Frequenz eingestellt werden, mit der die Luftabsaugung variiert wird .

Die Messeinrichtung kann insbesondere als kontaktlos arbeitende Messeinrichtung ausgebildet sein, mittels derer die Amplitude der angeregten mechanischen Schwingung des j eweiligen Bereichs des Metallbandes kontaktlos erfassbar ist . Analog zur Ausgestaltung der mechanischen Anregungseinrichtung ist auch diese Ausgestaltung etabliert , robust und zuverlässig .

Eine kontaktlos arbeitende Messeinrichtung kann beispielsweise zum Induzieren von Wirbelströmen in dem Metallband eine Anzahl von elektromagnetischen Anregungseinrichtungen aufweisen und für die Erfassung der Amplitude der mechanischen Schwingung des j eweiligen Bereichs des Metallbandes j eweils mindestens eine elektromagnetische Empfangseinrichtung aufweisen, mittels derer die Stärke des im j eweiligen Bereich des Metallbandes angeregten Wirbelstroms erfassbar ist .

Insbesondere wird eine Messanordnung, in der die mechanische Anregungseinrichtung und die Messeinrichtung angeordnet sind, in verschiedenen, von der Siemens VAI Metals Technologies GmbH, Linz , Österreich, entsprechend ausgerüsteten Wal zwerken eingesetzt . Der damalige Produktname der Siemens VAI Metals Technologies GmbH für die Messanordnung war S I FLAT . Auch in der eingangs genannten WO-Schri ft ist eine derartige Messanordnung erläutert .

Vorzugsweise ist die vordere Umlenkrolle im wesentlichen orthogonal zu der Verbindungslinie des Wal zgerüsts und der hinteren Umlenkrolle in Dickenrichtung des Metallbandes bewegbar . Das Ausmaß der Bewegung ist vorzugsweise derart , dass die vordere Umlenkrolle in einer zurückgezogenen Position das Metallband nicht aus der Verbindungslinie des Wal zspaltes und der hinteren Umlenkrolle auslenkt , sehr wohl aber in einer ausgefahrenen Position . Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere erreicht werden, dass zunächst ein sauberes Anhaspeln „ohne Störungen durch die vordere Umlenkrolle und die Messanordnung" möglich ist und erst nach dem Anhaspeln, also erst nach dem Erreichen eines stabilen Zustands , die vordere Umlenkrolle an das Metallband angestellt wird und es auslenkt .

Vorzugsweise ist die vordere Umlenkrolle von oben an das Metallband anstellbar . Insbesondere muss in diesem Fall die vordere Umlenkrolle nicht in dem beengten Bauraum zwischen dem Wal zgerüst und der hinteren Umlenkrolle angeordnet werden . Weiterhin ist diese Ausgestaltung leichter bei einer bereits existierenden, noch nicht erfindungsgemäß ausgestalteten Wal zeinrichtung nachrüstbar .

Es ist möglich, dass die vordere Umlenkrolle mit der Messanordnung mechanisch verbunden ist , so dass die vordere Umlenkrolle und die Messanordnung nur gemeinsam bewegbar sind . Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann sinnvoll , wenn die vordere Umlenkrolle und die Messanordnung sich auf derselben Seite des Metallbandes befinden . Dies kann die mechanische Konstruktion vereinfachen und weniger Aktuatoren erfordern . Dies gilt ganz besonders in dem Fall , dass die vordere Umlenkrolle mit der Messanordnung über einen schwenkbar gelagerten Hebelarm verbunden ist , so dass bei an das Metallband angestellter vorderer Umlenkrolle beim Schwenken des Hebelarms ein Abstand der Messanordnung vom Metallband (bzw . von einer Verbindungslinie der vorderen und der hinteren Umlenkrolle miteinander ) konstant bleibt .

Es ist weiterhin möglich, dass zwischen der Messanordnung und der hinteren Umlenkrolle eine mittlere Umlenkrolle angeordnet ist . Durch diese Ausgestaltung kann die freie Wegstrecke im Bereich der Messanordnung, welche die Eigenfrequenzen des Metallbandes bestimmt , noch weiter verkürzt werden .

