<Desc/Clms Page number 1>
Lichtelektrische Sicherheitsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine lichtelektrische Sicherheitsvorrichtung an Walzwerken mit verschiedenen
Walzprofilen an einer Walze. Es kommt vor, dass das Walzgut nacheinander durch verschiedene Profile einer Walze hindurchläuft und nach jedem Durchgang gegebenenfalls gekantet und vor das nächste Profil geschoben wird. Es ist dann wesentlich, dass das Walzgut dann tatsächlich vor dem richtigen Profil sitzt, denn wenn es durch ein Versagen des Umlegemechanismus in ein falsches Profil eingeführt wird, so kann das eine ernsthafte Beschädigung der Walzen und des Ständers zur Folge haben.
Das wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass vor dem Walzenständer ein an sich bekannter lichtelektrischer Messwertgeber angeordnet ist, bei welchem mittels eines lichtelektrischen Empfängers ein
Gesichtsfeld über bewegliche optische Ablenkmittel quer zur Förderrichtung des Walzgutes periodisch an- getastet wird und die Phasenlage der vom Empfänger gelieferten Impulse in bezug auf eine Vergleichs- spannung zur Bildung eines Messwertes für die Lage des Walzgutes dient, und dass der Einlauf des Walz- 'gutes in die Walzen von dem Messwertgeber derart steuerbar ist, dass das Walzgut nur dann in die Walzen einlaufen kann, wenn es sich vor dem programmgemäss vorgesehenen Profil befindet.
Der Tastkopf liefert eine Messspannung. entsprechend der Lage des Walzgutes auf dem Rollgang. Diese
Messspannung wird mit einer Bezugsspannung verglichen, die z. B. mittels eines umschaltbaren Spannungsteilers nach einem bestimmten Programm geändert wird. Nur wenn Mess- und Bezugspannung gleich sind, wird das Einlaufen des Walzgutes in die Walzen freigegeben.
Der optische und mechanische Aufbau des bei der Erfindung verwendeten lichtelektrischen Messwertgebers ist in Fig. l rein schematisch dargestellt. Ein Messstrahlenbündel l wird durch eine Zylinderlinse 2 auf einem Polygonspiegel 3 gesammelt. Die Achse der Zylinderlinse 2 liegt gekreuzt zu der Achse des Polygonspiegels 3. Von dem Polygonspiegel 3 wird das Strahlenbündel über einen zylindrischen Hohlspiegel auf einen Strahlungsempfänger 5, z. B. in Gestalt einer PbS-Zelle geworfen. Die Achse des Zylinders 4 ist gekreuzt zur Achse der Zylinderlinse 2 angeordnet.
Durch die Wirkung der beiden gekreuzten Zylinder 2 und 4 erhält man an dem Strahlungsempfänger 5 stets eine genaue punktförmige Fokussierung des Strahlenbündels l, gleichgültig, wie schräg das Bündel 1 entsprechend der Stellung des Polygonspiegels 3 einfällt. Wollte man stattdessen eine Fokussierung durch Kuge1linsen oder-Spiegel vornehmen, so erhielte man bei sehr schrägem Einfall des Strahlenbündels 1 stets ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Koma. Dadurch würde der vom Strahlungsempfänger gelieferte Impuls unscharf, was für manche der unten geschilderten Anwendungsfälle der Erfindung nicht tragbar ist.
Der Polygonspiegel 3 ist pyramidenstumpfförmig ausgebildet und wird von zehn Planspiegeln gebildet. Er wird von einem Motor 6 über ein Getriebe 7 angetrieben. Der Motor 6 hat eine verhältnismässig hohe Drehzahl von beispielsweise 3000 Umdr/min und ist durch das Getriebe 7 auf 600 Umdr/min untersetzt. Auf der Abtriebswelle 8 des Getriebes 7 sitzt ein Ventilator 9 oder irgendeine andere zusätzliche Belastung, durch welche das Spiel im Getriebe unterdrückt wird. Auf diese Weise lässt sich ein hinreichend ruhiger Lauf des Spiegels erzielen, wie er für manche Anwendungsfälle der Erfindung unbedingt erforderlich ist.
Der Motor 6 ist ein Synchronmotor, der vom Netz gespeist wird.
Bei der beschriebenen Anordnung wird ein Gesichtswinkel von 720 abgetastet, u. zw. mit einer Fre-
EMI1.1
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
Die Art des verwendeten Empfängers hängt davon ab, welche Objekte abgetastet werden. Bei selbstleuchtenden Objekten, z. B. glühendem Walzgut, kann man mit Vorteil eine Widerstandszelle (Bleisul-
EMI2.1
eine Hilfslichtquelle vorsehen. Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist, in der Nähe des Empfängers 5 eine Lampe 10 angeordnet sein, welche über einen halbdurchlässigen Spiegel 11, den Zylinderspiegel 4, den Polygonspiegel 3 und die Zylinderlinse 2 ein Lichtstrahlenbündel aussendet.
Dieses wird reflektiert oder nicht reflektiert, je nachdem, ob das Strahlenbündel 1 auf das Objekt fällt oder nicht. Zu diesem Zweck kann hinter dem Objekt beispielsweise ein Tripelrückstrahler angeordnet sein, der das auf ihn auftreffende Licht in sich zurückwirft, so dass das Licht auf dem gezeichneten Weg zurück auf den Strahlungsempfänger 5 fällt, solange der Lichtstrahl 1 das Objekt noch nicht erfasst hat.
