DE1054407B

DE1054407B - Einrichtung zur UEberwachung der Lage eines durchlaufenden, stangenfoermigen, gluehenden Gutes

Info

Publication number: DE1054407B
Application number: DEA26749A
Authority: DE
Inventors: Werner Schatzmann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1957-02-22
Filing date: 1957-03-14
Publication date: 1959-04-09
Also published as: CH351566A; FR1199369A

Description

DEUTSCHES

Bei kontinuierlichen Walzenstraßen für das Auswalzen von Draht ist es üblich, daß bei den letzten Stichen der Draht nicht unter Zug gewalzt wird. Zu diesem Zweck wird der Draht in Form einer Schlinge von Walze zu Walze geführt (Fig. 1). Diese Schlinge läuft dabei in einer horizontalen oder vertikalen Ebene. Durch Beeinflussung der Drehzahl der Walzen wird die Lage der Schlinge in bezug auf eine mittlere Lage Af₀ konstant gehalten.

Zur automatischen Einregelung dieser mittleren Lage durch entsprechende Regelung der Drehzahl der Motoren für den Antrieb der Walzen ist eine ständige Überwachung der Schlingenlagen JIi₁ und M₂ in bezug auf die vorgegebene mittlere Lage M₀ erforderlich. Diese Regelung· kann durch mechanisches Abtasten erfolgen. Bei vertikal geführter Schlinge kann dies z. B. mittels Schlingenhebern oder Tänzerrollen und Umwandlung des Winkelausschlages der Abtastvorrichtung in eine elektrische Größe erfolgen. Bei horizontaler Schlinge ist es auch bekannt, die Schlinge auf einer aus einzelnen Lamellen zusammengesetzten Kontaktbahn gleiten zu lassen, wodurch eine elektrische Überwachung der Schlingenlage erreicht wird.

Eine elektrische Überwachung der Schlingenlage ist aus dem deutschen Patent 706 255 bekannt, wo zwei Strahlengänge symmetrisch zur Schlingenmittellage erzeugt werden. Der eine Strahlengang wird neben dem Walzgut durchgelassen, der andere wird vom Walzgut abgedeckt. Beide Strahlengänge werden von Fotozellen überwacht, denen ein Regler zur Beeinnussung der Drehzahl nachgeschaltet ist. Steuerungen im Aufnahmebereich der beiden Fotozellen, die einen gewissen Unempfindlichkeitsgrad überschreiten, bewirken das Ansprechen von Relais mit nachfolgendem Servomotor, dadurch wird das schnellere oder langsamere Laufen des Walzwerkmotors veranlaßt. Eine stetige Regelung durch die Anwesenheit von Schützen eines Servomotors ist nicht möglich.

Aus dem deutschen Patent 598 311 sind fotoelektrische Kontakteinrichtungen bekannt, die in unstetiger Weise Schützen betätigen, die vorübergehend das schnellere oder langsamere Laufen des Antriebsmotors bewirken. Eine stetige Regelung ist nicht vorgesehen und wäre auch nicht möglich.

Diese Lösungen haben jedoch so viele Nachteile, *5 daß ein berührungsloses Abtasten der Schlinge vorgezogen wird. Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit dem berührungslosen Abtasten.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der Lage eines durchlaufenden, stangenförmigen, glühenden Gutes. Sie besteht darin, daß zwei Fotozellenanordnungen für gerichteten Empfang der Strahlung des Walzgutes vorgesehen sind, derart, daß ihre Aufnahmebereiche beiderseits einer Einrichtung zur Überwachung der Lage

eines durchlaufenden, stangenförmigen,

glühenden Gutes

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri&Cie.,
Baden (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Februar 1957

Werner Schatzmann, Baden (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

vorgegebenen Mittellage des durchlaufenden, glühenden Gutes liegen, so daß bei Abweichung aus der Mittellage die Bestrahlung der einen Fotozellenanordnung zunimmt und die der anderen abnimmt.

