Steuereinrichtung einer Stranggiessanlage Die Erfindung betrifft eine Steuereinrich tung einer Stranggiessanlage, die eine Strang giessform aufweist, aus welcher der Metall strang periodisch ausgezogen wird. Eine solche Giessanlage ist zum Beispiel im Schweizer Patent g.287295 der Anmelderin beschrie ben. Um mit einer solchen Anlage gut und rasch produzieren zu können, ist es nötig, den Giessprozess sehr genau steuern zu können. Dies ist u. a. deshalb schwierig, weil die Giess gefässe, aus denen das geschmolzene Metall in die Stranggiessformen gegossen werden, z. B. Kippgefässe, im Laufe der Zeit ihre innere Gestalt infolge der Erosionswirkung des Me tallos verändern.
Dies hat zur Folge, dass zum Beispiel eine Programmsteuerung, welche die Bewegung eines Kippgefässes genau zeitlich festlest, auf die Dauer nicht befriedigend ar beitet.
Die Erfindung gestattet, eine ausgezeich nete automatische Führung des Giessprozesses zu erzielen. Die Steuereinrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch Mittel, um die Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der Zeit zu messen, die das aus einem Giessgefäss in die Form fliessende, geschmolzene Metall nach jedem Ausziehen des Metallstranges jeweils braucht, um in die ser Form ein bestimmtes Niveau zu erreichen, bei dessen Erreichung der Strang aus der Form gezogen wird, und durch Mittel, um die Ausflussmenge pro Zeiteinheit des Metalles aus der Form periodisch durch die jeweils in einem Messzyklus gemessene Zeitdifferenz und durch die in dem vorangehenden Messzyklus gemessene Zeitdifferenz zu beeinflussen,
am den Ist-Wert rasch dem Soll-Wert anzuglei chen.
Die Beeinflussung der Ausflussmenge durch die erwähnten Zeitdifferenzen muss nicht unbedingt immer auf dieselbe Weise erfolgen; so kann die Steuereinrichtung mit Hilfe von Handschaltern auf verschiedene Weisen einstellbar sein, um den Einfluss der einen oder der andern Zeitdifferenz verän dern oder sogar vorübergehend ausschalten zu können, falls dies einmal aus besonderen Grün den erwünscht sein sollte. Selbstverständlich müssen aber in mindestens einer Betriebsstel lung der Steuereinrichtung beide Zeitdifferen zen wirksam sein.
In der beiliegenden Zeichnung ist. ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Darstellung der Stranggiessanlage, Fig.la eine Einzelheit derselben in grö sserem Massstabe, Fig. 2 das Schaltungsschema desjenigen Teils der' Steuereinrichtung, der in Fig. 1 durch den Block 37 dargestellt ist;
der als Steuerkasten bezeichnet wird, Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung während ver schiedener aufeinanderfolgender Messzyklen, Fig. 4 bis 7 verschiedene Stellungsdia gramme für Zeitkontaktapparate und Rheo- statenmotoren am Ende des dritten, vierten, fünften und sechsten Messzyklus von Fig.3.
Wie aus Fig. 1 und la hervorgeht, umfasst. die Stranggiessanlage ein Giessgefäss 10, das mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Ausgussschnabel versehen ist, aus dem das ge schmolzene Metall über ein Zwischengefäss 11 im wesentlichen schlackenfrei in eine senk recht aufgestellte, längliche, an beiden Enden offene Stranggussform 12 fliesst. Das Giess gefäss 10 kann als Schmelzofen ausgebildet sein oder aus lediglich einer Giesspfanne sein, die zum Füllen mit flüssigem Metall einge richtet ist, das ihr mit einer Transportpfanne zugeführt wird. Mit Vorteil wird das Gefäss 10 gebeizt, so dass das aus ihm herausgegos sene flüssige Metall mit im wesentlichen gleichmässiger Temperatur an die Form ab gegeben wird.
Solche Giesseinrichtungen sind bekannt, z. B. aus den Schweizer Patenten Nrn. 287295 und 281502.
Das Gefäss 10 ist um eine horizontale Quer achse kippbar, welche durch die Zapfen 13 gebildet wird, die auf gegenüberliegenden Sei ten eines den Behälter tragenden L-förmigen Rahmens 14 angeordnet sind. Die Zapfen wer den durch Zapfenlager 15 getragen, von denen jedes auf einem Sockel 16 montiert und der art ausgebildet ist, dass es in einer horizon talen, senkrecht zur Achse der Kippbewegung verlaufenden Richtung gleiten kann. Die Querstellung des Gefässes 10 in bezug auf den Giesstrichter 11 wird mittels eines Getriebe motors (nicht dargestellt) reguliert, der mit zwei Gewindespindeln 17 verbunden ist. Die Kippbewegung des Gefässes erfolgt mittels einer Seiltrommel 18, die durch einen Motor 18' angetrieben wird.
Das auf der Trommel aufgewickelte Seil 20 ist über ein Zwischen glied 21 mit dem das Gefäss 10 tragenden Rah men 14 verbunden. Unter der Form 12 wird das darin gebil dete Gussstück durch ein Paar Klemmwalzen 25 gefasst, welche durch einen Motor 26 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werden. Eine Bremse 27 ist vorgesehen, um am Ende der Strangziehperiode die Ziehgeschwindig keit zu verlangsamen. Das die Form verlas sende Gussstück wird der direkten Kühlwir kung eines Wasserstrahls ausgesetzt, der aus einer Mehrzahl von in Fig.la dargestellten Düsen 70 stammt, die in der das Gussstück umgebenden Leitung 30 vorgesehen sind, und wird durch Führungsstücke 31 an einer Quer bewegung gehindert. Diese Führungsstücke 31 sind zwischen der Form 12 und den Klemm walzen 25 in einem Schutzrohr 12a eingesetzt.
