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Vorrichtung zur Regelung von Fabrikationsprozessen nach stichprobenweise
entnommenen Meßwerten Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur
Überwachung von Fabrikationsprozessen mit Hilfe eines Kontrollsystems, das mit Iterationen
von Probenwerten arbeitet.
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Zur Überwachung von Fabrikationsprozessen werden physikalische Merkmale
gemessen, z. B. die Dicke von Bändern. Aus der laufenden Fabrikation werden nacheinander
einzelne Proben von Meßwerten entnommen, und es wird geprüft, ob jeder der gemessenen
Werte einen oberen Grenzwert nach oben oder einen unteren Grenzwert nach unten Überschreitet.
Wenn mehrere nacheinander entnommene Einzelwerte, die zusammen eine Stichprobe
bilden, entweder nicht sämtlich oder aber sämtlich oberhalb des oberen bzw. unterhalb
des unteren Grenzwertes liegen, so wird dies als Anzeichen dafär gewertet, daß der
Prozeß ungestört oder gestört ist. Entsprechend wird der Fabrikationsprozeß nicht
geregelt oder aber geregelt. Eine Folge von gleichartigen Merkmalswerten,
d. h. von n Werten, die im gleichen Bereich der Häufigkeitsverteilung liegen,
wird als Iteration bezeichnet. Man kann daher auch sagen, daß bei dem Verfahren
gemäß dem Hauptpatent geprüft wird, ob Iterationen oberhalb des oberen bzw. unterhalb
des unteren Grenzwertes auftreten.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, aus einer laufenden Fertigung Stichproben
zu entnehmen und darauf-C hin zu prüfen, ob unter den n Einzelwerten der Stichprobe
m beliebig .,e Werte gewisse Prüfgrenzen nach oben oder nach unten überschreiten.
Da bei der Kontrolle fortlaufend neue Werte aufgenommen und verarbeitet werden,
müssen ältere, zurückliegende Werte wieder abgestoßen werden. Dies geschieht bei
dem 1?
angeführten Vorschlag in der Weise, daß die durch die Einzelwerte ausgelösten
elektrischen Impulse einer Schaltung, bestehend aus Kondensator und Wider-stand,
zugefÜhrt werden, und daß die Gesamtladung des Kondensators exponentiell nach einer
e-Funktion abklingt. Zeitlich zurückliegende Werte werden daher durch das Meßgerät
allmählich »vergessen«. Die Nachwirkung zurückliegender Werte ist im allgemeinen
jedoch zu groß und wirkt sich nachteilig für die rechtzeitige Feststellung einer
Störung des Fabrikationsprozesses aus.
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Es sind ferner Kontrollsysteme bekannt, die mit Mittelwerten von Probenwerten
arbeiten. Bei diesen Systemen wird stets eine bestimmte Zahl n von Einzelwerten
entnommen und der arithmetische Mittelwert aller Einzelwerte gebildet; erst nach
Verarbeitung der n, z. B. vier Einzelwerte, deren Entnahme und Verarbeitung natürlich
eine gewisse Zeit erfordert, kann entschieden werden, ob der Fabrikationsprozeß
geregelt werden muß oder nicht.
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Andere bekannte Verfahren, die sogenannten kontinuierlichen Stichprobensysteme,
betreffen Gesamtheiten, bei denen jedes einzelne produzierte Stück der Gesamtheit
für sich geprüft wird; aus mehreren Prüfwerten wird jedoch keine Stichprobe zusammengesetzt.
