DE1193875B - Vorrichtung zum Abbremsen eines durch eine Transportvorrichtung gefoerderten Teiles - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 65g

Deutsche Kl.: 8Ie- 83/02

Nummer: 1193 875

Aktenzeichen: P 21792 XI/81 e

Anmeldetag: 27. November 1958

Auslegetag: 26. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen eines durch eine Fördervorrichtung bewegten Teiles und zum Anhalten desselben in einer vorgegebenen Lage unter Verwendung photoelektrischer Mittel als Lagegeber.

Insbesondere betrifft die Erfindung das Problem, die auf einem Rollgang in Walzwerken laufenden heißen Walzgutblöcke in einer vorgegebenen Lage zum Stehen zu bringen. Es ist z.B. häufig erforderlich, von solchen Walzgutblöcken einen Teil, etwa eine abgekühlte Spitze abzutrennen, also abzuschneiden oder abzusägen. Der Walzgutblock wird dann auf einem Rollgang heranbefördert. Der Rollgang besteht aus einer Vielzahl von Rollen, die in der Regel einzeln von regelbaren Elektromotoren angetrieben werden. Bei bekannten Anordnungen ist dann hinter der Schere oder der Säge ein mechanischer Anschlag vorgesehen, an dem das Walzgut zur Anlage kommt. Dann tritt die Schere oder Säge in Aktion. Vor dem Auftreffen des Walzgutes auf den Anschlag wird die Transportgeschwindigkeit von Hand etwas herabgeregelt, um einen allzu starken Stoß zu vermeiden. Wenn man aber berücksichtigt, daß das Walzgut unter Umständen ein Gewicht von mehreren Tonnen haben kann, dann ist einzusehen, daß der Anschlag sehr schwer ausgebildet werden muß und starkem Verschleiß unterliegt. Es ist außerdem zu beachten, daß die Rollgangsgeschwindigkeit nicht zu scharf abgebremst werden darf, damit der Block nicht ins Rutschen kommen kann. Es treten somit bei den bekannten Anlagen trotz allem sehr heftige Stöße auf. Nach Durchführung des Arbeitsganges muß der Anschlag aus der Bahn des Blockes herausgeschwenkt und der Weg freigegeben werden. Dazu sind schwere Maschinen erforderlich. Außerdem dauert es eine erhebliche Zeit, bis die Anlage dann wieder betriebsbereit ist.

Es ist eine Anordnung zum Abbremsen von Walzgut bekannt, bei welcher hintereinander drei Lichtschranken vorgesehen sind, die nacheinander vom Walzgut unterbrochen werden. Die erste bewirkt eine Absenkung einer Andruckrolle, durch welche eine quasi zwangsschlüssige Führung des Walzgutes zwischen Andruckrolle und Rollgang bewirkt wird, ohne jedoch die Geschwindigkeit des Rollganges zu beeinflussen. Eine zweite Lichtschranke schaltet die Geschwindigkeit des Rollganges und der Andruckrolle auf einen bestimmten verminderten Wert herab. Die dritte Lichtschranke bewirkt dann bei einer Unterbrechung eine Umkehr der Antriebsrichtung von Rollgang und Andruckrolle, so daß das Walzgut (oder sonstige Teil) mit verminderter GeVorrichtung zum Abbremsen eines durch eine
Transportvorrichtung geförderten Teiles

Anmelder:

Marcel Charles Pfister, Wolfisheim, Bas Rhin
(Frankreich)

Vertreter:

Dr. Fr. Pommer, Rechtsanwalt,

Düsseldorf-Gerresheim, Heyestr. 56

Als Erfinder benannt:

