DE2732342A1

DE2732342A1 - Detecting mandrels or broken mandrels in cold pilger mils - via search coils connected in an electronic circuit

Info

Publication number: DE2732342A1
Application number: DE19772732342
Authority: DE
Inventors: Eckart Dr Rer Nat Hiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-16
Filing date: 1977-07-16
Publication date: 1979-01-25

Abstract

The mandrel monitoring appts., esp. for mfr. of tubes in a cold pilger rolling mill, can be used for mandrels or broken pieces of mandrel made of good conducting, nonmagnetisable or weakly magnetisable materials. The tube is surrounded by three concentric coils fed with a.c. in an electronic circuit emitting switching signals. The coils are equally spaced and connected together. The middle coil is the generator and the two outer coils are detectors. Alternately, the middle coil can be used as the detector with the outer coils as a generator with antiparallel fields. The coils are pref. surrounded by a soft magnetic screen; and te appts. may include magnetically sensitive semiconductors, permanent magnets and/or an E-core coupling the generator and detector. The generator is pref. fed with 50 Hz a.c. Non- or weakly-magnetic mandrels may be monitored.

Description

Dornerfassungsanordnung für Rohre Mandrel capture arrangement for pipes

Die Erfindung betrifft eine Dornerfassungsanordnung für Rohre, insbesondere zur Walzdornüberwachung für Kaltpilgerwalzwerke, die gleichwohl einsetzbar ist für gut leitende, nicht magnetisierbare, wie auch für schwach magnetisierbare Werkstoffe, die bei DLirchtritt eines in einem Rohr befind -lichen Dornes oder Dorn-Bruchstückes über eine elektronische Auswertungs- und Anzeigeeinrichtung ein Schaltsignal zur Anlagensteurung abgibt.The invention relates to a mandrel gripping arrangement for pipes, in particular for roller mandrel monitoring for cold pilger mills, which can nevertheless be used for highly conductive, non-magnetizable, as well as for weakly magnetizable materials, the occurrence of a mandrel or mandrel fragment located in a pipe via an electronic evaluation and display device for a switching signal System control gives up.

Die Problematik des Erfindungsgegenstandes, insbesondere bei der Walzdornüberwachung für Kaltpilgerwalzwerke, ist in der Hauptanmeldung 25 48 379 beschrieben.The problem of the subject matter of the invention, in particular with the rolling mandrel monitoring for cold pilger mills, is described in the main application 25 48 379.

Während zur Dornerfassung bei stark ferromagnetischen Werkstoffen die Verwendung eines innerhalb des Rohres befind -lichen Magneten unumgänglich ist, wird bei nicht magnetisierbaren Werkstoffen mit Induktionsspulen gearbeitet, deren induktiver Widerstand sich erhöht, wenn ein Dorn-Bruchstück in den Bereich der Induktionsspule tritt. Nach bisheriger Auffassung, wie sie in dem Kaltpilger Symposium v. 24.-25.3.1969 der Firma Mannesmann-Meer aufgezeigt ist, ist es jedoch mit solcher Induktionsspulen-Anordnung nur möglich, nicht mag -netische Materialien mit hohem elektrischen Widerstand zu erfassen. Hiernach ist es nicht möglich, niedrig legierte Stähle sowie gut leitende Materialien, wie Aluminium, Kupfer oder Bronze zu erfassen.While for pin detection in strongly ferromagnetic materials the use of a magnet inside the pipe is unavoidable, is worked with non-magnetizable materials with induction coils, whose inductive resistance increases if a mandrel fragment gets into the area of the induction coil occurs. According to the previous view, as presented in the Cold Pilgrimage Symposium v. March 24-25, 1969 the Mannesmann-Meer company is shown, however, it is with such an induction coil arrangement only possible to use non-magnetic materials with high electrical resistance capture. According to this it is not possible to use low-alloy steels as well as highly conductive steels Capture materials such as aluminum, copper or bronze.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Dornerfassungsan -ordunung für Rohre, insbesondere zur Walzdornüberwachung in Kaltpilgerwalzwerken, anzugeben, die für alle nicht mag -netisierbaren und auch für schwach magnetische Werkstoffe einsetzbar ist.The object of the invention was therefore to provide a mandrel detection arrangement for pipes, in particular for roller mandrel monitoring in cold pilger mills, for all non-magnetizable and also for weakly magnetic materials can be used.