Eine andere Möglichkeit, auch nichüeuchlende Objekte zu erfassen. besteht darin, dass hinter dem Objekt eine ausgedehnte Lichtquelle. z. B. eine Leuchtstoffröhre oder ein Glühstab, angeordnet ist, welche von der Empfindlichkeitsachse (l) periodisch abgetastet wird, wobei der Empfänger 5 ebenfalls abgeschattet wird, sobald die Empfindlichkeitsachse 1 das Objekt erfasst.
Die Schaltung des Messwertgebers ist als Beispiel in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die an den einzelnen Punkten des Stromkreises auftretenden Signale sind dabei als Oszillographenbilder eingezeichnet.
Mit 5 (Fig. 2) ist der Empfänger bezeichnet, der von einer Widerstandszelle (PbS-Zelle) gebildet wird, welche bei Bestrahlung ihren Widerstand ändert. Dadurch ergeben sich an einem von der Widerstandszel- le 5 und einem Widerstand 12 gebildeten Spannungsteiler Impulse gemäss Oszillographenbild 13, jedesmal, wenn die Empfindlichkeitsachse 1 (Fig. 1) das Messobjekt erfasst. Es soll angenommen werden, dass das Messobjekt ein selbstleuchtender Körper, z. B. ein glühender Knüppel in einem Warmwalzwerk, ist.
Die Impulse 13 werden über eine Leitung 14 von dem eigentlichen Tastkopf abgenommen. Zur Unterdrückung von Störspannungen, die in der Leitung 14 induziert werden können, sind Siebglieder vorgesehen, die generell mit 15 bezeichnet sind. Die Impulse gelangen dann auf das Gitter eines Wechselstromverstärkers 16. Dieser liefert eine Spannung, etwa entsprechend dem Oszillographenbild 17. Die Spannung gemäss 17 liegt am Gitter einer übersteuerten Amplitudenbegrenzerröhre 18. Diese liefert eine Spannung, die etwa dem Oszillographenbild 19 entspricht. Man muss sich dabei aber vorstellen, dass in Wirklichkeit die Amplituden wesentlich grösser sind, als dies in dem Oszillographenbild 19 dargestellt ist, so dass sich an den Flanken der Kurve praktisch senkrechte Sprünge ergeben.
In der Praxis verwendet man mehrere hintereinandergeschaltete Amplitudenbegrenzerröhren, von denen hier der Einfachheit halber nur eine (18) dargestellt ist. Das so erhaltene Signal 19 wird einem Differenzierglied in Gestalt eines Transformators 20 zugeführt, an dessen Sekundärwicklung man positive und negative Impulse gemäss dem Os- zillographenbild 21 erhält.
Es ist zu beachten, dass Phasenverschiebungen, die in den einzelnen Verstärkerstufen und dem Transformator entstehen können, nicht stören, da diese durch entsprechende Justierung der Winkellage des Polygonspiegels 3 (Fig. 1) ausgeglichen werden können. Der Spiegel 3 ist zu diesem Zweck gegenüber der Achse 8 verstellbar. Die negativen Impulse 21 werden durch einen Gleichrichter 22 weggeschnitten, so dass sich ein Signal gemäss Oszillographenbild 23 ergibt. Die Phasenlage der Impulse gemäss 23 hängt von der Lage des angepeilten Objekts in dem von dem Tastkopf erfassten Gesichtsfeld ab.
Vom Netz (-), welches auch den Synchronmotor 6 (Fig. 1) speist, werden über einen Transformator 24 mit Mittelanzapfung 25 zwei Tyratrons 26,27 gegenphasig gespeist. In den Oszillographenbildern 28, 29 ist der Verlauf der Anodenspannungen der beiden Tyratrons 26, 27 dargestellt. Die Steuergitter der Tyratrons 26,27 erhalten durch eine Stromquelle 30 eine negative Vorspannung, so dass die Tyratrons normalerweise gesperrt sind. Auf die Steuergitter werden nun über Widerstände 31,32 die positiven Impulse 23 gegeben.
DieNetzspannung (28,29) hat 50 Hz. Die Impulse kommen mit einer Frequenz von 100 Hz. Infolgedessen erhalten die Tyratrons 26,27 in der Halbwelle einen Impuls 23. Der Impuls reicht aus, um das Tyratron 26. 27 zu zünden, aber natürlich nur, wenn und solange die Anodenspannung 28,29 positiv ist.
Da die Tyratrons 26,27 von dem Transformator 24 gegenphasig gespeist werden, zünden die Tyratrons immer abwechselnd. Der erste Impuls 23 zündet das Tyratron 26, welches solange brennt, bis die Anodenspannung 28 wieder durch Null geht (Oszillographenbild 33). Der zweite Impuls 23 zündet entsprechend das Tyratron 27 (vgl. Oszillographenbild 34). Tyratron 26 kann beim zweiten Impuls nicht zünden, weil in diesem Augenblick ja die Anodenspannung 28 negativ ist.
Je nach der Phasenlage der Impulse 23 in bezug auf die Netzspannung 28,29 brennen die Tyratrons 26,27 mehr oder weniger lange. Kommt der Zündimpuls sofort, sobald die Anodenspannungen positiv
<Desc/Clms Page number 3>
geworden sind, so brennen die Tyratrons praktisch während der ganzen Halbwelle, kommt der Impuls erst kurz, bevor die Spannung wieder durch Null geht, so löscht das Tyratron sofort wieder, es brennt praktisch gar nicht. Die Anordnung stellt somit einen phasengesteuerten Zweiweggleichrichter dar. Die Messspannung U (Fig. 2) ist somit ein Mass für die Phasenlage der Impulse 23 und damit für die Lage des angepeilten Objektes in dem Gesichtsfeld des Tastkopfes.
Statt zweier gegenphasig gespeister Tyratrons können auch zwei antiparallel geschaltete Tyratrons vorgesehen werden.