Wenn das Niveau des flüssigen Metalles in der Form von unten her eine bestimmte Höhe, z. B. die Höhe a in Fig. la, erreicht hat, wird das Gussstück gekühlt und nach unten ge zogen, doch mur so weit, dass das obere Ende des Gussstückes noch in der Form 12 bleibt und deren unteres Ende schliesst. Wenn das Herunterziehen fertil ist, wird der Pegel des aus dem Giessgefäss 11 ständig nachfliessenden flüssigen Metalles vom beim Herunterziehen erreichten Niveau b wieder steigen, bis er die Höhe a erreicht.
Zur Kontrolle des Metallniveaus dient. eine Quelle für die Wände der Form 12 durch dringende Strahlen, beispielsweise eine Rönt genröhre, die in einem abgeschirmten Behälter 33 vorgesehen ist., aus dem ein Bündel durch dringender Strahlen durch eine ab;eschii-mte Leitung;
34 durch die Form<B>192</B> geführt wird. Auf der der Leitung 34- gegenüberliegenden Seite der Form nimmt eine Ionisationskammer 35 jede durch die Form dringende Strahlung auf, wobei die Leitfähigkeit der Ionisations- kammer 35 sieh ändert, so dass eine vorbe stimmte Änderung in deren Leitfähigkeit an zeigt,
dass das flüssige -Metall das Niveau rr erreicht hat. Änderungen in der Leitfähigkeit der Kammer werden dureli den Strom ange- zeigt, der durch die Leitungen 36 fliesst und in einem nicht dargestellten Verstärker ver stärkt wird, worauf er ein ebenfalls nicht dar gestelltes Relais beeinflusst, dessen Kontakt B (Fig.2) schliesst, wenn das Niveau a er reicht ist.
Während beim dargestellten Aus führungsbeispiel eine Röntgenstrahlenvorrich tung für die Feststellung des Niveaus a und danach die Inbetriebsetzung des Auszieh mechanismus für das Gussstück verwendet wird, können für diese Funktion auch andere Mittel, beispielsweise auf Temperatur oder Licht ansprechende Vorrichtungen, eingesetzt werden.
Die Schliessung des Kontaktes B des ge nannten Relais auf Grund der Wirkung der Niveauanzeigevorrichtung schliesst einen Stromkreis zur Steuervorrichtung 38 für den Motor 26 der Klemmwalzen, so dass der Mo tor anläuft und das Ausziehen des Gussstran ges beginnt. Die Dauer der Arbeit der Klemm walzen oder in andern Worten die Dauer der Bewegungsphase wird durch den Zeitschalter R des Steuerkastens 37 geregelt. Wenn die einestellte Zeitperiode dieser Vorrichtung R abgelaufen ist, halten die Klemmwalzen 25 an, so lange (Zeitdauer tx), bis die Niveaukon- trollvorrichtung 32 infolge des Ansteigens des Niveaus des flüssigen Metalles innerhalb der Form wieder anspricht.
Jede Abweichung der tatsächlichen Dauer t, (Ist-Wert) von ihrem Soll-Wert tn in den aufeinanderfolgenden Zyklen des intermittie renden Ausziehens des Gussstückes deutet auf eine Änderung in der Zufuhr des flüssigen Metalles in die Form hin. In andern Worten ist tx die Zeit, die das geschmolzene Metall vom Ende jedes Strangausziehens an braucht, um in der Form 12 wieder auf das Niveau a zu steigen.
Der Steuerkasten 37 enthält ausser dem bereits erwähnten Zeitschalter R auch einen Zeitschalter D, der auf noch zu erläuternde Weise in Wirkung tritt, wenn der Motor 26 durch den Zeitschalter R abgeschaltet wird.
Jeder dieser Zeitschalter umfasst eine Ein sehaltspule CCR bzw. CCD, einen Hauptkon takt MCR bzw. MCD und einen Motor RM bzw. DM, der über einen Kontakt LSR bzw. LSD aus einer gemeinsamen Wechselstrom quelle AC gespiesen wird. Der Steuerkasten 37 enthält ferner zwei Motoren VR und MR, welche je einen nicht dargestellten elektrischen Regulierwiderstand (Rheostaten) betätigen, und zwar der Motor <I>VR</I> einen Feinrheostaten und der Motor<I>MR</I> einen Grobrheostaten. Die beiden Regulier widerstände sind Bestandteile einer Geschwin- digkeitsreguliervorrichtung 101 für den Mo tor 18', der zum Kippen des Giessgefässes 10 dient. Die mechanischen Verbindungen zwi schen den Motoren VR bzw.
MR und den von ihnen verstellten Regulierwiderständen sind in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt und mit 102 bezeichnet. Der Steuerkasten 37 enthält ferner zwei Zeitkontaktapparate M1 und M2, welche im wesentlichen aus einem Synchron motor und über ein Reduktionsgetriebe be tätigten Kontakten bestehen, welche je nach der Lage des Rotors Stromkreise öffnen oder schliessen. Die Kontakte sind mit LSl-LS6 bezeichnet.
Die Motoren der Zeitkontaktappa- rate 311 und 012 iuid die -Motoren VR und IIR der Rheostate sind zum Beispiel syn chrone, reversible Motoren, deren Tourenzahl auf eine Umdrehung pro Minute reduziert wird.
Um die Motoren nach Abschaltung des Wechselstromes sofort. anzuhalten, wird nach Abschaltung des Wechselstromes eine kleine Gleichstromspannung vermittels der Kontakte 6a., 7a, 5a. bzw. 8ca der Relais 6, 7, 5 bzw. 8 dem betreffenden Motor zugeführt. Diese Gleich stromspannung dient dazu, den Stator des -Mo tors in einen Magneten zu verwandeln, wo durch der Rotor praktisch gleichzeitig mit der Abschaltung des Betriebswechselstromes an gehalten wird. .