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Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden bei Überschreitung
gewisser Kontrollgrenzen durch Einzelwerte Zäblungen eingeleitet, die bei Erreichen
einer kritischen Prüfzahl den Regelvorgang auslösen. Bei der Prüfung des Füllgewichtes
von Packungen z. B. wird der Meßbereich in drei Klassen für übergewicht,# Normalgewicht
und Untergewicht eingeteilt und bei Feststellung eines über- oder Untergewichts
eine Zählung mittels verschiedener Stufenschalter eingeleitet. Die Zählung wird
abgebrochen, und die bei der Zählung vorwärtsdrehenden Stufenschalter werden zurückgedreht,
wenn entweder vor Erreichen der kritischen Prtifzahl in einer Klasse ein anderer
Klassenwert festgestellt oder aber in der Übergewichts-oder Untergewichtsklasse
die kritische Prüfzahl erreicht wird. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß durch
die Präfergebnisse eine mechanische Bewegung verschiedener Teile hervorgerufen oder
gesteuert wird, daß Vor- und Rückschaltungen von Stufenschaltem erforderlich sind
und daß komplizierte Hilfsschaltungen zur wechselseitigen Beeinflussung verschiedener
Kanäle entsprechend den verschiedenen Prüfklassen benötigt werden, daß also der
Geräteaufwand nach der Schaltung des Verfahrens beträchtlich ist.
Es
wurde im Hauptpatent 1162 585. vorgeschlagen, zur Regelung von Fabrikations'p`rozesse
. n ren anzuwenden, bei dem aus einer laufenden Fertigung Stichproben von
n Einzelwerten entnommen
werden, von denen jeder für sich mit vorgegebenen
Grenzwerten verglichen und daraufhin geprüft wird, ob er oberhalb des oberen oder
unterhalb des unteren Grenzwertes liegt, und wobei eine Anzahl von n aufeinanderfolgenden,.
im Fabrikationsfluß zeitlich beliebig verteilten Einzelwerten entnommen und zu einer
Stichprobe zusammengefaßt wird. Für dieses Verfahren ist charakteristisch, daß nach
Bildung und Prüfung einer jeweils aus n Einzelwerten zusammengefaßten Stichprobe
zur Bildung einer weiteren Stichprobe der erste Einzelwert gelöscht und dafür ein
neuer Einzelwert hinzugenommen wird, und daß anschließend geprüft wird, ob die verbleibenden
n - 1
Einzelwerte und der neue Einzelwert den oberen Grenzwert nach
oben oder den unteren Grenzwert nach unten überschreiten. Ein umlaufender Schalter
der Vorrichtung mit n+ 1 Kontakten, der je Messung um einen Kontakt
weiterschaltet, schließt den jeweils ersten Kontakt an die Meßleitung und schließt
den jeweils letzten Kontakt kurz, wobei an die Kontakte elektronische Relais angeschlossen
sind.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung anzugeben, mit
der das vorstehend beschriebene Verfahren bei verhältnismäßig geringem Aufwand und
großer Betriebssicherheit praktisch durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß
enthält hierbei jede Registriereinrichtung eines Einzelwertes ein Kontaktpaar, das
bei üÜberschreitung eines Qrenzwertes durch den Einzelwert in vorgegebener Richtung
geschlossen wird, so daß bei n aufeinanderfolgenden gleichsinnigen Grenzwertüberschreitungen
die Kontaktpaare aller Registriereinrichtungen zwecks Regelung in Reihe geschaltet
sind.
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Es ist zweckmäßig, jeder Registriereinrichtung eines Einzelwertes
zwei Kontaktpaare Zuzuordnen, wobei das eine Kontaktpaar bei Uitterschreiten des
unteren Grenzwertes und das andere Kontaktpaar bei überschreiten des oberen Grenzwertes
geschlossen wird. Hierbei sind die erstgenannten Kontaktpaare aller Registriereinrichtungen
für sich verbunden und die zweitgenannten Kontaktpaare aller Registriereinrichtungen
ebenfalls für sich verbunden, so daß bei n aufeinanderfolgenden gleichsinnigen Grenzwertüberschreitungen
entweder alle erstgenannten oder alle zweitgenannten mit-einander verbundenen Kontaktpaare
in Reihe geschaltet sind und der Regelvorgang entweder im einen oder im anderenentgegengesetzten
Sinn einsetzt.
