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Elektrische Einrichtung zum Steuern der Biegetellerdrehung von Betonstahlbiegemaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Einrichtung zum Steuern der Biegetellerdrehung
von Betonstahlbiegemaschinen mit einem festen Ausgangs-und verstellbaren elektrisch
wirksamen Endumsteuerpunkt, die einen Winkel von 180° einschließen, und dazwischenliegenden,
beliebig wählbaren und überfahrbaren elektrisch wirksamen Umsteuerpunkten für beide
Drehrichtungen des Biegetellers.
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Es sind bereits Biegemaschinen mit mechanischelektrischer Steuerung
bekannt, bei denen verstellbare Anschläge, die mit dem Biegeteller oder synchron
zu diesem umlaufen, auf Endschalter einwirken, die die Steuerimpulse auslösen. Diese
Ausführungsformen ermöglichen jedoch außer der Einstellung des Abschaltpunktes nach
dem Rücklauf des Biegetellers nur noch die Einstellung jeweils eines Biegewinkels
in einer Drehrichtung.
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Andere solcher bekannten Steuerungen erlauben die Wahl zwischen zwei
Winkeln, von denen einer in der Regel bei 180° liegt, während ein zweiter dazwischenliegender
Winkel überfahrbar ist, allerdings nur in einer Drehrichtung des Biegetellers. Mit
mechanischen Mitteln wurde es auch ermöglicht, die Einstellung je eines Winkels
in beiden Drehrichtungen vorzunehmen.
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Schließlich ist für absatz- oder schrittweise zu bewegende Maschinenteile,
die hydraulisch angetrieben werden, vorgeschlagen worden, die Steuerung über Anschläge,
elektrische Kontakte und Relais auf den Hydraulikkreislauf einwirken zu lassen.
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Sämtliche dieser bekannten Einrichtungen haben jedoch gemeinsam, daß
zur Änderung des eingestellten Winkels bzw. der eingestellten Winkelkombination
der oder die Anschläge manuell und meist unter Zuhilfenahme von Werkzeugen versetzt
werden müssen, was um so zeitraubender ist, je unterschiedlicher die zu biegenden
Stähle beschaffen sind, weil der erforderliche Ausgleich für das Zurückfedern der
gebogenen Stäbe nur empirisch ermittelt werden kann. Außerdem erlauben die bekannten
Einrichtungen nicht, Doppelaufbiegungen ohne Anschlagschiene in fortlaufender Arbeitsfolge
mit einer Einstellung der Steuerung fertigzubiegen, wenn nach beiden Seiten sowohl
Hakenbiegungen um 180° als auch Aufbiegungen um beispielsweise 45° notwendig sind.
Sollen die oft viele Meter langen Stäbe nicht umgedreht oder mehrmals auf die Maschine
genommen werden, dann müssen bei den bekannten Einrichtungen also wenigstens zwei
Operationen von Hand, d. h. nach Augenmaß, gebogen werden. Dies ist bei der meist
erforderlichen hohen Winkeltreue jedoch nicht mit Sicherheit möglich. Außer mechanischen
oder mechanisch-elektrischen Steuerungsarten sind solche bekanntgeworden, die unter
Verwendung von Schrittschaltwerken, Programmuhren oder Schaltpunktmarkierungen auf
Film- bzw. Metallbändern arbeiten. Es ist dabei mö5 lich, den gesamten Arbeitsablauf
zu programmieren und beispielsweise mittels Schrittschaltwerken und Linienwählern
über Schwachstromkreise Starkstromverbraucher zu steuern. Auch die Anwendung von
Programmuhren mit Kontaktscheiben oder die Steuerung in Abhängigkeit von Bewegungsvorgängen
über Umdrehungszähler in Verbindung mit bandförmigen Trägern für die Schaltpunktmarkierungen,
die aus der Steuertechnik bekannt ist, könnte letzten Endes für Biegemaschinen nutzbar
gemacht werden. Diese Steuerungsarten sind jedoch äußerst kompliziert, entsprechend
aufwandreich und im Hinblick auf den rauhen Betrieb, dem Biegemaschinen unterworfen
sind, ungeeignet. Ihre Verwendung würde auch kostenmäßig in keinem wirtschaftlichen
Verhältnis zum erwarteten Nutzen stehen. Dazu kommt,
daß die oft
stark wechselnde Biegearbeit auf Baustellen die Möglichkeit schneller Änderungen
im Automatikablauf sowie die Umstellung auf Handbetrieb erfordert, was bei den beschriebenen
komplizierten Steuerungssystemen nicht möglich ist.