Im Steuerkasten 37 sind ferner zehn Relais 1-10 enthalten, deren Kontakte in üblicher Weise jeweils durch dieselbe Nummer und einen darauffolgenden Buchstaben bezeichnet sind.
Auf der Zeichnung sind die geschlossenen Kontakte durch das Zeichen t- und die offe nen Kontakte durch das Zeichen = darge stellt. Die Fig.2 zeigt die Lage der Relais kontakte bei abgeschaltetem Strom, also die Ruhekontakte geschlossen und die Arbeitskon takte offen. Die vier erwähnten Motoren werden je durch eine Wechselstromquelle AC gespiesen, und je nachdem, ob sie über die Leitung CW oder CCW betrieben werden, drehen die Mo toren in der einen oder andern Riehtung. Darüber hinaus sind in der Schaltung, wo notwendig, Kondensatoren C AP und nicht be zeichnete Widerstände eingeschaltet.
Die Steuervorrichtung 37 umfasst auch eine Gruppe von Handschaltern A, C und E. Der Schalter A wird zur Erregung des Relais 9 geschlossen, bei dessen Aufziehen auch das Relais 1 erregt wird. Der Kontakt B wird durch die Niveaukontrollvorrichtung 35 wie dargelegt betätigt und betätigt seinerseits den Motor 26 der Klemmwalzen 25, der in Betrieb bleibt, bis sein Stromkreis durch das Öffnen des Kontaktes MCR oder des von Hand zu betätigenden Stopschalters Stp un terbrochen wird. Unmittelbar nach dem Schlie ssen des Kontaktes B senkt die Wirkung der Klemmwalzen das Niveau des flüssigen Me talles in der Form 12, so dass die Niveaukon- trollvorriehtung den Kontakt B wieder öffnet. Der Schalter C ist mit zwei Kontaktstellun gen versehen.
Wenn der Schalter in der Stel lung Cl geschlossen wird, ist die Steuervor richtung in Betrieb, und wenn der Schalter C in der Stellung C2 steht, ist die Kompensa tionswirkung der Motoren Ml und M2 aus geschaltet, und die motorisch angetriebenen Schaltelemente kehren in ihre Einstellagen oder Ruhestellungen zurück.
Das Getriebe zwischen dem Motor VR und dem Feinrheostaten ist derart, dass sieh eine korrigierende Regulierung der Geschwindig keit des Motors 18' des Hebemechanismus er gibt. Um für den Antrieb des Feinrheostaten das richtige Getriebe zu wählen, muss die Steuerwirkung verschiedener Stellungen des Grobrheostaten zusammen mit derselben des Feinrheostaten durch Versuche festgestellt werden, und die richtige Kombination ist jene, die denn Motor 18' des Hebemechanismus den für die Form des speziell im Gebrauch befind lichen Gefässes gewünschten Variationsbereich liefert. Es ist ersichtlich, dass die Relais 1 und 2 einleitende Schalterfunktionen erfüllen und insbesondere die Relais 3 und 4 steuern.
Die Relaisspule 1 und die Kupplungsspule CCR können nur durch das Anlassen der Klemm walzen erregt und dureh die Abschaltung die ser Walzen aberregt werden. Die Relaisspule 2 und Kupplungsspule CCD können nur durch den Kontakt la beim Abschalten dieser Klemmwalzen erregt und nur durch das Off- nen des Kontaktes MCD des Zeitstenermecha- nismus D aberregt werden. Im Falle einer lan gen Stillstandszeit öffnet der (nicht darge stellte) Kontaktarm des Zeitsteuermechanis mus D den Kontakt MCD und erregt die Spule ab.
Da CCD durch das Anlassen der Klemm walzen aberregt wird, erlaubt der Kontakt arm des Zeitsteuermeehanismus D dem MCD nicht, sich wieder zu schliessen, bis der Kon takt üca durch die Erregung der Relaisspule 1 infolge des Anlassens der Klemmwalzen ge öffnet worden ist. Die Relaisspulen 3 und 4 können nur durch die Wirkung des Anlas- senn der Klemmwalzen am Ende der ge wünschten Stillstandsphase erregt werden, doeli wird die _N'irkung durch den zuletzt er folgenden Zustand eingeleitet.
Doch da, die Relaisspule 3 ein Klinkenrelais ist, schaltet es seine Kontakte bei Erregung um und hält die Kontakte in dieser umgeschalteten Stellung, bis sie durch die vorstehend umschriebene Wirkung im nächstfolgenden Zyklus wieder erregt wird. Anderseits wird das Relais 4 ab erregt und schaltet seine Kontakte um, wenn die Klemmwalzen am Ende der laufenden Be wegungsphase anhalten.
Die Fig. 2ca bis \? f veranschaulichen die Stromkreise, die sieh beispielsweise beim Ar beiten der Schaltung ergeben.
In Fig. 2a zeigen die Pfeile, wie der Strom durch den Zeitschalter D fliesst. Unter diesen Umständen ist der Ausziehmechanismus nicht in Tätigkeit, und das 'Niveau des geschmol zenen Metallen hat. in der Form die Höhe a noch nicht erreicht, so da.ss der Kontakt B noch nicht geschlossen ist.
Fig.2b zeigt den Zustand der Schaltung entweder bevor der Zeitschalter D den Aus- ziehmechanismus gestartet hat oder bevor der Kontakt B geschlossen worden ist.
Fig. 2c zeigt den Zustand sofort nach Ab lauf der im Zeitschalter D voreingestellten Stillstandsphase. Kontakt MCD ist durch den Zeitschalter D geöffnet worden, aber bevor der Ausziehmechanismus gestartet worden ist. Dieser Mechanismus wird entweder nach Ab lauf der vorgegebenen Stillstandszeit oder durch Schliessung des Kontaktes B in Tätig keit gesetzt. In diesem Zustand wird der Fein rheostatmotor V'R im Uhrzeigersinne betätigt. Gleiehzeitig arbeitet der Zeitkontaktapparat M1 im Uhrzeigersinn und der Zeitkontakt apparat M2 im Gegenuhrzeigersinne; der Grobrheostatmotor arbeitet auch im Uhrzei gersinne.