In der Fig. 1 sind zwei Aufnahmebereiche A₁ und A_% gezeigt, die beidseitig der Mittellage M₀ des durchlaufenden Drahtes 1 liegen. Strahlen, insbesondere Wärmestrahlen, die aus dem einen oder anderen Bereich auf ein Fotozellenanordnung für gerichteten Empfang der Strahlung des Walzgutes 1 fallen, ergeben in der Fotozelle der betreffenden Anordnung eine entsprechende Signalspannung. Die Aufnahmebereiche A₁ und A₂ können, wie gezeichnet, nebeneinander ohne gegenseitige Berührung bestehen. Dazwischen besteht dann eine gewisse Unempfindlichkeitszone, innerhalb welcher das glühende Gut liegt, ohne eine Signalspannung auszulösen. Die Aufnahmebereiche können sich aber auch überlappen, so daß ein stetiger Übergang der Signalspannungen von einem negativen Wert durch Null zu einem positiven Wert erfolgt. Damit läßt sich ein stetiger Regelvorgang bewerkstelligen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Auf einer ebenen Tischplatte läuft das stangenförmige, glühende Gut, z. B. Draht, und bildet dabei eine Schlinge gemäß Fig. 1. 1 ist ein Ausschnitt dieser Schlinge; ihre Mittellage Μ_ϋ sei in der Fig. 2 durch die punktierte Gerade 2 als Tangente an die Schlinge dargestellt. Zwei Fotozellen 7 und 8 in den Fotozellenanordnungen 3 und 4 sind senkrecht über die Schlingen ebene durch die