Marcel Charles Pfister, Wolfisheim, Bas Rhin

(Frankreich)

schwindigkeit zurückläuft. Diese Anordnung arbeitet relativ langsam. Das Walzgut od. dgl. muß auf einer festen vorgegebenen Strecke mit konstanter, verminderter Geschwindigkeit laufen. Es ist Voraussetzung für die Funktion der Anlage, daß das Walzgut zunächst über die Sollage überschießt und erst dann wieder rückwärts, langsam in die Sollage einläuft. Die durch die zweite Lichtschranke eingesteuerte Geschwindigkeitsvenninderung muß recht erheblich sein, um ein stärkeres Überschießen zu vermeiden. Was durch höhere Geschwindigkeit zwischen zweiter und dritter Lichtschranke an Zeit gewonnen werden könnte, geht für das Zurücklaufen nach dem Überschießen über die dritte Lichtschranke wieder verloren. Eine plötzliche Geschwindigkeitsänderung würde bei einem frei auf dem Rollgang laufenden Gut zu einem Rutschen des Gutes führen, so daß das Gut vollständig außer Kontrolle geraten würde. Aus diesem Grund muß dort eine durch die erste Lichtschranke gesteuerte und in Arbeitsstellung gebrachte Andruckrolle vorgesehen werden, so daß das Gut zwischen Rollgang und Andruckrolle geführt wird. Für die schnelle Arbeitsfolge moderner Walzwerke ist eine solche Anordnung zu langsam, und auch eine Andruckrolle kann in vielen Fällen nicht benutzt werden oder nicht ihren vorgesehenen Zweck erfüllen.

Der Erfindung ,liegt die Aufgabe zugrunde, die Abbremsung und das Anhalten der Teile unter Ver-

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wendung photoelektrischer Mittel als Lagegeber so zu bewirken, daß die Teile während des gesamten Vorganges frei auf der Fördervorrichtung laufen und in geringstmöglicher Zeit an einer vorgegebenen Stelle zur Ruhe gebracht werden können. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Lagegeber von einem an sich bekannten photoelektrischen Tastkopf gebildet wird, der ein relativ großes Gesichtsfeld in Förderrichtung periodisch mit engem Blickwinkel abtastet und bei Erfassen des Teiles Impulse liefert, deren Phasenlage mit der Phase eines Bezugssignals zur Bildung eines Meßwertes für die Lage des Teiles verglichen wird, und daß abhängig von diesem Meßwert die Drehzahl der Rollgangmotoren stetig regelbar ist.

Es sind photoelektrische Lagegeber in Gestalt von Tastköpfen bekannt, die ein relativ großes Gesichtsfeld periodisch mit engem Gesichtsfeld abtasten und einen Meßwert für die Lage eines Objektes in dem Gesichtsfeld liefern. Bei bekannten Lagegebern dieser Art wird das Gesichtsfeld z. B. über ein Spiegelrad mittels einer Photozelle abgetastet. Wenn die Photozelle das Objekt erfaßt, liefert sie einen Impuls, und dieser Impuls zündet ein Thyratron. Das Thyratron wird von einer Wechselspannung gespeist, die synchron mit der Abtastbewegung ist. Die Brenndauer des Thyratrons und damit der mittlere Gleichstrom durch das Thyratron hängt hierbei vom Zündzeitpunkt, d. h. dem Zeitpunkt ab, in welchem der Impuls von der Photozelle kommt, und damit von der Lage des Objekts in dem Gesichtsfeld.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man unter Verwendung eines Tastkopfes der letztgenannten oder äquivalenten Art eine Abbremsung von frei auf einem Rollgang geförderten Teilen, z. B. Walzgutblöcken, vornehmen kann.

Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines Tastkopfes mit periodischer Abtastung eines relativ großen Gesichtsfeldes eine so weiche Abbremsung der Rollgangmotoren erfolgen kann, daß die auf dem Rollgang geförderten Teile nicht rutschen oder überschießen und stets in einer genau definierten Lage zur Ruhe kommen. Man kann somit die Wirkung der üblichen schweren Walzgutanschläge durch einen photoelektrischen »Anschlag« bestimmter Bauart ersetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines bei der Erfindung verwendeten Tastkopfes;

Fig. 2 zeigt die zugehörige Schaltung zur Gewinnung eines Meßwertes für die Lage des Fördergutes;

Fig. 3 zeigt die Schaltung zur Regelung der Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem von der Schaltung nach F i g. 2 gelieferten Meßwert;

F i g. 4 zeigt schematisch den Aufbau eines nach der Erfindung ausgebildeten »optischen Anschlages«.