Diese aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Differential-Spulenanordnung, die gleichzeitig das Feld einer Generatorspule so detektiert, daß die sich ergebende Summen -spannung im ungestörten Fall Null ist. Durch Eintritt eines elektrisch leitenden Mediums in diese Anordnung wird ihre Symmetrie gestört und die Summenspannung ist verschieden von Null. Wesentlich für die Funktion dieser Anordnung bei Rohr -anwendungen ist nun die Tatschache, daß die Durchdringungs -fähigkeit des magnetischen Wechselfeldes nicht nur von der Feldichtung, seiner Stärke, sondern auch von der Frequenz abhängig ist. Im Gegensatz zu der dargestellten Auffassung ist es daher durchaus möglich, einen guten Leiter zu durchdringen.This object is achieved according to the invention in that a differential coil arrangement, which simultaneously detects the field of a generator coil so that the resulting Total voltage is zero in the undisturbed case. By entering an electrically conductive Medium in this arrangement is their symmetry disturbed and the total voltage is different from zero. Essential for the function of this arrangement in pipe applications is the fact that the ability of the alternating magnetic field to penetrate not only dependent on the field direction, its strength, but also on the frequency is. In contrast to the view presented, it is therefore quite possible to penetrate a good conductor.

Erfindungsgemäß wird daher die Frequenz der Anordnung so ge -wählt, daß bei gut leitendem Material, wie z.B. bei Kupfer , die Frequenz so niedrig gewählt wird, daß eine deutliche Feldstörung eintritt, wenn innerhalb eines Rohres ei Dorn-Stück vorbeiläuft. Nach der Lehre dieser Erfindung ist es möglich , eine Frequenz von 50 Hz für slle praktisch vorkommenden Materialien zu verwenden.According to the invention, therefore, the frequency of the arrangement is chosen so that that in the case of a material that conducts well, such as copper, the frequency is chosen to be so low becomes that a clear field disturbance occurs if a mandrel piece inside a pipe passes by. According to the teaching of this invention, it is possible to use a frequency of 50 Hz to be used for all practically occurring materials.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann auch mit einer Frequenz von Null, d.h. mit einem permanentmagnetischen Feld gearbeitet werden. Insbesondere ist die Verwendung von Spulen nicht zwingend, sondern es können auch magnetfeldempfindliche Halbleiter angewendet werden.According to a further development of the invention, one frequency can also be used from zero, i.e. working with a permanent magnetic field. In particular The use of coils is not compulsory, they can also be sensitive to magnetic fields Semiconductors are applied.

Anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels, welches praktisch anwendbar ist, wird die Erfindung näher erläutert.Using a schematically illustrated embodiment, which is practically applicable, the invention will be explained in more detail.

Um das Rohr 1 sind konzentrische Spulen 2,3,4 herumgewickelt.Concentric coils 2, 3, 4 are wound around the tube 1.

Die Detektorspulen 2,4 sind so in Serie geschaltet, daß die Generatorspule 3 in den Spulen 2,4 eine Summenspannung von Null Volt induziert, die nach Verstärkung an den Klemmen 6 ableitbar ist, und die einen Schalimpuls zur Anlagensteurung auslösen kann. Die Frequenz des Generators 7 ist so gewählt, daß das Generatorfeld die Rohrwandungen durchdringen kann. Tritt ein metall iches, insbesondere ferromagnetisches Teil, wie z.B.The detector coils 2, 4 are connected in series so that the generator coil 3 induces a total voltage of zero volts in the coils 2, 4, which after amplification can be derived at the terminals 6, and which trigger a sound pulse for the system control can. The frequency of the generator 7 is chosen so that the generator field covers the pipe walls can penetrate. If a metal, especially ferromagnetic part occurs, such as.