Vorzugsweise ist die mittlere Umlenkrolle mit der Messanordnung mechanisch verbunden, so dass die Messanordnung und die mittlere Umlenkrolle nur gemeinsam bewegbar sind . Dadurch kann - insbesondere dann, wenn zusätzlich auch die die vorde- re Umlenkrolle mit der Messanordnung mechanisch verbunden ist , - beim Heranfahren der Einheit von Messanordnung, vorderer Umlenkrolle und mittlerer Umlenkrolle an das Metallband automatisch gewährleistet werden, dass die mechanische Anregungseinrichtung und die Messeinrichtung in den gewünschten Abständen vom Metallband angeordnet werden .

Vorzugsweise ist die Messeinrichtung wassergekühlt . Dadurch ist es insbesondere möglich, die Messeinrichtung hinreichend zu kühlen und damit mittels der Messeinrichtung auch bei einem sehr heißen Aluminiumband eine Planheitsmessung durchzuführen .

Vorzugsweise ist ein Abstand der Messeinrichtung vom Metallband zwischen einem minimalen Abstand und einem maximalen Abstand einstellbar . Dadurch kann insbesondere bei Bedarf der Abstand der Messeinrichtung vom Metallband vergrößert werden . Ein derartiger Bedarf kann sich beispielsweise dadurch ergeben, dass eine Wasserkühlung aus fällt .

Vorzugsweise sind die Wasserkühlung, der minimale Abstand und der maximale Abstand derart aufeinander abgestimmt , dass die Messeinrichtung bei dem minimalen Abstand mit Wasserkühlung dauerhaft betreibbar ist und bei dem maximalen Abstand auch ohne Wasserkühlung dauerhaft betreibbar ist oder zumindest trotz der thermischen Einwirkung des heißen Metallbandes auf die Messeinrichtung nicht beschädigt wird .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Hierbei zeigen in schematischer Darstellung :

FIG 1 eine Seitenansicht einer Wal zeinrichtung, FIG 2 die Walzeinrichtung von FIG 1 von oben,

FIG 3 eine Messanordnung und zwei Umlenkrollen von der

Seite,

FIG 4 die Messanordnung von FIG 3 von oben,

FIG 5 eine Seitenansicht einer Walzeinrichtung,

FIG 6 eine Seitenansicht einer Walzeinrichtung und

FIG 7 eine weitere Messanordnung und zwei Umlenkrollen.

Beschreibung der Aus führungs formen

Gemäß den FIG 1 und 2 weist eine Walzeinrichtung für ein Metallband 1 ein Walzgerüst 2 auf. Das Walzgerüst 2 ist in FIG 1 als Sextogerüst dargestellt, also als Walzgerüst, das zusätzlich zu seinen Arbeitswalzen 3 Zwischenwalzen 4 und Stützwalzen 5 aufweist. Das Walzgerüst 2 könnte jedoch auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Quartogerüst, bei dem zusätzlich zu den Arbeitswalzen 3 nur die Stützwalzen 5 vorhanden sind. In diesem Fall würden die Stützwalzen 5 selbstverständlich direkt auf den Arbeitswalzen 3 aufliegen. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich, beispielsweise als 20-Rollen-Walzgerüst oder als 12-Rollen-Walzgerüst .

Das Metallband 1 ist ein heißes Aluminiumband. Es weist eine Breite b von meist 100 cm oder mehr (teilweise bis 225 cm und noch mehr) und eine Temperatur im Bereich von über 300 °C auf, meist zwischen 315 °C und 350 °C. Das Metallband 1 wird dem Walzgerüst 2 in einer Förderrichtung x zugeführt. Es läuft in aller Regel auch mit derselben Förderrichtung x aus dem Walzgerüst 2 aus. Die Förderrichtung x ist in aller Regel horizontal oder zumindest nahezu horizontal. Eine Transportgeschwindigkeit, mit welcher das Metallband 1 aus dem Walzgerüst 2 ausläuft, kann bis zu 400 m/min liegen, manchmal sogar noch etwas darüber.

