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Vorrichtung zum Zentrieren von Blechen, insbesondere in Scherenlinien
vor Doppelbesäumscheren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren von
auf einem Rollgang liegenden Blechen, insbesondere in Scherenlinien vor Doppelbesäumscheren,
die gegenüberliegend aufgestellt sind und von denen eine zum Einstellen der Schnittweite
verstellbar ist.
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Beim Besäumen von Blechen ist man stets bestrebt, beiderseits gleichbreite
Saumstreifen abzutrennen, um an beiden Blechrändern mit Sicherheit die Schnittlinie
durch Blech mit einwandfreiem Gefüge zu führen. Die Blechränder kühlen beim Walzen
bekanntlich schnell ab, so daß hier Kantenrisse auftreten können, die sich unter
Umständen auch bis in das fertig besäumte Blech erstrecken würden, wenn man an einer
Blechkante schmalere Saumstreifen abtrennt als an der anderen.
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In normalen Scherenlinien mit hintereinander aufgestellten Besäumscheren
ist dies weiter kein Problem, weil man die Bleche vor jeder Schere mit DirigiervOrrichtungen
auf die zuvor angezeichneten Schnittlinien ausrichten kann. Beim Anzeichnen der
Schnittbreite kann man der Forderung nach gleichbreiten Saumstreifen leicht Rechnung
tragen. Das Anzeichnender Schnittlinien ist aber im Zusammenhang mit Doppelbesäumscheren
in .gegenüberliegender Auftellung wenig sinnvoll, da die Schnittbreite an sich durch
den Abstand .der beiden Scheren voneinander bestimmt ist. Hier kommt es darauf an,
die Bleche vor den Scheren zur Mittellinie der eingestellten Schnittbreite zu zentrieren,
da dann von selbst Saumstreifen gleicher Breite anfallen.
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Die in Blechwalzwerken üblichen mechanischen Zentriervorrichtungen
mit gegenläufig symmetrisch bewegbaren Führungen können im vorliegenden Falle nicht
verwendet werden, da es einen unzuträglichen mechanischen Aufwand bedeuten würde,
im Hinblick auf unterschiedliche Blechlängen mehrere solcher Zentnervorrichtungen
auf der Länge des Rollganges vorzusehen. Auch sind die Walzkanten der Bleche nicht
genau gerade.
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Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zum Zentrieren von auf einem
Zuführrollgang ruhenden Blechen in einer Scherenlinie mit einer Kreismesserbesäumschere,
bei der mehrere Dirigiervorrichtungen vorgesehen sind, von denen zwei im Bereich
der Blechenden angreifen und die Ausrichtung des Bleches bewirken und bei der beiden
Blechseiten Einrichtungen zugeordnet sind zum Anzeigen der Breite der abzutrennenden
Randstreifen, die über eine festliegende und eine quer zum Rollgang mit der Besäumschere
stufenlos einstellbare Begrenzungslinie überstehen. Die Begrenzungslinien, die in.
Verlängerung der Schneidmesser verlaufen, werden hierbei unter Verwendung von einer
Art Sichtlehren ermittelt, mit deren Hilfe ein Bedienungsmann auf Grund visueller
Beobachtung die Dirigiervorrichtungen in Abhängigkeit von der unterschiedlichen
Randstreifenbreite steuert. Um insbesondere den Zentriervorgang von Beobachtungsfehlern
des Bedienungsmannes zu befreien, ist es naheliegend, den Zentriervorgang zu automatisieren.
Diese Forderung besteht insbesondere beim Zentrieren von Blechen, die in eine Doppelbesäumschere
einlaufen; da hier beide Blechkanten bei festliegendem Transport der Bleche gleichzeitig
besäumt werden und Korrekturen nicht mehr möglich sind.