Nac Fig. 2d ist der Kontakt B geschlos sen worden, weil das Metallniveau die Höhe a erreicht hat. Der Zeitkontaktapparat NU steht still und der Zeitkontaktapparat M2 arbeitet im Gegenuhrzeigersinne. Ausserdem wird der Drehsinn der Rheostatenmotoren VR und MR umgekehrt, so dass sie sich jetzt im Gegen- uhrreigersinne drehen.
Fig. 2e zeigt den Zustand während der Be wegungsphase, während der Ausziehmechanis mus arbeitet, um den Strang aus der Form zu ziehen. Während dieser Bewegungsphase keh ren die Zeitkontaktapparate Ml oder M2 in ihre Nullage zurück. Natürlich wird dies nur der Fall sein, wenn eine Abweichung in einem vorangehenden Messzyklus stattgefunden hat, und die Rüekwärtsbewegung wird nur so lange lauern, um die Abweichung des vorangegan genen Messzyklus rückgängig zu machen. Während dieser Zeit wird die Spule 3 ihre Kontakte umkehren, um die nächste Abwei chungsmessung vorzubereiten.
Die Fig. 2f zeigt den Zustand während der Stillstandsphase unmittelbar nach der Bewe gungsphase, wobei der eine oder der andere Zeitkontaktapparat M1 oder M2 bereit ist, um während des nächsten Messzyklus Abwei chungsmessungen vorzunehmen. Der nächste Sehritt in dem Zyklus wird wieder auf den in Fig. 2a illustrierten Zustand führen. Es bestehen drei mögliche Arten der Steue rung des Motors 18', wobei der Grobrheostat <I>DIR</I> entweder auf Nullstellung zurückgeht (I), nicht auf Nullstellung zurückgeht (II) oder nichtautomatisch (III) ist. Die Wahl der richtigen Methode der Betätigung des Rheo- staten MR hängt von der Form des Giess gefässes 10 ab.
I. MR geht auf Nullstellung zurück. Wo die Steuerkapazität des Feinrheostaten VR nicht genügt, um die Giessmenge entsprechend zu korrigieren, kann der Grobrheostat 111R so verwendet werden, dass er die Wirkung der Feinstufen im und proportional zum Quadrat des Verhältnisses der tatsächlichen Stillstands zeit zur gewählten Soll-Zeit des Zeitsteuer mechanismus<I>D</I> vergrössert. Der Rheostat JTR reguliert stets von einer Nullstellung aus.
II. 171R geht nicht auf Nullstellung zurück. Wo die Form des Giessgefässes derart ist, dass die vorstehende Anordnung der Fein- und C,rrobrheostaten 111R und<I>VR</I> die Giessmenge des Gefässes 10 über einen grossen Bereich der Giessoperation steuern kann, jedoch nicht im stande ist, eine ausgesprochene Zunahme in der Abweichung auszugleichen, kann der Schalter E geöffnet werden, um den Grob- rheostaten DIR am Zurückgehen auf die Null stellung zu verhindern.
Dies vergrössert die Wirkung der Bewegung des Grobrheostaten wesentlich, da dessen Stellungswechsel fast für die vollen Ausziehperioden plus Still-, standsphasen, statt nur gerade für zweimal die Abweichung wirksam ist. Das quadrierte Verhältnis wirkt unter diesen Bedingungen nicht mehr, weil die Geschwindigkeitsände rung für eine im wesentlichen konstante Zeit dauer wirksam ist.
III. Nichtautomatische Steuerung. Wo die Form des Giessgefässes derart ist, da.ss die Wirkung des Feinrheostaten pro Zeiteinheit Stillstandsabweichung genügt, um die Fliess menge aus dem Giessgefäss entsprechend zu steuern, wird der Grobrheostat mittels einer von Hand betätigten Kupplung (nicht darge stellt) von seinem Motor 111R ausgeräckt.
Da ferner nur drei Arten der Stillstands phase der Klemmwalzen 25 möglich sind, nämlich kürzer als, gleich wie und länger als die gewünschte Stillstandszeit, gibt es nur drei mögliche Kombinationen der Sequenz der Ope rationen der Relaisspulen 1 und 2, nämlich folgende: I. Die tatsächliehe Stillstandsphase ist kür zer als die gewünschte Stillstandsphase, das heisst, die Klemmwalzen beginnen zu arbeiten vor Ablauf der gewünschten Stillstandszeit, und beendigen auf diese Weise die tatsäch liche Stillstandsphase. Dabei setzt der Zeit- steuermechanisrnus D seine Funktion fort, bis MCD bei Ablauf der gewünseliten Stillstands zeit geöffnet wird.
Das Relais 1. wird erregt, öffnet seine Kontakte 1a und ld und schliesst die Kontakte 1b und 1e. Die Kupplungsspule CCD bleibt erregt, bis der Hauptkontakt MCD geöffnet und das Relais 2 aberregt wird und auf diese Weise seine Kontakte 2a, 2c öffnet. und 2b, 2d und 2e schliesst. Die zwischen die sen beiden Operationen verflossene Zeit, wel- ehe die Zeit zwischen der tatsächlichen Still standszeit und der gewünschten Stillstandszeit ist, ist die Zeitspanne, um welche diese Still standsphase von der gewünschten Stillstands phase abweicht.