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Daraus ergab sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nach
der eine Einrichtung zur nockenfreien Steuerung von Biegemaschinen mit einfachen
elektrischen Mitteln zu schaffen war. Diese Steuereinrichtung soll außerdem bei
selbsttätigem Rücklauf des Biegetellers ohne Anderung der jeweiligen Einstellung
das Biegen zweier Winkel in jeder Drehrichtung des Biegetellers erlauben, und der
Umsteuerpunkt eines dieser beiden Winkel soll beliebig wählbar sowie überfahrbar
sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur nockenfreien
Vorwählung des Drehwinkels des Biegetellers mit dessen Welle ein elektrischer Stellungsgeber
verbunden ist, welcher mehrere, jeweils mittels Stufenschalter vorwählbare, um 180°
zueinander versetzte Ausgangs- und Endumsteuerpunkte und mehrere für Links- und
Rechtslauf parallelgeschaltete, jeweils mittels Stufenschalter vorwählbare, zwischen
diesen Steuerpunkten liegende Umsteuerpunkte aufweist.
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Zur Auslösung der Umschaltung der Drehbewegung des Biegetellers ist
auf der Biegewelle ein Kontaktfinger des elektrischen Stellungsgebers angeordnet.
Die vorwählbaren Steuerpunkte umgeben die Biegewelle kollektorartig auf einem Kreis
liegend und werden sämtlich vom Kontaktfinger überfahren. Die Auswahl der Umsteuerpunkte
für den Biegeteller erfolgt aus diesen kollektorartig die Biegewelle umgebenden
Kontaktpunkten, die beim Abtasten ihrer Reihe durch den Kontaktfinger den Impuls
zur Umsteuerung der Drehrichtung oder zum Abschalten der Biegetellerbewegung geben.
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Zum Ausgleich verschiedener Stahldurchmesser und entsprechend unterschiedlicher
Spannwege des Biegetellers und zum Ausgleich der Sprünge, die sich zwischen den
einzelnen kollektorartig angeordneten Kontaktpunkten ergeben, sind erfindungsgemäß
die Ausgangspunkte für die Biegetellerbewegung und gleichzeitig der in einem Drehwinkel
von 180° von diesen Ausgangspunkten liegenden Endumsteuerpunkte um eine halbe Winkelteilung
versetzbar angeordnet.
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Es ist in Abwandlung der Erfindung natürlich auch denkbar, die Kontaktpunkte
durch Kippschalter als Lamellen an einer Kontaktschiene oder als Selenzellen bereitzustellen
und mit einer Rolle oder einem Lichtstrahl abzutasten. Die Koppelung mit den Ausgangs-
bzw. Umsteuerungspunkten kann ebenso gut induktiv durch Drehfeldmagnete, kapazitiv
durch Drehkondensatoren oder stufenlos durch eine Meßbrücke erfolgen.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung liegt
in der Verwendung eines einzigen Schalters, welcher außer dem Startimpuls einen
Schnellstopp während des Vor- und Rücklaufes ermöglicht, wobei der Biegeteller nach
Auslösung des Schnellstopps und Wiederingangsetzen zuerst auf seine Ausgangsstellung
zurückläuft und erst anschließend den erneuten automatischen Ablauf beginnt. Ebenso
verhält sich die Schaltung beim Rücklauf. Dies bedeutet für den Bedienungsmann erhöhte
Sicherheit beim Biegevorgang und Erleichterungen für die Korrektur von Falschbiegungen.
Auch hierin unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand vorteilhaft gegenüber Programmschaltwerken,
die mit einem bestimmten Arbeitsablauf synchronisiert sind. Bei ihnen kann zwar
ebenfalls eine Unterbrechung des Automatikablaufes erfolgen, jedoch wiederholt sich
das vorgegebene Programm stets und läßt sich oft wechselnden Betriebsbedingungen
nicht schnell genug anpassen bzw. schwer ergänzen, unterbrechen oder sonst verändern.
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Dagegen erlaubt die erfindungsgemäße Steuerung dem Biegeteller nicht
nur das Abfahren von je zwei Biegewinkeln nach jeder Richtung, sondern sie kann
darüber hinaus jederzeit auch während des Betriebes umgestellt bzw. nachgestellt
werden. Ist beispielsweise ein bestimmter Biegewinkel eingestellt und die Maschine
bereits in Gang gesetzt, dann kann dabei, solange dieser Winkel noch nicht erreicht
ist, eine Winkelkorrektur über den Stufenschalter bis zum Maximalwert vorgenommen
werden.