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Ausgehend von einer Vorrichtung zum selbsttätigen Zentrieren von auf
einem Zuführrollgang ruhenden Blechen, insbesondere in Scherenlinien vor Doppelbesäumscheren
mit mehreren Dirigiervorrichtungen, von denen zwei im Bereich der Blechenden angreifen
und die Ausrichtung des Bleches bewirken und mit beiden Blechseiten zugeordneten
Einrichtungen zum Anzeigen der Breite der abzutrennenden über eine festhegende und
eine quer zum Rollgang mit der Besäumschere stufenlos einstellbare Begrenzungslinie
überstehenden Randstreifen, wobei die Begrenzungslinien die Verlängerung der Schneidmesser
bilden, und die Dirigiervorrichtungen in Abhängigkeit von der unterschiedlichen
Randstreifenbreite steuerbar sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jeder
Dirigiervorrichtung ein Paar sich gegenüberliegende, an sich bekannte, stufenlos
arbeitende lichtelektrische Abtastvorrichtungen zugeordnet ist, deren Signale über
ein Vergleichsgerät den Antriebsmotor der jeweils zugehörigen Dirigiervorrichtung
steuern. Wie ersichtlich, ist die gestellte Aufgabe nicht ohne weiteres durch die
Anwendung an sich bekannter lichtelektrischer Abtastvorrichtungen zu lösen, wie
sie
als stufenlos oder als Zweipunktsteuerung arbeitende Geräte zum Steuern laufender
Bahnen bekanntgeworden sind. Solche Zentriervorrichtungen für laufende Bahnen haben
nur ein oder ein Paar gegenüberliegende Abtastgeräte, mit denen man ein ruhendes
Blech lediglich an der Abtaststelle auf gleiche Randstreifenbreite einstellen könnte.
Der bekannte Stand der Technik gibt jedoch keinen Hinweis darauf, wie man mit Hilfe
intensitätswahrnehmender Abtastgeräte ein ruhendes Blech so auf eine Symmetrielinie
ausrichtet, daß seitlich von zwei parallelen Begrenzungslinien gleiche Randstreifen
liegen, gleich in dem Sinne, daß die Randstreifen in jedem Blechquerschnitt gleiche
Breite haben, d. h. spiegelbildlich gleich sind.
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Da mindestens zwei Dirigiervorrichtungen zum Ausrichten eines ruhenden
Bleches erforderlich sind, wird das Blech an zwei im Abstand voneinander liegenden
Stellen auf jeweils gleiche Randstreifenbreite eingestellt und dadurch auf die mittlere
Symmetrielinie zentriert, selbst wenn die Blechbreite an einem Blechende größer
ist als an dem anderen.
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Um die Verschiedenartigkeit der Blechlängen zu berücksichtigen, können
verschiedene Wege beschritten werden. Das in Transportrichtung der Bleche vorderste
Paar von Kantenabtastgeräten kann in Rollgangsrichtung ortsfest und das andere Paar
über den Bereich der zu erwartenden maximalen Blechlänge längs des Rollganges verstellbar
sein. Das verstellbare Paar von Kantenabtastgeräten wird dann in den Bereich der
letzten Dirigiervorrichtung gefahren, die noch vom hinteren Blechende abgedeckt
wird. Zweckmäßiger erscheint es, über den Bereich der zu erwartenden maximalen Blechlänge
mehrere Paare von Abtastgeräten mit Dirigiervorrichtungen in Abständen anzuordnen
und wahlweise einschaltbar zu machen. Man arbeitet dann immer mit den beiden Paaren
von Abtastgeräten, die am weitesten voneinander entfernt sind, aber noch innerhalb
der Blechlänge liegen.
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Für den bevorzugten Einsatz der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung
in Scherenlinien, wo die Bleche kalt sind und keine Eigenstrahlung haben, wird über
jedem aus einer intensitätswahrnehmenden Fotozelle bestehenden Abtastgerät ein Lichtstrahlwerfer
vorgesehen, dessen auf die Fotozelle fallendes Licht von den Blechrändern mehr oder
weniger abgedeckt wird.