Der optische und mechanische Aufbau des bei der Erfindung verwendeten lichtelektrischen Meßwertgebers ist in F i g. 1 rein schematisch dargestellt. Ein Meßstrahlenbündel 1 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 4 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 1, gleichgültig, wie schräg das Bündel 1 entsprechend der Stellung des Polygonspiegels 3 einfällt. Wollte man statt dessen eine Fokussierung durch Kugellinsen 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 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 UpM und ist durch das Getriebe 7 auf 600 UpM 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 72° abgetastet, und zwar mit einer Frequenz von

10.J™=100Hz.
61)

Das auf den Empfänger 5 gelangende Strahlenbündel 1 läuft dabei stets in gleicher Richtung, z. B. von hinten nach vorn in F i g. 1.

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 (Bleisulfidzelle) verwenden. Es wandert dann bei einer Drehung des Spiegels 5 nur der von der Photozelle erfaßte Raumwinkel, also gewissermaßen die Empfindlichkeitsachse. Bei nichtleuchtenden Objekten kann man eine Hilfslichtquelle vorsehen. Zu diesem Zweck kann, wie in F i g. 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 nichtleuchtende 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 1 periodisch abgetastet wird, wobei der Empfänger 5 ebenfalls abgeschattet wird, sobald die Empfindlichkeitsachse 1 das Objekt erfaßt.

5 6

Die Schaltung des Meßwertgebers ist als Beispiel mator24 gegenphasig gespeist werden, zünden die

in F i g. 2 schematisch dargestellt. Die an den einzel- Thyratrone immer abwechselnd. Der erste Impuls 23

nen Punkten des Stromkreises auftretenden Signale zündet das Thyratron 26, welches so lange brennt,

sind dabei als Oszillographenbilder eingezeichnet. bis die Anodenspannung 28 wieder durch die Null

Mit 5 (F i g. 2) ist der Empfänger bezeichnet, der von 5 geht (Oszillographenbild 33). Der zweite Impuls 23

einer Widerstandszelle (Pbs-Zelle) gebildet wird, zündet entsprechend das Thyratron 27 (vgl. Oszillo-

welche bei Bestrahlung ihren Widerstand ändert. Da- graphenbild 34). Thyratron 26 kann beim zweiten

durch ergeben sich an einem von der Widerstands- Impuls nicht zünden, weil in diesem Augenblick die

zelle 5 und einem Widerstand 12 gebildeten Span- Anodenspannung 28 negativ ist.

nungsleiter Impulse gemäß Oszillographenbild 13, io Je nach der Phasenlage der Impulse 23 in bezug

jedesmal, wenn die Empfindlichkeitsachse 1 (Fig. 1) auf die Netzspannung28,29 brennen die Thyratrone

das Meßobjekt erfaßt. Es soll angenommen werden, 26,27 mehr oder weniger lange. Kommt der Zünd-

daß das Meßobjekt ein selbstleuchtender Körper, impuls sofort, sobald die Anodenspannungen positiv

z. B. ein glühender Knüppel in einem Warmwalz- geworden sind, so brennen die Thyratrone praktisch