Auslaufseitig des Walzgerüsts 2 sind - in dieser Reihenfolge

- eine Dickenmesseinrichtung 6, eine Trimmeinrichtung 7, eine vordere Umlenkrolle 8, eine Messanordnung 9 und eine Haspeleinrichtung 10 angeordnet. Die Haspeleinrichtung 10 weist einen Haspel 11 und eine hintere Umlenkrolle 12 auf , wobei die hintere Umlenkrolle 12 zwischen dem Wal zgerüst 2 und dem Haspel 11 angeordnet ist , genauer zwischen der Messanordnung 9 und dem Haspel 11 .

Dem Wal zgerüst 2 kann einlaufseitig ein weiteres Wal zgerüst vorgeordnet sein . Auch können dem Wal zgerüst 2 einlaufseitig mehrere weitere Wal zgerüste vorgeordnet sein . Ebenso ist es möglich, dass dem Wal zgerüst 2 beispielsweise direkt eine Haspeleinrichtung zum Abhaspeln des Metallbandes 1 vorgeordnet ist . Welche dieser Ausgestaltungen gegeben ist , ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung . Aus diesem Grund ist die Ausgestaltung der Wal zeinrichtung einlaufseitig des Wal zgerüsts 2 in den FIG nicht dargestellt und wird auch nicht näher erläutert .

Nach dem Auslaufen aus dem Wal zgerüst 2 wird zunächst mittels der Dickenmesseinrichtung 6 ( gegebenenfalls über die Bandbreite ortsaufgelöst ) die Dicke des Metallbandes 1 erfasst . Die Dickenerfassung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung . Aus diesem Grund ist die Dickenmesseinrichtung 6 in FIG 2 nicht mit dargestellt . Aus dem gleichen Grund wird auch die Auswertung der erfassten Dicke nicht näher erläutert .

Sodann wird mittels der Trimmeinrichtung 7 auf beiden Seiten des Metallbandes 1 j eweils ein Strei fen des Metallbandes 1 abgetrennt . Den nachfolgenden Elementen, also der vorderen Umlenkrolle 8 , der Messanordnung 9 , der hinteren Umlenkrolle 12 und dem Haspel 11 wird somit nur ein verbleibender Mittelbereich des Metallbandes 1 zugeführt . Die abgetrennten Streifen sind in FIG 2 im Verhältnis zum Mittelbereich breiter dargestellt als sie in der Realität sind . In der Realität weisen sie in der Regel eine relativ geringe Breite auf , typisch zwischen 1 , 5 cm und 4 , 0 cm .

Mittels der beiden Umlenkrollen 8 , 12 wird die Richtung, in der das Metallband 1 transportiert wird, j eweils geändert . Insbesondere wird das Metallband 1 mittels der vorderen Umlenkrolle 8 aus einer direkten Verbindungslinie 13 zwischen dem Wal zgerüst 2 ( genauer : dem Wal zspalt des Wal zgerüsts 2 ) und der hinteren Umlenkrolle 12 ausgelenkt .

Gemäß den FIG 1 und 2 ist die vordere Umlenkrolle 8 von oben an das Metallband 1 anstellbar . Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil , wenn die vordere Umlenkrolle 8 bei einer bereits existierenden Wal zeinrichtung - also einer Wal zeinrichtung, welche die vordere Umlenkrolle 8 noch nicht aufweist - nachgerüstet werden soll .

Unabhängig davon, ob die vordere Umlenkrolle 8 von oben oder von unten an das Metallband 1 anstellbar ist , ist die vordere Umlenkrolle 8 j edoch orthogonal oder zumindest im wesentlichen orthogonal zu der genannten Verbindungslinie 13 bewegbar und damit in Dickenrichtung des Metallbandes 1 . Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil oberhalb der oberen Umlenkrolle 8 angedeutet . Weiterhin kann das Anstellen der vorderen Umlenkrolle 8 an das Metallband 1 nach Bedarf gesteuert ( also ungeregelt ) oder geregelt erfolgen . Der Antrieb zum Anstellen der vorderen Umlenkrolle 8 kann nach Bedarf beispielsweise elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Natur sein .

Nachfolgend werden in Verbindung mit den FIG 3 und 4 der Aufbau und die Wirkungsweise der Messanordnung 9 näher erläutert .