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Die Dirigiervorrichtungen müssen nach jeder Verstellbewegung zweckmäßig
wieder in die Mittellage gesteuert werden. Um die Anlage weiter zu automatisieren,
wird vorgeschlagen, daß bei Gleichheit und Optimum der Fotoströme eines Paares von
Fotozellen die zugehörige Dirigiervorrichtung in Richtung auf die Mittelstellung
gesteuert wird. Es werden demnach in den Intervallen zwischen zwei Blechen, wo die
Fotoströme wegen Fehlens eines Bleches gleich und optimal sind, die Dirigiervorrichtungen
wieder in Mittelstellung gefahren. Andererseits sollen die Dirigiervorrichtungen
aber beim einlaufenden Blech nicht bereits zu arbeiten anfangen, was dadurch vermieden
wird, daß die Steuerung aller Dirigiervorrichtungen bei laufenden Rollgangsmotoren
Vorzugsweise durch Abschaltung der Lichtwerfer selbsttätig blockiert ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten
Zentriervorrichtungen dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf ein
Rollgangsstück vor einer Doppelbesäumscherenanlage, F i g. 2 und 3 Querschnitte
in den Ebenen von zwei Paaren von Abtastgeräten und F i g. 4 eine Darstellung ähnlich
F i g. 1 für Bleche mit Säbelform.
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Von zwei gegenüberliegenden Besäumscheren 1 und 2 ist die Schere 2
verstellbar, um verschiedene Abstände der Schnittlinien 1 a und 2 a einzustellen.
Ein auf dem Rollgang herangeführtes Blech 3 soll zur jeweiligen Mittellinie 4 der
veränderlichen Schnittbreite zentriert werden, so daß auf beiden Blechrändern gleichbreite
Saumstreifen anfallen.
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Über die zu erwartende maximale Blechlänge sind längs des Rollganges
in Abständen mehrere Dirigiervorrichtungen 5 bis 8 vorgesehen, von denen die untere,
nicht vom Blech 3 abgedeckte Vorrichtung 8 einschließlich ihres Antriebes und ihrer
Steuerung dargestellt ist. Die Dirigiervorrichtungen bestehen in bekannter Weise
aus einem drehbaren Magnetkopf, der auf die Unterseite der Bleche einzuwirken vermag
und von einem Wagen 9 getragen wird, der über ein Paar Schienen 10 quer zum
Rollgang verfahrbar ist. Die Fahrbewegungen werden von einem Zahnstangengetriebe
11 über eine Zugstange 12 auf den Wagen 9 übertragen. Dem Zahnstangengetriebe
11 ist ein Vorgelege 13 mit Elektromotor 14 vorgeschaltet.
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Etwa in der Wirkungsebene der Dirigiervorrichtungen 5 bis 8 sind in
Abständen längs des Rollganges Paare von intensitätswahrnehmenden Kantenabtastgeräten
symmetrisch zur Mittelinie 4 angeordnet. Die Kantenabtastgeräte bestehen bei den
Blechen ohne Eigenstrahlung aus länglichen Fotozellen 15 a bis 18 a und
15 b bis 18 b. Der Wirkungsbereich der Fotozellen quer zum Rollgang
erstreckt sich mindestens von den Schnittlinien 1 a und 2 a bis zur maximalen Blechbreite
eines zu besäumenden Bleches. Mit der Besäumschere 2 sind auch die Fotozellen
15 b bis 18 b quer zum Rollgang verstellbar eingerichtet, um die jeweils
gegenüberliegenden Fotozellen symmetrisch zur Mittellinie 4 der eingestellten Schnittbreite
einzustellen.
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Über jeder Fotozelle ist ein Lichtstrahlwerfer 19, 20 (F i g. 2 und
3) angeordnet, deren Lichtstrahlen zumindest die Länge der Barunterliegenden Fotozellen
erfaßt. Der Lichteinfall ist ein Maximum, wenn kein Blech im Bereich der Abtastgeräte
liegt, und verringert sich in dem Maße, wie ein Teil des in die Fotozellen einfallenden
Lichtes durch einen Blechrand abgedeckt wird. Die Größe .der Fotoströme ist also
eine Funktion der Lage einer Blechkante relativ zur darunter .angeordneten Fotozelle.
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Die Unterschiedlichkeit der Fotoströme eines Paares von Fotozellen,
die somit eine exzentrische Lage des Bleches anzeigt, wird gemäß der Erfindung zur
Steuerung der zugehörigen Dirigiervorrichtung benutzt. Hierzu werden die Fotoströme
der Fotozellen, z. B. 18 a und 18 b, eines Paares von Kantenabtastgeräten
über die Leitungen 21 und 22 einem Vergleichsgerät 23 zugeführt. Eine etwaige positive
oder negative Differenz geht über die Leitung 24 in ein Steuergerät 25 und schaltet
den zugehörigen Elektromotor 14 entweder auf Rechtslauf oder Linkslauf. Gleichzeitig
wird auch der Magnetstrom für den Magnetkopf der D.irigiervorrichtung 8 eingeschaltet
und ein Dirigiervorgang eingeleitet. Der Vorgang ist beendet, wenn die Fotoströme
der beiden Fotozellen
gleich sind und das Vergleichsgerät 23 kein
oder ein zu schwaches Signal abgibt.
