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Vorrichtung zum Synchronisieren mehrerer Druckzylinder, die an einem bewegten Teil eines Industrie-Ofens angreifen, Anwendung derselben bei Schrittmacherantrieben und
Anordnung von Dehnungsmessern daran
Bei Industrie-Öfen, insbesondere bei sogenannten Schrittmacher- oder Hubbalken-Öfen besteht das Problem, die Steuerung eines grösseren oder längeren Teiles so durchzuführen, dass dieser Teil planparallel verschoben wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist besonders schwierig bei Antrieben, die aus mittels eines Mediums beaufschlagten Zylindern bestehen, wenn mindestens zwei solcher Zylinder an einem in sich starren Teil angreifen.
Bei den Schrittmacheröfen erschwert die Lösung dieses Problems die oft ungleiche Belastung der beispielsweise anzuhebenden Balken oder Wagen ; ferner steht dieses Problem auch dort an, wo mehrere voneinander getrennte Teile synchron miteinander bewegt werden müssen.
Nun ist es schon lange bekannt, solche Teile bei Industrieöfen mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder zu bewegen, doch ist man in der Praxis über vereinzelte Versuche bisher nicht hinausgekommen, da man keine Möglichkeiten gefunden hatte, wie die Bewegungen mehrerer unabhängig voneinander arbeitender und gegebenenfalls ungleich belasteter Arbeitszylinder so synchronisiert werden könnten, dass bei jedem vorkommenden Betriebszustand eine gleichmässige Bewegung aller Gutträger in jeder ihrer Dimensionen garantiert wird, wobei noch zu berücksichtigen ist, dass auch Fälle vorkommen, in denen Arbeitszylinder mit ungleichem Volumen gleiche Arbeitsstrecken bewältigen sollen.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Lösung dieser Aufgabe und gründet auf der Erkenntnis, dass diese Synchronisierung ohne grossen Aufwand mit Sicherheit erreicht werden kann, wenn die Korrektur der Antriebe nicht durch eine driekte starre Verbindung, beispielsweise zwischen den Kolben der Arbeitszylinder, durchgeführt wird, sondern wenn die Korrektur über Hilfssteuermittel erfolgt, welche die einzelnen Bewegungen miteinander vergleichen und jede theoretisch an sich mögliche Voreilung gegenüber der geringsten Bewegungsstrecke pro Zeiteinheit abbremsen und auf diese indirekte Weise eine Synchronisierung erreichen.
Im einzelnen wird dies dadurch erreicht, dass mit dem zu bewegenden Teil an mindestens zwei voneinander entfernten Stellen jeweils ein Gestänge verbunden ist, die jeweils an einem ortsfesten Punkt gelagert und derart miteinander verbunden sind, dass sie stets nur gleiche Ausschläge ausführen können, ein Voreilen der betreffenden Stelle des Teils also sperren bzw. verhindern.
Dieses Synchronisierungsgestänge stellt also eine ausgleichende Bremse gegenüber einer an anderer Stelle voreilenden Bewegung dar, ohne dass sich das Gestänge selbst in den Antrieb als Antriebsteil einschaltet.
Unter Gestänge ist im Sinne der Erfindung in erster Linie ein mechanisches Gestänge zu verstehen, welches sowohl aus Zahnstangen und Ritzeln wie auch aus Schwenkhebeln und Übertragungsstangen bestehen kann.
Dieses Gestänge soll pro Dimension angeordnet sein, d. h. die Angriffsbasis für ein Gestänge erstreckt sich über die Länge oder/und die Breite (bei breiten Hubwagen) der Hubteile oder aber auch über die gesamte Breite des Schrittmacherantriebes, der aus mehreren nebeneinanderliegenden Hubteilen besteht.
Vorzugsweise sind pro Dimension mindestens zwei in je einem Festpunkt schwenkbar gelagerte Hebel vorgesehen, die sowohl untereinander wie je einer von ihnen mit dem ihm zugeordneten Angriffspunkt des bewegten Teiles verbunden sind. Um es zu ermöglichen, dass das Gestänge nur auf Zug beansprucht wird, sind diese Schwenkhebel als T-Hebel ausgebildet, die im Kreuzpunkt schwenkbar gelagert sind und von denen der Fuss des T mit dem betreffenden Anlenkpunkt, der Querbalken des T an seinen beiden Enden mit den entsprechenden Enden des Querbalkens des andern Schwenkhebels verbunden ist.
Diese und weitere Merkmale gehen aus dem in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung hervor ; es zeigen :
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hubbalkens und Fig. 2 die Fig. 1 von links gesehen.
Der Gutträger 1 besteht aus dem oberen Balken 10, dem eigentlichen Gutträger, der einen gesonderten, nicht dargestellten Horizontalantrieb besitzt, der ebenfalls aus einem hydraulischen oder pneumatischen
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Arbeitszylinder bestehen kann, und dem unteren Balken 100, der mit dem Hubantrieb in Verbindung steht. Über die Räder 11 ist der Gutträger 10 verschiebbar auf dem unteren Hubteil 100 gelagert. An diesem greifen die Kolben 20 dreier Arbeitszylinder 2 an, die sich an den Festpunkten 21 abstützen. Mit 3 ist eine
Geradeführung angedeutet. Die Zylinder sind nur angelenkt, damit sie Dehnungen des Hubteiles nach- geben können.