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Nach dem Einstellen von zwei Winkelwerten und bei Unachtsamkeit des
Bedienungsmannes wird stets nur der kleinere Winkel abgetastet. Dadurch ist ein
Anlauf gegen eventuell aufgespannte Zusatzwerkzeuge oder Gegenvorrichtungen im Bereich
des zweiten Biegewinkels ausgeschlossen.
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Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung
von Betonstahlbiegemaschinen an Hand der Zeichnung erläutert.
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Auf der Biegewelle 31 ist, fest mit derselben verbunden und
mit ihr umlaufend, der Kontaktfinger 32
angeordnet. Kollektorartig um die
Biegewelle herum und im Bereich des Kontaktfingers liegen die Steuerpunkte 1 bis
15 für die im Uhrzeigersinn erfolgende Drehung der Biegewelle sowie die Steuerpunkte
1' bis 15' für die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Drehung der Biegewelle,
jeweils für einen Biegewinkelbereich von 1 bis 179°. In diesem Kollektor liegen
außerdem noch die Steuerpunkte 16 bis 20 als Nullkorrektursteuerpunkte
und zu diesen, um l80° versetzt, die Steuerpunkte 21 bis 25 als Umsteuerpunkte,
in denen die Drehrichtung der Biegewelle umgekehrt wird.
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Sämtliche Leiter L15 der Steuerpunkte 1 bis 15 und L15, der Steuerpunkte
1' bis 15' sind im Klemmkasten 26 nummerngleich parallel geschaltet und über die
Leitungen LS mit dem Stufenschalter 27 verbunden, welcher die Schaltstufen
101 bis 115 aufweist. über jede dieser Schaltstufen werden gleichzeitig
jeweils zwei parallele Steuerpunkte aus dem Kollektorbereich 1 bis 15 sowie 1' bis
15' ausgewählt und als Umsteuerpunkte gleichen Drehwinkelabstandes vom Nullpunkt
für den Biegewellenantrieb M bereitgestellt.
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Sobald der Kontaktfinger 32 bei Rechts- oder auch bei Linkslauf der
Biegewelle 31 auf den vorgewählten Umsteuerpunkt trifft, wird der Stromkreis während
des Biegevorganges über das Relais R1 geschlossen, wodurch die Umsteuerung des Biegewellenantriebes
M stattfindet. Nach der Rückkehr des Kontaktfingers 32 in die Nullstellung (Ausgangsstellung
- Kontakt 16 bis 20) wird der Stromkreis über das Relais R2 geschlossen, wodurch
der Biegewellenantrieb M in seiner Ausgangsstellung stillgesetzt wird.
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Die Relais R1 und R2 steuern die im Schaltkasten Sch befindlichen
Schütze über die Leitungen A, B. Die Stromversorgung der Relais R1 und R2
erfolgt über die Leitungen C, D vom Schaltkasten Sch
über
die Schaltfinger 30 oder 29' und über 29, die zugeordneten Leitungen und den Kontaktfinger
32 über die Masse der Maschine zurück zum Schaltkasten Seit. Die Stromversorgung
des Schaltkastens Sch erfolgt über die Netzanschlußleitung E.
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Zum Ausgleich verschiedener Spannwege, beispielsweise bei unterschiedlichem
Stahldurchmesser, und zum Ausgleich der Sprünge, die sich zwischen den einzelnen
Steuerpunkten 1 bis 15 bzw. 1' bis 15' ergeben, dient der Nullkorrekturstufenschalter
28. Seine Schaltstufen 16' bis 20' und 21' bis 25' sind über die Leitungen NU und
N.,,1 mit den Kollektorsteuerpunkten 16 bis 20 bzw. 21 bis 25 verbunden. Sie sind
so angeordnet, daß mit dem Schaltdoppelfinger 29, 29' des Nullkorrekturstufenschalters
jeweils zwei um 180° gegeneinander versetzte Kollektorsteuerpunkte gleichzeitig
abgegriffen werden. Jede Änderung des Biegewinkelnullpunktes hat also zwangläufig
eine gleich große Verlegung des festen Umsteuerungspunktes für den Biegewellenantrieb
M zur Folge, und der zwischen dem tatsächlichen Biegewinkelausgangspunkt sowie dem
Umsteuerungspunkt eingeschlossene maximale, effektive Biegewinkel beträgt unveränderbar
stets 180°.
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Wenn die Veränderbarkeit des Ausgangspunktes außer zum Ausgleich der
verschiedenen Stahldurchmesser gleichzeitig zum Ausgleich der Sprünge zwischen den
Kollektorsteuerpunkten 1 bis 15 und 1' bis 15' dienen soll, dann werden die Kollektorteile
mit den Nullkorrektursteuerpunkten 16 bis 20 und den Umsteuerungspunkten
21 bis 25 derart versetzbar angeordnet, daß sie den zwischen je zwei
benachbarten festen Steuerpunkten 1 bis 15 bzw. 1' bis 15' eingeschlossenen Winkel
halbieren. Dadurch kann praktisch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Biegewinkel
verdoppelt werden.