II. Die tatsächliche Stillstandsphase, wel che im wesentlichen gleich lang dauert wie die gewünschte, bewirkt, dass die Abweichung von der gewünschten Stillstandszeit im wesent lichen gleich Null ist, das heisst, die Abwei. chungszeit beträgt nur Mikrosekunden, wes halb die mechanische Verzögerung des Steuer kreises die gleichzeitige Erregung der Relais spule 1 und die Aberregung der Relaisspule 2 verhindert, wodurch das richtige Arbeiten der Relais 2 und 3 verhindert würde.
III. Die tatsächliche Stillstandszeit ist grö sser als die gewünschte, das heisst, die ge wünschte Stillstandszeit läuft ab, bevor das Anlassen der Klemmwalzen 25 die tatsächliche Stillstandsphase abschliesst. Die Relaisspule 2 wird durch den Kontakt MCD des Zeitsteuer mechanismus D aberregt, der durch den Kon taktarm des Zeitsteuermechanismus geöffnet wird und auf diese Weise 2a und 2e öffnet und 2b, 2d und 2e schliesst. Beim Anlaufen der Klemmwalzen wird die Relaisspule 1 er- regt, öffnet ihren Kontakt 1a und erregt auf diese Weise die Kupplungsspule CCD des Zeit- steuermeehanismus ab, öffnet den Kontakt 1d und schliesst die Kontakte l b, l c und 1e.
Die nachstehende tabellarische Übersieht beschreibt zusammenfassend die Kontaktstel lungen und andern Betriebsbedingungen der in Fig.2 dargestellten Steuersehaltung Wäh rend den verschiedenen möglichen Abweichun gen in der Fliessmenge des Metalles in der Form. Die einzelnen Kolonnen der Tabelle bedeuten dabei: I. Die Angabe der Spulen, Kontakte, Schalter, Zeitsteuermechanismen, Speicher exzenter mit Motorantrieb, Rheostaten mit Motorantrieb und Grenzschalter.
1I. Die Schaltung im stromlosen Zustand. III. Den Zustand der Schaltung, nachdem Energie an alle Leitungsklemmen \durch die Hauptschalter zugeführt. wird, welche nicht dargestellt sind, und die Schalter A, E, die geschlossen sind, und C in Stellung 1.
Die Steuerschaltung ist jetzt im Zustand, in wel- ehem eine Stillstandsphase zeitlich gesteuert wird, das heisst in einem Zeitpunkt. während der Stillstandsphase, nach dem Beginn des Stillstandes und vor Ablauf sowohl des Ze- wünsehten als auch des durch den Zeitsteuer mechanismus D im voraus eingestellten oder tatsächlichen Stillstandes, wie er durch den Funktionsbeginn der Klemmwalzen durch die Schalterkontakte B auf Grund des Unterbru ehes des Röntgenstrahlenbündels abgeschlos sen wird.
IV. Den Zustand der Schaltung in einer Bewegungperiode, als Resultat einer idealen Stillstandsphase, bei der das Ende der ge- wünsehten Stillstandsphase mit dem Ende der tatsächlichen Stillstandsphase zusammenfällt..
V. Den Zustand der Schaltung unmittel bar nach der Beendigung der tatsächlichen Stillstandsphase durch Funktionsbeginn der Klemmwalzen und vor Ablauf der gewünsch ten Stillstandsphase. Dies ist die erste Abwei chung der Schaltung von dem in Kolonne III gezeigten Zustand, welche eine Stillstands- phase andeutet, die kürzer ist als die ge- wünschte und anzeigt, dass der Ofen zuviel Metall liefert.
VI. Den Zustand der Schaltung nach Ab lauf der gewünschten Stillstandsphase, wie sie durch den Zeitsteuermechanismus D voreinge stellt wurde, und nach der Beendigung der tatsächlichen Stillstandsphase, wie sie durch die Inbetriebsetzung der Klemmwalzen unter der Wirkung des Unterbruches des Röntgen strahlenbündels bestimmt wurde. Dies ist die zweite Aktion der Schaltung unter der Wir einer kurzen Stillstandszeit.
VII. Den Zustand der Schaltung unmittel bar nach Ablauf der gewünschten Stillstands- phase, wie sie durch den Zeitsteuermechanis- mus D voreingestellt ist, jedoch vor Ablauf der tatsächlichen Stillstandszeit. Dies ist die erste Abweichung der Schaltung vom Zustand nach Kolonne III, wobei angezeigt wird, dass die Stillstandsphase länger ist als gewünscht, was seinerseits darauf hindeutet, dass die Zu fuhrmenge aus dem Ofen zu niedrig ist.
VIII. Den Zustand der Schaltung unmit telbar nach Ablauf der tatsächlichen Still standsphase, wie sie durch die Inbetriebset zung der Klemmwalzen naeh Ablauf der ge wünschten Stillstandszeit beendigt wird. Dies ist die zweite Aktion der Schaltung unter der Wirkung einer langen Stillstandszeit.
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<tb> DE <SEP> aberregt <SEP> GE <SEP> geschlossen
<tb> EN <SEP> erregt <SEP> OF <SEP> offen
<tb> * <SEP> Kontakt <SEP> Cl <SEP> ZV <SEP> Zeitsteuercorrichtung Anmerkung: Relais 3, das mit ** bezeich net ist, ist ein Klinkenrelais, dessen Spule bei der Inbetriebsetzung der Klemmwalzen oder am Ende der tatsächlichen Stillstandsphase, wenn diese zeitlich zu spät eintritt, erregt wird. Die Erregung seiner Spule schaltet alle mit * bezeichneten Kontakte und Spulen um.
Der Klinkenmecbanismus dieses Relais wird durch seine eigene Spule betätigt. (Offen-Ge- sehlossen) bedeutet, dass die Kontakte lICR und MCD sich momentan talmittelbar vor dem in der übrigen Kolonne bezeichneten Zustand geöffnet haben.