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Claims

punktierte Gerade 2 eingeordnet. Zwischen den Fotozellen und der ScMingenebene sind Blenden 9a und 10a vorgesehen in der Form spitzwinkliger Dreiecke. Diese lassen die Strahlung des Walzgutes durch. Die Öffnungen der Blenden sind unter sich gleich groß, und ihre Aufnahmebereiche A5 und Ae in der Schlingenebene sind teilweise überdeckend. Die Blenden sind spiegelbildlich und als im Bereich der Symmetrieebene (durch die Gerade 2, senkrecht auf die Schlingenebene) liegende spitze Winkel gegenüberliegend. Die zwei Fotozellenanordnungen 3 und 4 dienen für gerichteten Wärmestrahlenempfang. Diese Anordnungen nehmen Wärmestrahlen auf, die aus den Bereichen A1 bzw. A2 stammen. Die Bereiche haben hier dreieckige Formen mit gegeneinandergerichteten Spitzen, die sich außerdem in der vorgegebenen Mittellage 2 gleichmäßig überlappen. Beide Fotozellenanordnungen erhalten gleiche Wärmestrahlen, wenn das Gut auf der Mittellage liegt. Bei Abweichen des Drahtes, z. B. in der gezeichneten Lage 1, erhält die Fotozellenanordnung 4 eine vermehrte Wärmestrahlung, während der Einfluß der Strahlung auf die Anordnung 3 am Verschwinden ist. Für die Strahlungsaufnahme und Umwandlung in elektrische Spannungen sind Fotozellen 7 und 8 vorgesehen. Der gerichtete Strahlungsempfang wird durch rohrförmige Abschirmungen 9 und 10 erreicht, die an ihren Bodenflächen Öffnungen 9a und 10a als Blenden aufweisen. Entsprechend ihrer dreieckigen Formen ergeben sich dreieckige Aufnahmebereiche As und A0. Im Strahlengang können ferner Filter 11 und Linse 12 vorgesehen werden, die eine Bevorzugung der Wärmestrahlen ergeben, um Fremdlichteinflüsse weitgehend auszuschalten. In der Fig. 3 ist die Wirkungsweise der Einrichtung an Hand eines Empfindlichkeitsdiagramms dargestellt. Up1 und UP8 zeigen die Fotozellenspannungen einzeln und in ihrer Gegeneinanderschaltung. Durch die Gegeneinanderschaltung wird in dem Überlappungsbereich b eine Kennlinie erhalten, die durch Null (0) geht und damit die Mittellage markiert. Die Fotozellenanordnungen können nun über weitere Verstärker zur Regelung der Geschwindigkeit der Antriebsmotoren der Walzen verwendet werden, wodurch erreicht wird, daß der Durchlauf des Gutes auf die Mittellage M0 einspielt. Die Fotozellen erzeugen Regelspannungen, die auf die Drehzahlregler des unmittelbar vorausgehenden oder nachfolgenden Walzwerkmotors oder beide zusammen einwirken. Treten große abnorme Walzstörungen auf, so daß die Ausweichnung der Schlinge von der Mittellage besonders groß wird, so können im Regler zusätzliche Relais vorgesehen werden, die erst auf entsprechend höhere Regel spannungen ansprechen. Durch diese Relais können die Drehzahl-Sollwertgeber der vorausgehenden oder nachfolgenden Walzwerkmotoren im positiven oder negativen Sinne zusätzlich beeinflußt werden, bis die Schlinge wieder in ihren normalen, nicht zu großen Regelbereich gelangt. Die Regelspannung kann auch einem Meßinstrument zugeführt werden, wodurch eine Fernanzeige derSchlingenlage erreicht wird. In einfacheren Fällen kann auf die Überlappung der Aufnahmebereiche verzichtet werden. Die Einrichtung wird dann zum abwechselnden Ein- und Ausschalten von Relais benutzt, die ebenfalls zur Beeinflussung der Motorgeschwindigkeit dienen. Die Blenden können auch andere Formen erhalten, je nachdem, wie die Regelspannung in Abhängigkeit der Lagenabweichung gewünscht wird. Es kann vorkommen, daß man die Mittellage der Schlinge etwas verschiebt, um den Walzvorgang zu beeinflussen. Zu diesem Zweck sind Einstellorgane vorgesehen, die die Verstärkungsgrade der beiden Verstärker gegeneinander beeinflussen. Die Achsen der Fotozellenanordnungen sind parallel gerichtet, sie können aber auch schräg gegeneinander gestellt sein, wodurch es möglich wird, wesentlich kleinere und nahe nebeneinanderliegende Aufnahmebereiche abzutasten. In der Fig. 4 ist eine Vereinfachung der Fotozellenanordnungen dargestellt. Die Blenden 19 und 20 bewirken den gerichteten Strahlenempfang und entsprechen den früheren Blenden 9a und 10a. Diese sind im gemeinsamen System 34 eingebaut. Das System enthält ferner das Strahlenfilter 31 und die Linse 32. Letztere ermöglicht eine schärfere Strahlenführung. Ferner sind zwei nebeneinanderliegende Fotozellen 7 und 8 vorgesehen. Diese liegen auf gleicher Höhe nebeneinander, so daß bei Abweichen des Gutes aus der Mittellage die eine Fotozelle stärker und die andere schwächer bestrahlt wird. Die Aufnahmebereiche der Fotozellen überlappen sich so, daß in der Mittellage diese die Wärmestrahlen mit gleicher Intensität erhalten. Die optischen Systeme sind jeweils in einem besonderen Schutzgehäuse 35 eingebaut. In das Schutzgehäuse wird zweckmäßig von oben her Spülluft von derPreßluftleitungl5 eingeführt, die dann nach unten gegen das Walzgut das Gehäuse verläßt. Die durchströmende Luft verhindert das Eindringen von Staub in die optischen Systeme. Durch die besondere Formgebung der Blenden, die im gezeigten Beispiel dreieckig sind, soll erreicht werden, daß bei Auslenkung der glühenden Schlinge aus der Mittellage der Abgriffbereich des nicht abgeblendeten, also frei einstrahlenden Teiles stetig langer wird. Damit ergibt sich eine stetige Zunahme der Steuerspannung mit der Abweichung der Schlinge, ebenfalls entsprechend Fig. 3. Als Fotozellenanordnung ist jede Art Umformer zu verstehen, die Licht- oder Wärmestrahlen in elektrische Signale umformt. Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Überwachen der Abweichung eines in seiner Längsrichtung laufenden, stangen- oder drahtförmigen, glühenden Gutes von seiner vorgegebenen Mittellage mit zwei symmetrisch zur Schlingenmittellage angeordneten, die Strahlung des Walzgutes aufnehmenden Fotozellen, deren Aufnahmebereiche die beiderseits der Schlingenmittellage liegenden Schlingenlagen überdecken, bei der den Fotozellen ein Regler zur Beeinflussung der Drehzahlen der Walzenmotoren nachschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen senkrecht über der S chi ingenebene angeordnet und zwischen ihnen und der Schlingenebene Blenden vorgesehen sind, deren die Strahlung des Walzgutes durchlassenden Öffnungen die Form eines spitzwinkligen Dreiecks aufweisen, gleich groß sind und wobei ihre Auf nahmebereiche in der Schiingenebene, sich teilweise überdeckend, spiegelbildlich und mit im Bereich der Symmetrieebene liegenden spitzen Winkeln gegenüberliegen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Fotozelle und