DE1097057B - Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige der Stellung und Bewegung einer Elektrode eines Lichtbogenofens - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige der Stellung und Bewegung einer Elektrode eines Lichtbogenofens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige der Stellung, Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung einer Elektrode eines Lichtbogenofens, insbesondere eines Vakuum-Lichtbogenofens, der mit einer Abschmelzelektrode ausgerüstet ist.
• Es sind Geräte zur Anzeige der Stellung einer Elektrode eines. Lichtbogenofens bekannt. Hierzu wurden Drehfeldgeber in verschiedenen Ausführungen. benutzt. Diese Geräte erfordern eine genaue Übersetzung zwischen dem Ankopplungsglied, beispielsweise lern Ausgang eines Getriebes, und dem Drehfeldge er. Die handelsüblichen Drehfeldgeber besitzen keine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit. Sehr nachteilig wirkt sich bei diesen auf dem Drehfeldgeberprinzip beruhenden Anzeigegerät aus., daß sie nur eine Anzeige der Stellung der Elektrode gestatten.. Man kann mit diesen Geräten jedoch nicht die Geschwindigkeit, mit der sich die Elektrode bewegt, erfassen.
• Es ist aber in vielen Fällen des Lichtbogenschmelzens notwendig, auch zu wissen., mit welcher Geschwindigkeit und in welche Richtung sich die Elektrode bewegt, b,eispiels.weise abschmilzt, um den Schmelzprozeß entsprechend steuern zu können. Dies ist insbesondere sehr von Bedeutung, wenn Teile der Elektrode mit verschiedener Geschwindigkeit erschmolzen werden sollen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein im Aufbau einfaches Anzeigegerät mit genügend hoher Ansprechempfindlichkeit zu schaffen, das sowohl eine Anzeige der Stellung der Elektrode als auch ihrer Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung ermöglicht. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß an einer Meßbrücke ein Potentiometer durch die Bewegung der Elektrode verstellt und die Meßbrücke über ein zweites Potentiometer wieder abgeglichen wird, wobei die Verstellung des zweiten Potentiometers mittels eines Verstellmotors hervorgerufen wird, dessen Drehachse noch mit mindestens einem Anzeigegerät für die Stellung der Elektrode gekoppelt wird. Die beiden Potentiometer der Meßbrücke werden mit dem Eingang eines Verstärkers, vorzugsweise eines Gegentaktverstärkers, verbunden, der in der Lage ist, Gleichspannung sowohl negativer als auch positiver Polung abzugeben. Der Ausgang des Verstärkers wird mit dem Verstellmotor verbunden. Der Verstärker wird durch die Brückenspannung zwischen den Schleifern der beiden verstellbaren Potentio meter angesteuert. Ist die Meßbrücke abgeglichen, also die Spannung zwischen, den Schleifern der beiden Potentiometer Null, so ist auch die Ausgangsspannung des Verstärkers Null, und der Verstellmotor bleibt in Ruhestellung. Wird durch die Bewegung der Elektrode der Schleifer des einen Potentiometers verstellt, so entsteht eine Spannung zwischen dem Schleifer dieses Potentiometers und dem Schleifer des anderen Potentiometers, das mit dem Verstellmo1toT gekoppelt ist. Der Verstärker wird mit dieser Spannung angesteuert und gibt dann eine in der Polarität der Eingangsspannung gleiche, aber verstärkte Spannung an den Verstellmoto:r ab. Dieser Verstellmotor läuft dann an und verstellt das mit ihm verbundene Potentiometer so lange, bis die Meßbrücke wieder auf Null abgeglichen ist. Der Verstellmotor ist andererseits aber noch mit einem Anzeigegerät gekoppelt, dessen Zeiger die Motorbewegung anzeigt und das in Zen.timeter-Elektradenweg geeicht ist. Wenn die Verstellung des Schleifers des mit der Elektrode verbundenen. Potentiometers nicht schneller oder langsamer erfolgt, als der Verstellmotor in der Lage ist, den Schleifer des mit ihm verbundenen Potentiometers zu verstellen, dann ist die Drehzahl des Ankers des. Verstellmotors proportional der Geschwindigkeit, mit der sich der Schleifer des mit der Elektrode verbundenen Potentiometers verstellt und somit proportional der Geschwindigkeit, mit der sich die Elektrode bewegt. Die Drehzahl des. Ankers des Verstellmotors ist in diesem Fall ein Maß für die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode, die dann mittels eines weiteren. Anzeigegerätes zur Anzeige gebracht werden kann.. Bei Verwendung eines Gleichstrom-I#,Tebenschlußmotors ist die Spannung am Anker proportional zur Drehzahl des Ankers. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode kann daher mittels eines. geeichten Spannungsmess.ers, angezeigt werden.
• Vorteilhafterweise ordnet man beide Anzeigeinstrumente in einem gemeinsamen Gehäuse an. Durch entsprechende Auslegung der Übersetzung am Verstellmotor können noch sehr langsame Gesehwin.digkeiten der Elektrodenbewegung etwa von der Größenordnung 1 mm/Min. erfaßt werden.