Das Relais 10 und all seine Kontakte stel len ein System für die Löschung jeder fal schen Aufzeichnung oder Speicherung der Abweichung in der Giessmenge dar, welche infolge einer vorübergehenden physikalischen Verbindung, beispielsweise Schlackenbänke nsw., welche in den Metallgiessrillen der Giess gefässe auftreten, entsteht, das durch Umstel lung des Schalters C in die Stellung C2 be tätigt wird. Dadurch wird das Relais 10 er- und alle Kontakte 10 aus der in der Zeich nung der spannungslosen Schaltung gezeigten Stellung umgeschaltet. Diese Wirkung löscht die gespeicherte oder aufgezeichnete Abwei chung in der Steuerung und bringt beide Nok- ken von M1 und M2 in die Nullstellung.
Die Umstellung des Schalters C auf Cl nach der Behebung der Panne bringt die Schaltung wieder in den Betriebszustand.
Die Grenzschalter LS1-LS6 werden, wie auf dieser Tabelle dargestellt, durch die Nok- ken Ml, 712 geschlossen gehalten oder können sich öffnen; deshalb sind die LS-Stellungen auf der Tabelle das direkte Resultat der für die entsprechenden Nockenseheiben in den Ko lonnen angegeben, durch CW oder CCW be dingten Drehrichtung.
Die Speicherung eines Abweichungs- oder Zeitfehlers bei M1 oder M2 verursacht die Schliessung des entsprechenden Grenzschal- ters, je nachdem der besondere Zeitfehler grö sser ist als wünschbar: dadurch dreht die Nok- kensclieibe in der durch CW bestimmten die Stillstandszeit kürzer ist als gewünscht, dreht sie in der durch CCW be stimmten Richtung. Die Einwirkung der ge speicherten Resultate auf die Steuerschaltung geschieht im nächsten Zyklus mit der Energie, die durch den entsprechend geschlossenen Grenzschalter LS in den Nockenscheibenmotor fliesst, um die Noekenseheibe in der entgegen gesetzten Richtung anzutreiben als die, in der die Abweichung gespeichert wurde.
Es wurde angenommen, dass die Stener- schaltung ohne aufgezeichnete Abweichung der Stillstandszeit oder in der Nullstellung der Nockenscheiben der Zeitkontaktapparate M1, M2 in den Kolonnen III, IV, V und VII in Betrieb genommen wurde.
Ein charakteristisches Beispiel der Funk tion der bechriebenen Steuerschaltung, wie sie zur Regulierung der Zufuhrmenge von flüs sigem Metall an ein Aggregat für kontinuier lichen Guss der beschriebenen Art verwendet wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Es werden neun Zyklen I-IX eines kontinuierlichen Giesspro zesses gezeigt, bei dem das erhärtete Gussstück intermittierend und zyklisch aus der Form herausgezogen wird, wie es vorstehend be schrieben wurde. In der Fig. 3 ist die Bewe gungszeit des Ausziehens des Gussstückes durch den Zeitsteuermechanismus R (Fug. 2) mit 10 Sekunden festgesetzt, während die ge wünschte Stillstandszeit (Linie b), welche auf dem Zeitsteuermechanismus D eingestellt ist, ebenfalls 10 Sekunden beträgt.
Das durch Kurve a dargestellte Verhältnis zwischen Stillstand (obere Linie) und Bewegung (un tere Linie) kann natürlich jeden beliebigen Wert aufweisen. Die tatsächliche Stillstands zeit wird durch die über der geraden gestri chelten Linie b der gewünschten Stillstands zeit angebrachte ausgezogene Linie c darge stellt. Die Bewegungen des Grobrheostaten 117R, des Feinrheostaten VR und jedes Zeit kontaktapparates I111 und M2 werden getrennt dargestellt.
Es ist zu beachten, dass die tat sächliche Stillstandszeit während des ersten Zyklus lang ist, während die Steuerschaltung die tatsächliche und gewünschte Stillstands- zeit im wesentlichen schnell in Übereinstim mung bringt. Es ist auch zu bemerken, dass die Zeitkontaktapparate M1 und M2 abwechs lungsweise dazu dienen, die Zeitabweichung des tatsächlichen Stillstandes vom gewünsch ten Stillstand aufzuspeichern, wobei M2 im Zyklus II beginnt.
Fig. 4 bis 7 illustrieren schematisch die tat sächliche Stellung der Zeitkontaktapparate 1111 und 112 wie auch der R.heostatenmotor en 1IR und VR am Ende des dritten, vierten, fünf ten und sechsten Zyklus nach Fig. 3. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wurde angenommen, dass die Giessmenge zu klein ist, das heisst, dass die Stillstandszeit 14 Sekunden beträgt oder 4 Sekunden mehr als die ge wünschten 10 Sekunden Stillstand. Diese Zeit abweichung hat einen kurzen Impuls zur Ver grösserung der Giessmenge durch die Wirkung des Grobrheostaten MR verursacht, ferner eine Zunahme der Giessmenge infolge einer Ände rung in der Stellung des Feinrheostaten VR.
Normalerweise würde M1 in die Nullstellung zurückgehen und VR mitnehmen, und zwar ans einer Stellung, die durch den Unterschied zwischen dem vorgängigen gespeicherten Feh ler und dem gegenwärtigen Fehler bestimmt wird. Da unter den Inbetriebsetzungsbedin gungen dieses Beispiels in M1 vom vorher sehenden Zyklus her keine Zeitabweichung gespeichert wurde, tritt eine Verdoppelung der Korrektur infolge des obgenannten Feh lers ein, weil M1 aus der gegenwärtigen Feh lerstellung in Nullstellung zurückgeht und VR mit sieh nimmt. Doch wird auf dem Zeitkon taktapparat M1 zur Verwendung im nächsten Zyklus eine Abweichung von 4 Sekunden vom vorangehenden Zyklus behalten.