ein Dornbruchstück 8, in die Anordnung ein, so wird das In -duktionsfeld der Spulen 2,3 gegenüber demjenigen der Spulen 3,4 so geändert, daß die Summenspannung verschieden von Null ist, und damit ein Steurungssignal abgeleitet werden kann. Eine symmetrische Messung in Vorwärts-Rückwärtsrichtung wird dadurch ermöglicht, daß ein diskretes, metallisches, vorzugsweise ferromagnetisches Metallstück symmetrisch zwischen den Induktions -spulen 2,4 eingeführt ist. Durch Phasen- und Amplitudenvergleich im Diskriminator 8 ist die Bewegungsrichtung des Metallstücks durch das Vorzeichen der Spannung am Ausgang 10 ablesbar.a mandrel fragment 8, into the arrangement, so the induction field of the coils 2,3 compared to that of the coils 3,4 so changed that the sum voltage is different from zero, and thus a control signal is derived can be. A symmetrical measurement in the fore-aft direction is thereby allows a discrete, metallic, preferably ferromagnetic piece of metal is inserted symmetrically between the induction coils 2,4. Through phase and The amplitude comparison in the discriminator 8 is the direction of movement of the metal piece readable from the sign of the voltage at output 10.

Zur Abschirmung gegen äußere Störeinflüsse und auch zur Feld -zusammenfassung ist die Differential,Spulenanordnung mit einem völlig einhüllenden, weichmagnetischen Schirm 12 versehen, derart, daß nur der Rohrdurchtritt 13 unabgeschirmt ist. Zur Ver -besserung der mechanischen Stabilität ist die Anordnung gieß -harzvergossen 14 und mit einem äußeren Edelstahlpanzer 15 versehen.For shielding against external interference and also for field summarization is the differential, coil arrangement with a completely enveloping, soft magnetic Shield 12 is provided in such a way that only the pipe passage 13 is unshielded. To the The arrangement is cast-resin-encapsulated to improve mechanical stability 14 and provided with an outer stainless steel armor 15.

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Claims

Claims t) mandrel capture arrangement for pipes, in particular for roller mandrel monitoring for cold pilger mills, which can nevertheless be used for highly conductive, non-magnetizable b as well as for weakly magnetizable materials, that occurs when a mandrel or mandrel fragment located in a pipe passes through A switching signal is sent via an electronic evaluation and display device Plant control gives out that there is no sign of that in order to monitoring tube around three concentric b ac, located in permanently connected coils are at the same distance from one another, the middle as a generator, the outer as a detector, or vice versa, the outer coils are connected in the generator case so that their fields are antiparallel are.

2. mandrel detection arrangement for pipes according to claim 1 d a d u r 0 h it is noted that the frequency of the generator is 50 Hz.

3. mandrel detection arrangement for pipes according to claim 1 and 2, d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the coil arrangement except for the concentric one Pipe duct is magnetically shielded.

4. mandrel detection arrangement for pipes according to claim 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the coil arrangement is a concentric, has soft magnetic, external system connection.

5. mandrel detection arrangement according to claim 1 to 4 d a d u r c h g e it is not indicated that the generator and / or detector arrangement has a magnetic field - have sensitive arresters.

6. mandrel detection arrangement according to claim 1 to 5, d a d u r c h g It is not noted that the generator and / or detector arrangement are permanent magnets having.

7. mandrel detection arrangement according to claim 1 to 6 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t X that the generator and / or detector is arranged to the side of the Xohr are in such a way that the generator field points perpendicular to the pipe wall.

8. mandrel detection arrangement according to claim 1 to 7, d a d u r c h g It is not noted that the generator and detector arrangement has a soft -magnetic, E-shaped core are coupled together.

9. mandrel detection arrangement according to claim 1 to 8 d a d u r c h g e It is not indicated that in the case of the rolling mandrel monitoring arrangement a preferably a ferromagnetic metal part symmetrically via a mandrel extension is arranged between the coils.

10. mandrel detection arrangement according to claim 1 to 9, d a d u r c h it is noted that by comparing the detector voltages a Direction display takes place.