Am Hubteil 100 greift nun das Synchronisierungsgestänge an ; als Angriffspunkt könnten auch die Kol- ben bzw. deren Stangen 20 gewählt werden. Dieses Synchronisierungsgestänge besteht aus T-förmigen
Schwenkhebeln 4, von denen pro Angriffspunkt je einer vorhanden und im Kreuzpunkt des T ortsfest gelagert ist. Die beiden Enden des Querbalkens 40 aller T-Hebel 4 einer Dimension sind untereinander durchZuglenker 5, 50 verbunden, wogegen der dritte Anlenkpunkt dieser Hebel am Fuss 400 des T-Hebels 4 über Zuglenker 500 mit dem Hubteil 100 verbunden ist. Die beiden Angriffspunkte dieses Gestänges am Gutträger weisen einen solchen Abstand auf, dass die hiedurch gebildete Basis als ausreichende Mess- strecke betrachtet werden kann.
Handelt es sich um einen breiten Hubteil, dann kann die in der Fig. 1 sichtbare Anordnung zu beiden
Seiten des Hubteiles vorgesehen sein, wie es in der Fig. 2 angedeutet ist ; in dem dort gezeigten Fall sind die beiden nebeneinanderliegenden Schwenkhebel 4 über eine Welle 6 zu einer starren Einheit verbunden.
Bei ungewöhnlich breiten Hubteilen könnte anstatt dessen ein sich über die Breite erstreckendes Gestänge, wie es zur Überwachung der Länge benötigt wird, vorgesehen sein.
Bei sehr langen Gutträgern werden zwei Arbeitszylinder für die Bewegung der Hubteile nicht ausreichen, so dass ein dritter, etwa in der Mitte der Hubteillänge, benötigt wird. Da dieser Zylinder in der Regel die grösste Belastung zu tragen hat, muss er grössere Kolbenflächen aufweisen und dementsprechend mit mehr Medium beaufschlagt werden. Selbst wenn er aus der gleichen Leitung wie die beiden andern Arbeitszylinder gespeist wird, gleicht das Gestänge nach der Erfindung dies aus, so dass die Kolben der beiden andern Arbeitszylinder keine andern Wege zurücklegen als der des mittleren Zylinders.
Die Einrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt :
Werden die Arbeitszylinder 2 unter Druck gesetzt, so kann es beispielsweise bei ungleicher Belastung des Gutträgers 10 über seine Länge vorkommen, dass der Kolben 20 des einen Arbeitszylinders dem Kolben des andern voreilen will, da ja beide mit der gleichen Kraft beaufschlagt werden, ihnen aber ungleiche Kräfte entgegenwirken. Angenommen, der mit einer solchen Fördereinrichtung ausgerüstete Ofen würde von rechts her beschickt, so dass bei den ersten Arbeitstakten Gut nur auf dem rechten Teil des Gutträgers aufliegt, so würde bei gemeinsamer Beaufschlagung der Kolben des linken Zylinders rascher nach oben bewegt werden als derjenige des rechten Zylinders.
Dies wird dadurch verhindert, dass die Schwenkhebel 4, die sich bei der Aufwärtsbewegung des Hubteiles 100 im Uhrzeigersinn verschwenken, über die Zuglenker 50 starr miteinander verbunden sind. Der linke Schwenkhebel kann nicht rascher verschwenkt werden als der rechte, so dass das linke Ende des Hubteiles 100 in dem geschilderten Fall über das Gestänge festgehalten und gezwungen wird, die gleiche Hubstrecke zurückzulegen wie das rechte, belastete Ende des Hubteiles.
Läge das Gut über die Breite des Hubteiles asymmetrisch, dann verhinderte die die beiden Schwenkhebel miteinander verbindende Welle 6 das Voreilen des einen Schwenkhebels gegenüber dem andern.
Das Gestänge ist mit Dehnungsmessern 7 versehen, die bei Überbeanspruchungen des Gestänges den Antrieb aus-bzw. vorzugsweise umschalten, so dass Zerstörungen des Gestänges ausgeschaltet werden.
In entsprechender Weise können Zahnstangen, Ritzel und Verbindungswelle die Synchronisierung der Bewegungen übernehmen.
Die Synchronisiereinrichtung nach der Erfindung lässt sich auch zum Synchronisieren mehrerer nebeneinanderliegender Hubbalken verwenden, wobei pro Hubbalken 10 ein Angriffspunkt gewählt werden sollte.
Die Erfindung eignet sich zwar in besonderem Masse für Öfen mit Schrittmacherförderung und dabei insbesondere für Öfen grosser Länge oder Breite bzw. hoher Einsatzgewichte. Sie kann aber auch dort angewandt werden, wo andere Bewegungsmittel, beispielsweise Blockdrücker, synchronisiert werden müssen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Synchronisieren mehrerer Druckzylinder, die an einem bewegten Teil eines Industrie-Ofens angreifen, der insgesamt gleichmässig bewegt werden soll, insbesondere für den Antrieb von Schrittmacher- oder Hubbalken-Öfen, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zu bewegenden Teil des Ofens an mindestens zwei verschiedenen Stellen je ein an einem ortsfesten Punkt gelagertes Gestänge verbunden ist, die derart miteinander verbunden sind, dass sie stets nur gleiche Ausschläge ausführen können, ein Voreilen der betreffenden Stelle des Teiles also sperren bzw. verhindern.