Der zweite Zyklus dauert 2 Sekunden länger als die Norm, das heisst, es handelt sich nm einen S S tillstand von 12 Sekunden, während der dritte Zyklus um 1,5 Sekunden länger dauert als die Norm, wobei die tatsächliche Still standszeit 11,5 Sekunden beträgt, Fug. 4 illustriert die Bewegung der Steuer elemente M1, M2, VR und MR während des dritten in Fig.3 gezeigten Zyklus. Am An fang dieses Zyklus behält der Zeitkontakt apparat M1 eine gespeicherte Zeitabweichung von 2 Sekunden vom vorhergehenden Zyklus bei (Zyklus Nr. II der Fig. 3). Wie aus Fig. 4 hervorgeht, setzt das Ende der gewünschten 10 Sekunden dauernden Stillstandsphase den Zeitkontaktapparat M1 in Funktion, der wäh rend der Differenz zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Stillstandsphase läuft, nämlich während 1,5 Sekunden.
Gleichzeitig mit der Bewegung von M1 bewegt sieh auch der Grobrheostat MR von 28 auf 39,5 (o/o des Weges) und der Feinrheostat VR von 38 auf 39,5 (Wegeinheiten). Der Zeitkontaktapparat M2 begann mit M1, jedoch in der entgegen gesetzten Richtung, und als sieh die Klemm walzen in Bewegung setzten, behielt er noch 0,5 Sekunden, was den übersehuss der Zeit- abweiehung zwischen Zyklus Nr.II und III darstellt. Die Inbetriebsetzung der Klemm walzen schaltet M1 aus, und M1 behält die Zeitabweichung von 1,5 vom Zyklus Nr.III bei zum Korrekturgebrauch im nachfolgenden Zyklus, und der Grobrheostat MR kehrt in seine Ausgangslage zurück.
Doch da 0,5 Se kunden auf M2 behalten werden, veranlasst der Zeitkontaktapparat M2 bei seiner Rück kehr auf Null, dass VR sieh von 39,5 auf 39 bewegt. Die Inbetriebsetzung der Klemmwal zen verursacht die Erregung der Relais 3 und 4. Das Klinkenrelais 3 hält seine Kontakte in umgeschalteter Lage, so dass die Rotations richtung der Zeitkontaktapparate M1 und M2 in jedem aufeinanderfolgenden Zyklus des Ausziehens des Gussstückes und des Stillstan des umgeschaltet werden (siehe auch die an gegebene Tabelle).
Fig. 5 zeigt die Bewegung der Motoren der Zeitkontaktapparate und der Rheostaten, wäh rend Zyklus IV der Fig. 3, in welchem die tat- sächlichc Stillstandszeit des Gussstücekes in der Form 10,5 Sekunden dauert. Am Ende des gewünschten Zehnsekunden-Stillstandes arbei tet der Zeitkontaktapparat M2 während einer Zeitabweichung von plus 0,5 Sekunden, wäh rend sieh VR von 39 auf 39,5 bewegt.
Da der Zeitkontaktapparat III mit J1?, jedoch in ent- gegengesetzter Rotationsrichtung, zu arbeiten begann, behält 3I1 noch eine Zeitabweichung von plus 1,0 Sekunden, wenn die Klemmwal zen in Funktion gesetzt werden.
Auf diese Weise bewegt sieh VR, wenn die Klemmwal zen zu arbeiten beginnen, von 39,7 auf 38,5, während 111 auf Null znrüelzgeht. Der Grob- rheostat 1ZR bewegte sich ebenfalls mit 11\? von 38 auf 38,5 und kehrte auf Null. oder seine Grundeinstellung zurück, als die Klemm walzen in Funktion gesetzt wurden.
Fig. 6 illustriert die Bewegung der Zeit kontaktapparate III und 71\_' und der Rheo- staten VR und 1IR während des fünften Zy- klus nach Fig. 3. Bei diesem Zyklus beträgt die tatsächliche Stillstandszeit 9,5 Sekunden oder 0,5 Sekunden weniger als die ge- wünsehte Stillstandszeit. Bei Inbetriebsetzung der Klemmwalzen bewegt sieh der Zeitkon taktapparat M1 von Null auf minus 0,5, wäh rend sich der Fein- und der Grobrheostat VP und MR gleichzeitig von 38,5 auf 38 bzw. von 38 auf 37,5 bewegen. M2 bewegt sieh ebenfalls von plus 0,5 auf plus 1,0.
Am Ende der ge wünschten Stillstandszeit kehrt M2 von plus 1,0 auf Null zurück, und der Feinrheostat V R bewegt sieh von 38 auf 37. Da- eine tatsäch liche Stillstandszeit, die kürzer ist als die ge- wünsehte Stillstandszeit, andeutet, dass die Liefermenge des flüssigen Metalles an die Gussförm etwas zu reichlich ist, erweist es sieh als wünschbar, die Giessmenge des Metalles zu reduzieren. Dies ist durch die Steuerungen nach Fig. 3 und 6 erfolgt.
Die Arbeit der Zeitsteuermotoren und Rheostaten während des sechsten Zyklus nach Fig. 3 wird in Fig. 7 dargestellt. Während diesem Zyklus betrug die tatsächliche Still standszeit 0,75 Sekunden. Bei der Inbetrieb setzung der Klemmwalzen bewegt sieh M2 von Null auf minus 0,25, wobei sieh der Fein- und der Grobrheostat von 37 auf 36,75 bzw. von 38, auf 37,75 bewegen. Der Grobrheostat MR kehrt auf seine Basisstellung bei 38 zurück, wenn die gewünsehte Stillstandszeit von 10 Se kunden abgelaufen ist.
Der Zeitkontaktappa rat M1 beginnt mit M2, jedoch in entgegen gesetzter Richtung, und da eine Zeitabwei- chung von 0,5 Sekunden auf M1 aus dem Zy klus V behalten wurde, wird der Feinrheostat um 0,25 rückwärts auf Stellung 37 bewegt, nachdem die gewünschte Stillstandszeit abge laufen ist.