Gemäß FIG 3 weist die Messanordnung 9 eine mechanische Anregungseinrichtung 14 auf . Mittels der mechanischen Anregungseinrichtung 14 kann das Metallband 1 in seiner Dickenrichtung zu einer mechanischen Schwingung angeregt werden . Konkret ist das Metallband 1 in FIG 3 in einer durchgezogene Linie in einer mittleren Stellung eingezeichnet , in gestrichelten Linien in den vollständig ausgelenkten Stellungen . Die mechanische Anregungseinrichtung 14 kann beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 3 als Saugeinrichtung ausgebildet sein . Beispielsweise kann ein Sauggebläse 15 über Säugöf fnungen 16 ( siehe auch FIG 4 ) und einen Saugkanal 17 aus dem Bereich zwischen dem Metallband 1 und der Messanordnung 9 Luft absaugen und damit das Metallband 1 einseitig periodisch mit einem Unterdrück beaufschlagen . Das Ausmaß , in dem Luft abgesaugt wird, kann durch direkte Ansteuerung des Sauggebläses 15 und/oder durch Ansteuerung eines Modulatorelements 18 variiert werden . Im Falle der Ansteuerung des Modulatorelements 18 variiert das Modulatorelement 18 in periodischer Weise den Querschnitt und damit den Strömungswiderstand des Saugkanals 17 . Das Modulatorelement 18 kann beispielsweise als ovales oder elliptisches Element ausgebildet sein, das im Saugkanal 17 rotiert wird .

Die Frequenz , mit der das Metallband 1 mechanisch schwingt , wird durch die Frequenz bestimmt , mit der die Anregungseinrichtung 14 das Metallband 1 zu der mechanischen Schwingung anregt . In der Regel liegt die Frequenz im oberen einstelligen oder niedrigen zweistelligen Hertzbereich, also zwischen 5 Hz und 30 Hz . Meist liegt sie zwischen 8 Hz und 20 Hz , insbesondere zwischen 10 Hz und 15 Hz . Die Amplitude der mechanischen Schwingung des Metallbandes 1 kann durch das Ausmaß der Luftabsaugung eingestellt werden . Meist wird die Luftabsaugung derart eingestellt , dass die Amplitude der mechanischen Schwingung des Metallbandes 1 im Bereich zwischen 50 pm und 200 pm liegt , insbesondere zwischen 80 pm und 125 pm .

Die Messanordnung 9 weist weiterhin eine Messeinrichtung 19 auf , mittels derer für mehrere Bereiche 20 des Metallbandes 1 ( siehe die FIG 2 und 4 ) die j eweilige Amplitude Ai (mit i = 1 , 2 , . . . n und n = Anzahl an Bereichen 20 ) der angeregten mechanischen Schwingung des j eweiligen Bereichs 20 des Metallbandes 1 erfasst werden kann . Die Bereiche 20 liegen entsprechend der Darstellung in den FIG 2 und 4 in Breitenrichtung des Metallbandes 1 gesehen nebeneinander . Die dargestellte Anzahl an insgesamt acht Bereichen 20 ist nur rein beispielhaft zu verstehen . Aus den ermittelten Amplituden Ai kann in an sich bekannter Art und Weise die Planheit des Metallbandes 1 ermittelt werden . Nachfolgend wird mit KWi der Kehrwert der j eweiligen Amplitude Ai des j eweiligen Bereichs 20 bezeichnet . Es gilt also für alle Bereiche 20 die Beziehung

Weiterhin wird mit KW ( also ohne den Index i ) der Mittelwert der Kehrwerte KWi bezeichnet :

Somit kann anhand der Beziehung für den i-ten Bereich 20 die Abweichung öoi der spezi fischen Spannung oi ermittelt werden . Die spezi fische Spannung oi für den i-ten Bereich 20 ergibt sich als Mittelwert der für die einzelnen Bereiche 20 ermittelten spezi fischen Spannungen oi , gegebenenfalls gewichtet mit den Dicken der j eweiligen Bereiche 20 . Aus den Abweichungen öoi der spezi fischen Spannung oi kann sodann in an sich bekannter Art und Weise die Planheit ermittelt werden .