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Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 erstreckt sich das Blech 3 über
drei Paare von Kantenabtastgeräten 1.5 a bis 17 b. Es sei angenommen, daß
das Blech in der strichpunktiert dargestellten Lage ankommt und demnach übertrieben
schief auf dem Rollgang liegt. Die Blechkanten können auch nicht parallel zueinander
verlaufen. In F i g. 2 ist die Lage des Bleches relativ zu den Fotozellen 15
a und 15 b
im Querschnitt dargestellt. Es ist erkennbar, daß der Lichtstrahl
des Lichtstrahlwerfers 20 voll in die Fotozelle 15 b einfällt, wogegen beider
Fotozelle 15 a
der schraffierte Teil vom Blech 3 abgedeckt ist. Der Vergleich
der Signale bzw. Fotoströme aus beiden Fotozellen ergibt eine Differenz mit einem
Vorzeichen, die die von unten angreifende Dirigiervorrichtung 5 in Richtung auf
die Fotozelle mit dem größeren Lichteinfall 15 b steuert. Diese Steuerbewegung
hat ein Ende, wenn die Fotoströme beider Fotozellen gleich sind. Die damit zur Mittellinie
4 eingestellte Lage des Bleches 3 ist aus F i g. 1 und 3 erkennbar.
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Der Zentriervorgang wird automatisch durch das Stillsetzen der Rollgangsrollen
eingeleitet, indem dabei die Lichtstrahlwerfer 19 und 20 eingeschaltet werden. Dies
bedeutet, daß bei einlaufendem Blech die Steuerung aller Dirigiervorrichtungen selbsttätig
blockiert ist, so daß die Dirigiervorrichtungen nicht schon beim Einlaufen des Bleches
in Tätigkeit treten. Die mittleren Abtastgeräte 16 a und 16 b brauchen
gar nicht in Tätigkeit zu treten, sondern nur die den Blechenden zugeordneten Paare
von Abtastgeräten mit den Dirigiervorrichtungen 5 und 7. Die Abschaltung,der Abtastgeräte
16 a und 16 b kann bei stehenden Rollgangsrollen ebenfalls automatisiert
werden, indem die Steuerung der jeweils zwischen den äußersten Paaren von Abtastgeräten
liegenden Dirigiervorrichtungen elektrisch blockiert wird, etwa durch ein Signal,
das ausgelöst wird, wenn mehr als zwei Dirigiervornchtungen angreifen wollen.
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Bei blockierten mittleren Dirigiervorrichtungen, z. B. der Vorrichtung
6, sind die Fotozellen 16 a und 16 b nach wie vor in Funktion. Ihre Fotoströme -wie
zweckmäßig überhaupt aller Zellen - können an Anzeigegeräten .am Bedienungsstand
abgelesen werden. Ergibt sich innerhalb der Ströme der Fotozellen 16 a und
16 b der blockierten Dirigiervorrichtung 6 eine Differenz, obwohl das Blech
zwischen den Zellen 15 a und 15 b sowie 17 a und 17 b zentrisch liegt,
so hat das Blech eine sogenannte Säbelform gemäß F i g. 4. Für diese Sonderfälle
ist unter Umständen eine Korrektur der Blechlage durch Betätigung der Dirigiervorrichtungen
5 und 7 notwendig. Ergibt sich nämlich aus den Werten der Fotoströme aus 16 a und
16 b, daß eine Schnittlinie 1 a oder 2 a sehr knapp am Blechrand verläuft oder überhaupt
bei starker Säbelform außerhalb des Bleches liegt, so wird das Blech durch gemeinsame
Bewegung der äußeren Dirigiervorrichtungen 5 und 7 - unter Ausschaltung der automatischen
Steuerung durch die ihnen zugeordneten Fotozellen 15 a und 15 b bzw.17
a und 17 b - so weit parallel verschoben, bis an dem Anzeigegerät des Fotostromes
z. B. aus 16 a eine noch vertretbare Saumstreifenbreite festgestellt wird. Die Breiten
über den Zellen 15 b und 17 b haben bei richtiger Einstellung des Bleches
das gleiche, kleinere Maß wie die Breite über der Zelle 16 a, wie aus F i g, 4 ersichtlich.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, den vorbe-.schrieb nen Vorgang ebenfalls zu automatisieren.