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Vorteilhafterweise wird bei Registrierung jedes Einzelwertes ein Kondensator
aufgeladen, der den Steuerkreis einer Elektronenstrecke beeinflußt; der durch die
Ladespannung des Kondensators gesteuerte Elektronenstrom erzeugt dabei an einem
Punkt ein Potential, und eine Stromquelle erzeugt an einem anderen Punkt der Schaltungsanordnung
ebenfalls ein im selben Sinn gerichtetes Potential; hierbei sind die genannten beiden
Punkte über zwei parallele Strompfade mit entgegengesetztem Durchlaßsinn verbunden,
und die beiden Strompfade enthalten jeweils ein Relais für die beiden entgegengesetzten
Regelvorgänge.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Meßwerte den Aufladekondensatoren
über ein rotierendes Schaltsegment und über feste Schalt-seg-Inente, des 'Stufeh'schalters
zugefÜhrt, Ünd' jeweils vor Aufladung wird der .,entsp#-echende Kondensator durch
ein rotierendes Schaltsegment entladen; ferner arbeiten weitere rotierende Schaltsegmente
des Stufenschälters mit zwei - Kollektorkränzen: zusammen; an die festen
Schältsegmente des ersten Kollektorkranzes sind die unter sich verbundenen Kontaktpaare
angeschlossen,. an die festen Sch#altsegmente des zweiten Kollektorkranzes die anderen
unter sich verbundenen Kontaktpaare angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform schließen
die rotierenden Schaltsegmente jeweils gleichzeitig die beiden derselben Registriereinrichtung
zugeordneten Kontaktpaare, und gleichzeitig mit dem Schließen der Kontaktpaare erfolgt
die Entladung des derselben Registriereinrichtung zugeordneten Kondensators durch
das rotierende Schaltsegment.
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Es hat sich als günstig erwiesen, die Relais als Halterelais auszubilden
und die Haltezeit gleich der Umlaufzeit des rotierenden Schalters zu wählen.
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Die vorgegebenen Kontrollgrenzen für die Einzelwerte der Stichprobe
- Iterations-Kontrollgrenzen -
werden aus dem Produkt von Kontrollgrenzfaktor
und Standardabweichung bestimmt. Der Kontrollgrenzfaktor kann für vorgegebene statistische
Sicherheit und vorgegebenen Stichprobenumfang der Iteration aus berechneten Tabellen
entnommen werden, und die Standardabweichung wird aus den Einzelwerten einer
oder mehrerer Stichproben errechnet. Bei Fabrikationsprozessen kann meist
angenommen
werden, daß sich die Standardabweichung während der Fabrikation
nicht ändert, so daß man sich damit begnügen kann, die Standardabweichung nur gelegentlich
zu überprüfen. Die hier angeführten Iterations-Kontrollgrenzen unterscheiden sich
von den Mittelwert-Kontrollgrenzen und ebenso natürlich von irgendwelchen konventionellen
Toleranzgrenzen.
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Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen
darstellenden Figuren beschrieben. lEerbei sind einander entsprechende Teile in
beiden Figuren in der gleichen Weise bezeichnet und die zum Verständnis der Enfindung
nicht erforderlichen Eizelheiten der besseren übersicht halber weggelassen worden.
Es zeigt F i g. 1 schematisch den Aufbau der Regelvorrichtung, F i
g. 2 ein Schaltungsdetail.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt schematisch eine
FabrikationseinrichtungF, die hier als-Walzwerk angedeutet ist, ferner eine Meßvorrichtung
M, welche fortlaufend Messungen vornimmt und diese in Form elektrischer Signale
der Auswertungsvorrichtung zuliefert, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist. Von der Auswertungsvorrichtung wer-den fallweise elektrische Steuersignale
an die Stellvorrichtung St gegeben, welche die Fabrikationseinrichtung in gewünschtem
Sinn nachstellt.