Die Auswertung der ermittelten Amplituden Ai bzw . die Ermittlung der Planheit des Metallbandes 1 ist als solche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung . Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist vielmehr die Ausgestaltung der Wal zeinrichtung, welche die Erfassung der Messwerte ermöglicht , anhand derer die Amplituden Ai ermittelt werden können .

Die Messeinrichtung 19 kann insbesondere als kontaktlos arbeitende Messeinrichtung ausgebildet sein, also als Messein- richtung 19 , mittels derer die Amplituden Ai der angeregten mechanischen Schwingung der Bereiche 20 des Metallbandes 1 kontaktlos erfassbar sind . Beispielsweise kann die Messeinrichtung 19 eine Anzahl von elektromagnetischen Anregungseinrichtungen 21 aufweisen, mittels derer in dem Metallband 1 Wirbelströme induziert werden . Im Einzel fall ist es möglich, dass nur eine einzige elektromagnetische Anregungseinrichtung 20 vorhanden ist . Manchmal können mehrere elektromagnetische Anregungseinrichtungen 21 vorhanden sein, die j eweils in mehreren Bereichen 20 Wirbelströme induzieren . Gemäß FIG 4 kann die Messeinrichtung 19 für j eden Bereich 20 des Metallbandes 1 j eweils eine derartige elektromagnetische Anregungseinrichtung 21 aufweisen . Die j eweilige Anregungseinrichtung 21 kann als Anregungsspule ausgebildet sein . Die Anregungseinrichtungen 21 werden mit einem - einheitlichen oder individuell eingestellten - Anregungsstrom IA beaufschlagt . Das Beaufschlagen mit dem Anregungsstrom IA ist in FIG 4 nur für eine der Anregungseinrichtungen 21 dargestellt .

Der Anregungsstrom IA weist eine Anregungs frequenz auf . Die Anregungs frequenz liegt meist im Bereich von etlichen kHz , manchmal sogar im einstelligen MHz-Bereich . Durch die Anregungsströme IA werden im Metallband 1 Wirbelströme induziert . Die Wirbelströme wiederum können mittels elektromagnetischer Empfangseinrichtungen 22 erfasst und detektiert werden . Die elektromagnetische Empfangseinrichtungen 22 sind den Bereichen 20 individuell zugeordnet . Für j eden Bereich 20 ist also j eweils mindestens eine elektromagnetische Empfangseinrichtung 22 vorhanden . Die elektromagnetischen Empfangseinrichtungen 22 können als Empfangsspulen ausgebildet sein . Die elektromagnetischen Empfangseinrichtungen 22 liefern erfasste Sensorströme ISi (wobei der Index i wieder für den j eweiligen Bereich 20 steht ) . Die Größe des j eweiligen Sensorstroms ISi ist für die Stärke des im j eweiligen Bereich des Metallbandes 1 angeregten Wirbelstroms charakteristisch . Aus dem Verhältnis des j eweiligen Sensorstroms ISi zum - gegebenenfalls j eweiligen - Anregungsstrom IA kann damit in an sich bekannter Art und Weise der j eweils aktuelle Abstand des j eweiligen Be- reichs 20 des Metallbandes 1 von der Messeinrichtung 19 ermittelt werden . Die zeitliche Entwicklung dieses Abstands liefert die Amplitude Ai der mechanischen Schwingung des j eweiligen Bereichs 20 des Metallbandes 1 . Aus den Amplituden Ai kann sodann, wie bereits erläutert , auf die Planheit des Metallbandes 1 geschlossen werden .

Zur Ermittlung der Abstände der Bereiche 20 kann es erforderlich sein, allgemein für alle Bereiche 20 oder spezi fisch für den j eweiligen Bereich 20 eine Sensitivität zu ermitteln, also einen Faktor, mittels dessen aus dem Verhältnis des j eweiligen Sensorstroms ISi zum Anregungsstrom IA der Abstand ermittelt werden kann . Die Ermittlung einer derartigen Sensitivität kann im Rahmen von Versuchen erfolgen .