Wenn die Zeitsteuervorrichtung D für den Stillstand die Steuerung zuerst betätigt, dann deutet dies auf einen Zustand hin, bei welchem die Fliessmenge des flüssigen Metalles zu klein ist, und die Steuerung vergrössert das Kippen des Ofens durch Vorwärtsbewegung sowohl des Grobrheostaten MR als auch des Fein- rheostaten VR. Diese Bewegung von M1, M2, VR und MR hält an, bis die Klemmwalzen durch die Niveausteuerung in Betrieb gesetzt werden, damit sie das Gussstück mit einer Ge schwindigkeit aus der Form ziehen, die grö sser ist als die Fliessgeschwindigkeit des flüs sigen Metalles.
Dies beendet die Stillstands phase des Giesszyklus, und einer der Zeitkon taktapparate M1 oder M2 hält an, um die Zeit- abweiehung im laufenden Zyklus für den nachfolgenden Zyklus zu speichern. Der an dere Zeitkontaktapparat M1 oder M2 kehrt auf Null zurüeli, wobei die für seine Rück kehr notwendige Zeit von der Grösse und der Richtung der gespeicherten Zeitabweichung vom vorangehenden Zyklus zur Zeitabwei chung des laufenden Zyklus zugezählt oder davon subtrahiert wird. Während der Zeit, in welcher der Zeitkontaktapparat M1 oder M2 auf Null zurückkehrt, befindet sich auch der Feinrheostat VR in entsprechender Bewegung. Wenn die Bewegung des Feinrheostaten VR beendet ist, bleibt er während des nächstfol genden Zyklus in seiner Stellung unverändert.
Am Ende der Zeitabweichung in der Still standsphase kehrt der Grobrheostat IHR in seine vorherige Einstellung zurück.
Bei der Beschreibung von Zyklus III nach Fig. 3 und 1 betrug die Stillstandszeit 1,5 Se kunden mehr. Dadurch wurde die Notwendig keit einer Zunahme der Giessmenge aus dein Gefäss 10 angedeutet. Diese Zunahme wird durch einen Vorschub des Fein- und Grob- rheostaten während der Messung der Abwei chung erreicht.
Doch da die gespeicherte Ab weichung vom vorhergehenden Zyklus grösser war als die im Zyklus III gemessene Abwei chung, das heisst 2,0 Sekunden bzw. 1,5 Sekun den, wurde der Feinrheostat sofort nach der Messung der Abweichung im Zyklus III auf einen tieferen Wert gesenkt.
Auf diese Weise ist die tatsächliche Fliessmenge sogar, trotz dem die zyklische Messung der Abweichung die Notwendigkeit einer höheren Giessmenge an die Gussform zeigt, geringer als diejenige im vorangehenden Zyklus. Dies ist auf die vorwegnehmende Wirkung der Steuerung zLl- rückzuführen, welche angibt, dass sich die tat sächliche Giessmenge der richtigen Giessmenge nähert., so dass eine etwas geringere Korrektur benötigt wird als die im Verhältnis zur Ab- weiehung stehende.
Es ist ferner zu beachten, dass der Motor des Grobrheostaten entspre chend der Abweichung in eine neue Stellung bewegt wird, und zwar in der gleichen Rich tung, um die Zeitabweichung zu kompensieren, und dann auf Null zurückkehrt. Die für diese Bewegung und die Rückkehr benötigte Zeit beträgt das Doppelte der Abweichungszeit. In folgedessen ist die Steuerleistung als Produkt der Geschwindigkeit und der Zeit proportional zum Quadrat der Abweichung. Der Motor des Grobrlieostateil kann mit dem Rhieoqtateii ge kuppelt über ein Getriebe verbunden sein, da mit sieh jede gewünschte Wirkung durch die Veränderung der Stellung des Rheostaten er reichen lässt.
Obwohl nur zwei Rheostaten für die Steuerung der Hebevorrichtung 18 mit Motorantrieb gezeigt worden sind, ist es klar, dass zusätzliche Rheostaten mit Motorantrieb vorgesehen werden können. Zum Beispiel kann ein Paar Feinrheostaten verwendet werden, welche verschiedene Wirkungen auf die Ge schwindigkeit der Motorhebevorrichtung für gleiche Winkelveränderungen in der Stellung des Rheostatenarmes haben. Einer dieser Rheo- staten könnte während der Messung der Ab weichung in jedem Zyklus in Betrieb gesetzt werden, während der andere nach der Mes- sund der Zeitabweichung durch die vorweg nehmende Wirkung der Messungen der Abwei chung im nächsten Zyklus zur Wirkung kom men könnte.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass das Kippen des Ofens 10 so regu liert wird, dass die Beibehaltung einer imn we sentlichen gleichmässigen Fliessmenge von flüssigem Metall in die Form gewährleistet. ist. Bei der vorliegenden Steuerschaltung arbeiten die Zeitkontaktapparate M1 und M2 in jedem Zyklus in entgegengesetzter Richtung, und beide werden in jedem aufeinanderfolgenden Zyklus von Stillstand und Bewegung des Guss stückes in ihrer Richtung umgeschaltet.
Dar über hinaus speichert jeder Zeitkontaktappa- rat abwechslungsweise die Zeitabweichung zwischen der tatsächlichen und der gewünsch ten Dauer des Stillstandes des Gussstüekes in der Form für jeden Zyklus des Ausziehens des Gussstückes. Wie beschrieben, werden die Zeitkontaktapparate durch das Ende des zeit lich abgestimmten, gewünschten Stillstandes und durch das Ansteigen des flüssigen Metal les auf ein vorbestimmtes Niveau durch die Niveaukontrolleinriehtung betätigt.