werk ist. 15 während der ganzen Halbwelle, kommt der Impuls

Die Impulse 13 werden über eine Leitung 14 von erst kurz bevor die Spannung wieder durch Null dem eigentlichen Tastkopf abgenommen. Zur Unter- geht, so löscht das Thyratron sofort wieder, es brennt drückung von Störspannungen, die in der Leitung 14 praktisch gar nicht. Die Anordnung stellt somit induziert werden können, sind Siebglieder vorge- einen phasengesteuerten Zweiweggleichrichter dar. sehen, die generell mit 15 bezeichnet sind. Die Im- 20 Die Meßspannung U (Fig. 2) ist somit ein Maß für pulse gelangen dann auf das Gitter eines Wechsel- die Phasenlage der Impulse 23 und damit für die Stromverstärkers 16. Dieser liefert eine Spannung Lage des angepeilten Objektes in dem Gesichtsfeld etwa entsprechend dem Oszillographenbild 17. Die des Tastkopfes. Statt zweier gegenphasig gespeister Spannung 17 liegt am Gitter einer übersteuerten Thyratrone können auch zwei antiparallelgeschaltete Amplitudenbegrenzerröhre 18. Diese liefert eine 25 Thyratrone vorgesehen werden.
Spannung, die etwa dem Oszillographenbild 19 ent- Mit 40 (F i g. 4) ist der Tastkopf bezeichnet, der spricht. Man muß sich dabei aber vorstellen, daß in in möglichst großer Höhe über einem Rollgang 41 Wirklichkeit die Amplituden wesentlich größer sind, angeordnet ist, dessen Rollen durch nicht dargeals dies in dem Oszillographenbild 19 dargestellt ist, stellte regelbare Elektromotoren angetrieben werden, so daß sich an den Flanken der Kurve praktisch 30 Auf dem Rollgang 41 wird ein Block 42 heransenkrechte Sprünge ergeben. In der Praxis verwendet befördert. Dieser soll mit seiner Stirnfläche in einer man mehrere hintereinandergeschaltete Amplituden- vorgegebenen Ebene A-A zur Ruhe kommen, so daß begrenzerröhren, von denen hier der Einfachheit eine — ebenfalls nicht dargestellte — Schere oder halber nur eine, 18, dargestellt ist. Das so erhaltene Säge wirksam werden kann.

Signal 19 wird einem Differenzierglied in Gestalt 35 Sobald der Block 42 in das Gesichtsfeld 43 des

eines Transformators 20 zugeführt, an dessen Sekun- Tastkopfes 40 eintritt, liefert dieser in der in Fig. 2

därwicklung man positive und negative Impulse ge- dargestellten Weise einen Meßwert U. In Abhängig-

mäß dem Oszillographenbild 21 erhält. keit von diesem Meßwert U kann die Geschwindig-

Es ist zu beachten, daß Phasenverschiebungen, die keit der Rollen 41 geregelt werden, etwa derart, daß

in den einzelnen Verstärkerstufen und dem Trans- 40 die Rollen 41 beginnen, langsamer zu laufen, sobald

formator entstehen können, nicht stören, da diese der Block 42 in das Gesichtsfeld des Tastkopfes ein-

durch entsprechende Justierung der Winkellage des tritt, und immer langsamer werden, je näher der Block

Polygonspiegels 3 (Fig. 1) ausgeglichen werden kön- 42 der Ebene A-A kommt. Wenn die Stirnfläche des

nen. Der Spiegel 3 ist zu diesem Zweck gegenüber Blockes 42 in der Ebene A-A liegt, stehen die Rollen

der Achse 8 verstellbar. Die negativen Impulse 21 45 41 still. Rutscht der Block etwa über die Ebene A-A

werden durch einen Gleichrichter 22 weggeschnitten, hinaus, so kehrt sich die Geschwindigkeit der Rollen

so daß sich ein Signal gemäß Oszillographenbild 23 um. Auf diese Weise wird der Block durch die Rollen

ergibt. Die Phasenlage der Impulse gemäß 23 hängt 41 selbst abgebremst, wobei die Bremswirkung der

von der Lage des angepeilten Objekts in dem von Rollen nur langsam einsetzt, so daß ein Wegrutschen

dem Tastkopf erfaßten Gesichtsfeld ab. 50 des Blockes 42 vermieden wird. Ein mechanischer

Vom Netz (~), welches auch den Synchron- Anschlag ist nicht mehr erforderlich. Nachdem die

motor 6 (Fig. 1) speist, werden über einen Trans- Schere in Tätigkeit getreten ist, wird der »optische

formator 24 mit Mittelanzapfung 25 zwei Thyratrone Anschlag« abgeschaltet, und der Block kann unge-

26,27 gegenphasig gespeist. In den Oszillographen- hindert weiterrollen.