Es ist möglich, dass die Messanordnung 9 - insbesondere die Messeinrichtung 19 - die rauen Betriebsbedingungen, insbesondere die hohe Temperaturbelastung durch das heiße Metallband 1 , ohne aktive Kühlung verkraftet . Meist ist die Messeinrichtung 19 j edoch wassergekühlt . Dies ist aus FIG 4 dadurch ersichtlich, dass der Messeinrichtung 19 ( relativ kaltes ) Kühlwasser 23 zugeführt wird und das Kühlwasser 23 (nach dem Kühlen der Messeinrichtung 19 ) wieder aus der Messeinrichtung 19 abgeführt wird .

In aller Regel ist ein Abstand a der Messeinrichtung 19 vom Metallband 1 einstellbar . Der Abstand a ist auf den nicht ausgelenkten Zustand des Metallbandes 1 bezogen . Beispielsweise kann innerhalb der Messanordnung 9 die Messeinrichtung 19 bewegbar angeordnet sein oder kann die Messanordnung 9 als Ganzes bewegt werden . Der Abstand a ist zwischen einem minimalen Abstand (beispielsweise vollständig ausgefahren) und einem maximalen Abstand (beispielsweise vollständig zurückgezogen) einstellbar . Bei dem minimalen Abstand kann die Messeinrichtung 19 dauerhaft betrieben werden, sofern die Wasserkühlung arbeitet . Das Arbeiten der Wasserkühlung kann beispielsweise überwacht werden . Wenn die Wasserkühlung hingegen nicht arbeitet - beispielsweise , weil sie aus fällt - würde ein weiterer Betrieb der Messeinrichtung 19 oder in manchen Fällen sogar überhaupt ein Verbleib der Messeinrichtung 19 bei dem minimalen Abstand in vielen Fällen sehr schnell zu Schäden der Messeinrichtung 19 führen . Daher wird, wenn die Wasserkühlung nicht arbeitet , die Messeinrichtung 19 zurückgezogen, vorzugsweise auf den maximalen Abstand . Bei dem maximalen Abstand wird die Messeinrichtung 19 trotz der thermischen Einwirkung des heißen Metallbandes 1 zumindest nicht beschädigt . Im Betrieb liegt der Abstand a der Messeinrichtung 19 von dem Metallband 1 ( der im wesentlichen mit dem minimalen Abstand übereinstimmt ) meist im Bereich von wenigen mm, beispielsweise zwischen 2 mm und 5 mm .

Der maximale Abstand kann erheblich größer als der minimale Abstand sein . In manchen Fällen sind aufgrund des größeren Abstandes die nunmehr kleineren Sensorströme ISi so klein, dass eine sinnvolle Auswertung der Sensorströme ISi und damit die Ermittlung der mechanischen Schwingungsamplituden Ai der Bereiche 20 des Metallbandes 1 nicht mehr möglich ist . In manchen Fällen kann aber trotz des maximalen Abstandes immer noch ein Weiterbetrieb der Messeinrichtung 19 ( einschließlich darauf aufbauender Ermittlung der mechanischen Schwingungsamplituden Ai der Bereiche 20 des Metallbandes 1 möglich sein .

In der Ausgestaltung gemäß den FIG 1 und 2 ist die vordere Umlenkrolle 8 oberhalb des Metallbandes 1 angeordnet , während die Messanordnung 9 unterhalb des Metallbandes 1 angeordnet ist . In diesem Fall , wenn also die vordere Umlenkrolle 8 und die Messanordnung 9 auf voneinander verschiedenen Seiten des Metallbandes 1 angeordnet sind, ist die vordere Umlenkrolle 8 in der Regel eine von der Messanordnung 9 eigenständige Einrichtung . Falls j edoch die vordere Umlenkrolle 8 und die Messanordnung 9 sich auf derselben Seite des Metallbandes 1 befinden, kann es entsprechend der Darstellung in FIG 5 sinnvoll sein, die vordere Umlenkrolle 8 mit der Messanordnung 9 mechanisch zu verbinden, so dass die Messanordnung 9 und die vordere Umlenkrolle 8 nur gemeinsam bewegbar sind . Beispiels- weise kann die vordere Umlenkrolle 8 mit der Messanordnung 9 über einen Hebelarm 24 verbunden sein, der in einem Lagerpunkt 25 schwenkbar gelagert ist . Bei geeigneter Wahl des Lagerpunktes 25 kann dadurch erreicht werden, dass beim Schwenken des Hebelarms 24 ein Abstand der Messanordnung 9 vom Metallband 1 konstant bleibt . Der Lagerpunkt 25 kann beispielsweise mit der Drehachse der hinteren Umlenkrolle 12 zusammenfallen bzw . in der unmittelbaren Nähe dieser Drehachse liegen .