Eine Möglichkeit besteht darin, daß die äußeren Dirigiervorrichtungen 5 und 7 durch
von der Ungleichheit der Signale eines der Blechmitte am nächsten liegenden Paares
von Abtastgeräten 16a und 116b ausgelöste Bewegungen auf Gleichheit der Differenzen
aller oder zumindest zweier Paare von Abtastgeräten steuerbar sind, deren Differenzen
sich gegenläufig ändern. Eine Gleichheit dieser Differenzen von Einzelsignalen der
Zellenpaare bedeutet nämlich -eine etwa gleiche Blechbreite über die Säbelform vorausgesetzt
- gleiche Saumbreiten an jeweils gegenüberliegenden Abtastgeräten ungleicher Paare.
Bezogen auf F i g. 4 übernimmt nach dem Ausrichten durch die den Enden des Bleches
zugeordneten Dirigiervorrichtungen ein zwischen den beiden Paaren von Abtastvorrichtungen
liegendes drittes Paar von Abtastvorrichtungen die Steuerung der beiden äußeren
Dirigiervorrichtungen in dem Sinne, .daß durch beide Dirigiervorrichtungen das Blech
so lange in Querrichtung verschoben wird, bis die Differenz der Signalwerte an allen
drei Paaren von Abtastvorrichtungen gleich groß ist.
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Ein zwischen den beiden Paaren von Abtastvorrichtungen liegendes drittes
Paar von Abtastvorrichtungen kann die Steuerung der beiden äußeren Diriffi
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ervorrichtungen auch in dem Sinne übernehmen, daß durch beide Dirigiervorrichtungen
das Blech so lange in Querrichtung verschoben wird, bis die an den Enden des Bleches
auf einer Seite angeordneten und die auf ,der anderen Seite des Bleches angeordnete,
mittlere Abtastvorrichtung gleiche minimale, der noch zulässigen Saumbreite entsprechende
Signalwerte aufweisen. Man steuert dann auf Gleichheit der Signale von zwei, höchstens
drei jeweils gegenüberliegenden Abtastgeräten ungleicher Paare, und zwar der Geräte
15 a, 16 b und 17 a, weil diese die schmalsten Stellen der Saumstreifen
abbilden. In F i g. 4 zeigen die Verbindungslinien zwischen .den genannten Geräten
deren Koppelung zur Steuerung der Dirigiervorrichtungen 5 und 7.
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Es ist ferner vorgesehen, daß die Dirigiervorrichtungen selbsttätig
nach einem Dirigiervorgang wieder in Mittellage zurückgefahren werden. Hierzu werden
erfindungsgemäß die Signale der Fotozellen benutzt, wenn kein Blech über den Fotozellen
liegt und die Fotoströme gleich und optimal sind, wie es für die Geräte
18a und 18b zutrifft. Während normalerweise beim Zentriervorgang die
Gleichheit der Fotoströme einen Dirigiervorgang beendet, wird eine Verstellbewegung
der Dirigiervorrichtungen bei gleichen, aber optimalen Fotoströmen wieder eingeleitet,
und zwar in Richtung auf die Mittelstellung der Dirigiervorrichtung. Hierzu ist
es erforderlich, die Lage der Dirigiervorrichtungen in nicht näher dargestellter
Weise abzutasten und dem Vergleichsgerät 23 oder dem Steuergerät 25 zuzuführen.
Im Zuge des schrittweisen Vorschubes des Bleches 3 erhalten nach und nach alle Fotozellen
gleichen und optimalen Lichteinfall, so daß beim Einlaufen eines neuen Bleches sämtliche
Dirigiervorrichtungen wieder auf Mitte stehen.