bildern 28, 29 ist der Verlauf der Anodenspannungen 55 In F i g. 3 ist beispielsweise eine Schaltanordnung

der beiden Thyratrone 26, 27 dargestellt. Die Steuer- für die Geschwindigkeitsregelung dargestellt. Mit 44

gitter der Thyratrone 26, 27 erhalten durch eine (F i g. 3) ist ein von den Meßimpulsen gesteuerter

Stromquelle 30 eine negative Vorspannung, so daß phasenempfindlicher Gleichrichter bezeichnet, wie er

die Thyratrone normalerweise gesperrt sind. Auf die in F i g. 2 ausführlich dargestellt ist. Das Bezugs-

Steuergitter werden nun über die Widerstände 31, 32 60 zeichen 45 bezeichnet einen Gleichrichter, der von

die positiven Impulse gegeben. der gleichen Wechselspannung (~) gespeist wird wie

Die Netzspannung 28, 29 hat 50 Hz. Die Impulse der phasenempfindliche Gleichrichter 44 und der eine

kommen mit einer Frequenz von 100 Hz. Infolge- Bezugsspannung U₀ liefert. Die Bezugsspannung ZJ₀

dessen erhalten die Thyratrone 26, 27 in der Halb- entspricht einem Sollwert der durch den Gleichrichter

welle einen Impuls 23. Der Impuls reicht aus, um 65 44 gelieferten Meßspannung Γ7.

das Thyratron 26, 27 zu zünden, aber natürlich nur, Im rechten Teil der F i g. 3 ist eine übliche Ge-

wenn und solange die Anodenspannung 28, 29 posi- schwindigkeitsregelung mittels eines Leonard-Aggre-

tiv ist. Da die Thyratrone 26, 27 von dem Transfor- gates dargestellt. Durch ein Potentiometer 46 wird

die Erregung 47 eines Generators 48 geregelt. Dieser speist einen Motor 49, der die Fördervorrichtung treibt.

Mit dem Motor 49 ist eine Tachometermaschine 50 gekoppelt, deren Spannung eine stabilisierte Spannung, die an einem Spannungsteil 51 abgegriffen wird, entgegengeschaltet ist. Von der Spannungsdifferenz wird ein Stellmotor 52 gespeist, der den Abgriff des Potentiometers 46 verstellt, sobald die Geschwindigkeit des Motors 49 von dem Sollwert und damit die Spannung der Tachometermaschine von der am Potentiometer 51 eingestellten Spannung abweicht. Durch die Spannungsdifferenz U-U₀ der Gleichrichter kann nun beispielsweise ein Stellmotor 53 gesteuert werden, der das Potentiometer 51 verstellt.

Statt der geschilderten Anordnung kann natürlich auch irgendeine andere bekannte Anordnung zur Drehzahlregelung, ζ. Β. mittels Thyratrone, vorgesehen werden, und auch die Steuerung der Drehzahl von der Spannung U-U₀ kann in verschiedener Weise erfolgen.

Da die Gleichrichter 44 und 45 von ein und derselben Wechselspannung gespeist werden, machen sich mögliche kleine Änderungen der Netzspannung auf die Größe des eingeregelten Wertes nicht bemerkbar. Dieser hängt nur von der Phasenlage der Impulse 23 (Fig. 2) ab.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abbremsen eines durch eine Fördervorrichtung bewegten Teiles und zum Anhalten desselben in einer vorgegebenen Lage unter Verwendung photoelektrischer Mittel als Lagegeber, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagegeber von einem an sich bekannten photoelektrischen Tastkopf gebildet wird, der ein relativ großes Gesichtsfeld in Förderrichtung periodisch mit engem Blickwinkel abtastet und bei Erfassen des Teiles Impulse liefert, deren Phasenlage mit der Phase eines Bezugssignales zur Bildung eines Meßwertes für die Lage des Teiles verglichen wird, und daß abhängig von diesem Meßwert die Drehzahl der Rollgangmotoren stetig regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zum Abbremsen von heißem Walzgut.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 849 454, 890 420,
910455, 950604;

deutsche Auslegeschrift L 18617 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 19. 4.1956);

USA.-Patentschrift Nr. 2 003 027;

AEG-Mitteilungen, 1955, H. 1/2, S. 149 bis 151.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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