• An; Hand . detr Zeichnung wird eine beispielsweise Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben. -Die Elektrode 1 ist mit der Elektrodenhaltestange 2 fest verbunden. Mittels eines- an sich bekannten Getriebes 4 erfolgt die Auf- bz. Abwärtsbewegung der Elektrode 1 über beispielsweise eine Kette 3. Die Elektrode 1 wird im Fall; daß es sich um eine Abschmelzelektrode handelt, in einen gekühlten Tiegel 5 abgeschmolzen. Auf einer Achse 6 des Getriebes 4 ist ein Potentiorneter 7 angeordnet. Dieses Potentiometer 7 ist mit einem weiteren Potentiometer 8 und mindestens einem; vorzugsweise zwei oder mehr Abgleichwiderständen 9, 10 zu einer Meßbrücke geschaltet, in- die eine Gleichspannung aus der Spannungsquelle 11 eingespeist wird. Die beiden Schleifer 12; 13, der Potentiometer 7, 8 sind mit dem Eingang eines Verstärkers 14; vorzugsweise eines Gegentaktverstärkers, und der Ausgang dieses Verstärkers mit einem Verstellmotor 15, vorzugsweise mit einem Gleichstrom-Nebenschlußmotor verbunden,. Die Drehachse des Motors, 15 ist einerseits mit dem Schleifer 13 und andererseits. mit einem Anzeigegerät 16 ge- koppelt, das in Zentimeter-Elektrodenweg geeicht ist. Zur Anzeige der Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode kann noch ein Anzeigegerät 17 vorgesehen, sein, das mit dem Anker des Motors 15 verbunden ist. Die beiden Anzeigegeräte 16, 17 werden vorteilhafterweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, so daß sie bequem gleichzeitig abgelesen oder beobachtet werden können.
• Die der Übersicht halber in die Figur nicht eingezeichnete Übersetzung zwischen dein Motor 15, dem Potentiometer 13 und dem Anzeigegerät 16 wird vorteilhafterweise so gewählt, daß die höchste Motordrehzahl des Motors 15 bei voller Ausgangsspannung des Verstärkers 14 der maximal möglichen Bewegungsgesehwindigkeit der Elektrode entspricht. Je nach dem- Drehzahlregelbereich des Motors 15 ergibt sich ein ziemlich großer Bereich, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode an dem Anzeigegerät 17 abgelesen werden kann.
• Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen, Vorrichtung besteht darin, daß die Eichung der Stellungsanzeige der Elektrode mit den Abgleichwiderständen 9; 10 vorgenommen wird und daß durch Verwendung eines Gegentaktverstärkers die Vorrichtung nicht von Netzspannungsschwankungen. abhängig ist.
• Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf das beschriebene Beispiel. An Stelle einer Gleichstrom-Meßbrücke kann selbstverständlich: auch eine Wechselstrom-Meßbrücke verwendet werden. In diesem Fall sind eventuell die Ahgleichwiderstände und die Potentiometer durch verstellbare Recktanzen zu ersetzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: . 1. Verfahren zur Anzeige der Stellung, Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung einer Elektrode eines Lichtbogenofens, insbesondere einer Abschmelzelektrode eines Vakuum-Lichtbogenofens, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Meßbrücke ein Potentiometer durch die Bewegung der Elektrode verstellt und die Meßbrücke über ein zweites Potentiometer wieder abgeglichen wird, wol#ei die Verstellung des zweiten -- - Potentiometers- mittels. eines Versstellmotors (vorzugsweise eines Gleichstrom-Nebenschlußmotors) hervorgerufen wird, dessen Drehachse noch. mit mindestens einem Anzeigegerät für die Stellung und Bewegungsrichtung der Elektrode gekoppelt wird. 2: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des. Verstellmotors mit einem Anzeigegerät für die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode verbunden wird. 3. Verfahren nach den. Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet; daß die Eichung der Stellungsanzeige der Elektrode mit mindestens einem, vorzugsweise zwei oder mehr Eichwiderständen. vorgenommen wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke über einen Verstärker, vorzugsweise einen Gegentaktverstärker, mit dem Verstellmotor verbunden wird. 5. Vorridlitung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis, 4, gekennzeichnet durch eine Meßbrücke, bestehend aus mindestens einem, vorzugsweise zwei oder mehr Abgleichwiderständen (9, 10) und zwei verstellbaren Potentiometem (7, 8), deren Schleifer (12, 13) mit dem Eingang eines, Verstärkers. (14), vorzugsweise eines Gegentaktverstärkers, verbunden sind, und einem Verstellmotor, vorzugsweise einem Gleichstrom-Nebenschlußmotor, der mit dem Ausgang des Verstärkers (14) verbunden ist und dessen Drehachse mit dem Schleifer (13) _ und mindestens einem Anzeigegerät (16) gekoppelt ist, wobei der Schleifer (12) mit einer Achse (6) des die Auf- bzw. Abwärtsbewegung der Elektrode (1) bewirkenden Getriebes (4) gekoppelt und die Meßbrückemit der Spannungsquelle (11) verbunden. ist. 6: Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da.ß der Anker des Verstelhno.tors mit 'einem Anzeigegerät (17) für die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode (1) verbunden ist. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anzeigegeräte (1G, 17) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.