Die Bedingung, dass der Abstand der Messanordnung 9 vom Metallband 1 konstant bleibt , ist selbstverständlich nur dann erfüllt , wenn die vordere Umlenkrolle 8 an das Metallband 1 angestellt ist . Wenn die vordere Umlenkrolle 8 von dem Metallband 1 beabstandet ist , variiert mit dem Abstand der vorderen Umlenkrolle 8 von dem Metallband 1 und damit auch der Abstand der Messanordnung 9 vom Metallband 1 .

Weiterhin ist es entsprechend der Darstellung in FIG 6 möglich, dass zwischen der Messanordnung 9 und der hinteren Umlenkrolle 12 eine mittlere Umlenkrolle 26 angeordnet ist . Durch diese Ausgestaltung kann die wirksame Länge , auf der das Metallband 1 zu der mechanischen Schwingung angeregt werden kann, besonders kurz gehalten werden . Weiterhin kann dadurch die Richtung, in welcher das Metallband 1 zwischen der vorderen und der mittleren Umlenkrolle 8 , 26 gefördert wird, unabhängig vom Abstand a des Metallbandes 1 von der Messanordnung 9 eingestellt werden .

Die mittlere Umlenkrolle 26 kann, wie in FIG 7 dargestellt mit der Messanordnung 9 mechanisch verbunden sein, so dass die Messanordnung 9 und die mittlere Umlenkrolle 26 nur gemeinsam bewegbar sind . Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn entsprechend der Darstellung in FIG 7 zusätzlich zu der mittleren Umlenkrolle 26 auch die vordere Umlenkrolle 8 mit der Messanordnung 9 mechanisch verbunden ist , also eine konstruktive Einheit bilden . In diesem Fall kann beim

Anhaspeln des Metallbandes 1 die konstruktive Einheit von Messanordnung 9 , vorderer Umlenkrolle 8 und mittlerer Umlenkrolle 26 in einer zurückgezogenen Stellung gehalten werden, so dass ein problemloses Anhaspeln des Metallbandes 1 möglich ist . Nach dem Anhaspeln wird die konstruktive Einheit dann ausgefahren, so dass die vordere Umlenkrolle 8 und die mittlere Umlenkrolle 26 das Metallband 1 auslenken . Aufgrund der Zusammenfassung von Messanordnung 9 , vorderer Umlenkrolle 8 und mittlerer Umlenkrolle 26 zu der konstruktiven Einheit ist somit zwangsweise und automatisch auch der Abstand der Messanordnung 9 vom Metallband 1 eingestellt .

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf . Insbesondere wird auf einfache und zuverlässige Weise während des Haspelns des heißen Metallbandes 1 aus Aluminium die Erfas- sung von Messwerten ermöglicht , anhand derer die Planheit des heißen Metallbandes ermittelt werden kann .

Bezugs zeichenliste

1 Metallband

2 Wal zgerüst

3 Arbeitswal zen

4 Zwischenwal zen

5 Stützwal zen

6 Dickenmesseinrichtung

7 Trimmeinrichtung

8 vordere Umlenkrolle

9 Messanordnung

10 Haspeleinrichtung

11 Haspel

12 hintere Umlenkrolle

13 Verbindungslinie

14 mechanische Anregungseinrichtung

15 Sauggebläse

16 Säugöf fnungen

17 Saugkanal

18 Modul a tor element

19 Messeinrichtung

20 Bereiche

21 elektromagnetische Anregungs einricht ungen

22 elektromagnetische Empfangseinrichtungen

23 Kühlwasser

24 Hebelarm

25 Lagerpunkt

26 mittlere Umlenkrolle a Abstand

Ai Amplituden b Breite IA Anregungs ströme ISi Sensorströme x Förderrichtung