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Sämtliche Umsteuerungspunkte, also sowohl die zwischen 1 und 179°
beliebig zu wählenden, als auch die den maximalen Biegewinkel von 180° einschließenden,
sind überfahrbar und schließen den Stromkreis immer über das Relais R1. Zu diesem
Zweck ist der Hauptschalter H, der den Biegewellenantrieb Min der gewünschten Drehrichtung
in Gang setzt, in bekannter Weise als ein unter Federdruck stehender Tastschalter
ausgebildet. Wird dieser Schalter während des Überfahrens eines vorgewählten Steuerpunktes
betätigt, so wird das Relais R1 außer Betrieb gesetzt, wodurch eines der in bekannter
Wendeschaltung im Schaltkasten Sch angeordneten Schütze den Biegewellenantrieb
M nicht abschaltet. Dadurch überläuft die Biegewelle 31 mit dem Kontaktfinger 32
den vorgewählten Kollektorsteuerpunkt und wird erst durch den zwischen 21 und 25
bereitgestellten Umsteuerungspunkt über das Relais R1 in ihrer Drehrichtung umgeschaltet.
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Bei der Rückkehr des Kontaktfingers 32 in seine Ausgangsstellung auf
einen der bereitgestellten Kontakte 16 bis 20 wird der Stromkreis über das Relais
R., geschlossen und der Biegewellenantrieb M über das im Schaltkasten
Sch befindliche Schütz für den Rücklauf stillgesetzt. Soll nun beispielsweise
eine Doppelaufbiegung mit zwei 45°-Winkeln und einem 180°-Winkel hergestellt werden,
so wird der Schaltfinger 30 des Stufenschalters 27 auf die Stellung 103 geschaltet.
Damit sind die Kollektorsteuerpunkte 3 für den Rechtslauf des Biegetellers und 3'
für dessen Linkslauf auf 45° liegend vorgewählt. Der Nullkorrekturstufenschalter
28 wird in seine Normal-Stellung gebracht, so daß sein Schaltfinger 29 auf die Schaltstufe
18' und sein Schaltfinger 29' auf die Schaltstufe 23' weist. Als Ausgangspunkt für
das Biegeprogramm ist damit der Kollektorsteuerpunkt 18 und als Umsteuerungspunkt
für die Beendigung der 180°-Biegung der Kollektorsteuerpunkt 23 bereitgestellt.
Nun wird zuerst die 180°-Biegung durchgeführt. Dies erfolgt dadurch, daß der Hauptschalter
H betätigt und so lange gehalten wird, bis die Kollektorsteuerpunkte 3 bzw. 3' überfahren
sind. Danach wird der Schalter losgelassen, und die Biegewelle setzt mit dem Kontaktfinger
ihre Drehung bis zum Umsteuerungspunkt 23 fort. Die 180°-Biegung ist dort fertiggestellt,
und die Biegewelle mit Biegeteller und Kontaktfinger kehren in die Ausgangsstellung
zurück. Für die beiden nachfolgenden 45°-Biegungen wird lediglich der Hauptschalter
H kurz betätigt, wonach der Kontaktfinger mit der Biegewelle selbsttätig bis auf
den vorgewählten, dem 45°-Winkel entsprechenden Kollektorsteuerpunkt 3 bzw. 3' läuft,
an dem wiederum die Umsteuerung der Biegewellendrehrichtung erfolgt.
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Ein Vorlauf oder Nachlauf des Biegetellers in Bezug auf den eigentlichen
Nullpunkt 18 zum Ausgleich unterschiedlicher Stahldurchmesser bei 180°-Biegungen
wird am Nullkorrekturstufenschalter 28 vorgewählt. In der gezeichneten Stellung
des Schaltdoppelfingers 29, 29' würde der Lauf der Biegewelle 31 vom eigentlichen
Nullpunkt 18 bis zum Korrekturnullpunkt 17 für die Anstellung des Biegewerkzeuges
dienen und der Biegevorgang erst bei 17 beginnen. Der feste Umsteuerpunkt für den
maximalen 180°-Biegewinkel ist demgemäß vom Umsteuerpunkt 23 auf den Umsteuerpunkt
24 verlegt.
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Mit der Steuereinrichtung lassen sich sämtliche, beim Biegen von Betonstählen
auftretenden Biegeprogramme auf einfachste Weise durchführen.