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In F i g. 1 bedeutet S, einen umlaufenden Schalter,
der die Verarbeitung und Behandlung von insgesamt fünf Einzelwerten ermöglicht.
Einer von diesen fünf Einzelwerten, nämlich der zuerst aufgenommene unter den fünf
Einzelwerten, wird abgestoßen oder entfernt; dafür wird ein neuer Einzelwert hinzuge-nommen,
so daß die jeweils zu prüfende Stichprobe vier Einzelwerte umfaßt. Selbstverständlich
bedeutet diese Zahl vier keine Einschränkung; genausogut könnten Stichproben mit
mehr oder weniger als vier Einzelwerten verwandt werden.
Die -von
der Meßvorrichtung M gelieferte Eingangsspannung wird über die Kontakte des umlaufenden
Schalters in zyklischer Reihenfolge den einzelnen Steuerelektroden der Auswertungsvorrichtung
zugeführt. Der umlaufende Schalter besitzt zu diesem Zweck die festen Schaltstücke
1, 2, 3, 4, 5. Die Eingangsspannung wird über die Eingangsklemme
6, die auf einem Zylinder 6 a des rotierenden Schalters Si
schleift, dem rotierenden Schaltstück 7 zugeführt und gelangt von dort,
je nach Stellung des rotierenden Schalters Sl, abwechselnd zu den festen
Schaltstücken 1, 2, 3, 4, 5. In der Zeichnung ist dargestellt,
daß das bewegliche Schaltstück 7 mit dem festen Schaltstück 4 leitende Verbindung
hat. Von den festen Schaltstücken 1, 2, 3, 4, 5 wird die Meßspannung
den Kondensatoren 10, 20, 30, 40, 50 und den Gittern der Röhren
11, 21, 31, 41, 51 zugeführt. Der untere Anschlußpunkt der
Kondensatoren 10, 20, 30, 40, 50 ist über die Leitung
60 mit Erde 61 verbunden. Vor dem beweglichen Schaltstück
7 ist ein ebenfalls bewegliches Schaltstück 9 montiert, das mit einem
Zylinder 8 a verbunden ist. Zylinder 8 a ist von dem Zylinder 6a isoliert.
Auf dem Zylinder 8a schleift eine Klemme 8, die über die Leitung
60 mit dem Erdpunkt 61 verbunden ist. Der räumliche Abstand der beweglichen
Schaltstücke 9 und 7 ist gerade so groß wie der zweier fester Schaltstücke
4 und 5 usw. Wenn daher das bewegliche Schaltstück 7 mit dem festen
Schaltstück 4 verbunden ist, so sind auch die Schaltstücke 9
und
5 miteinander verbunden. Der bewegliche Schalter Si rotiert im Uhrzeigersinn,
in Richtung des eingezeichneten Pfeiles.
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Die Röhren 11, 21, 31, 41, 51 haben Anodenwiderstände
12, 22, 32, 42, 52, die als Potentiometer ausgebildet sind. Die Spannung
der Batterie 62 wird über die Leitung 63 und über die Anodenwiderstände
12, 22, 32, 42, 52 den Röhren 11, 21, 31, 41,
51 zugeführt. Der untere Anschluß der Potentiometer 12, 22, 32, 42,
52 ist außer mit der Leitung 63 noch mit dem oberen Anschluß der Potentiometer
13, 23, 33,
43, 53 verbunden, deren unterer Anschluß Verbindung mit
der Leitung 64 hat. Zwischen Leitung 63
und 64 ist die Batterie
65 eingeschaltet. Die Batterie 62 ist so gepolt, daß ein Strom von
Punkt B über 63
und 12, 11 bzw. 22, 21 bzw. 32, 31 bzw. 42,
41 bzw. 52, 51 zu Punkt A fließt; und die Batterie 65 ist so
gepolt, daß ein Strom von Punkt B über die Potentiometer 13, 23, 33, 43,
53 zu Punkt C fließt.
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Das Potentiometer 13 ist über einen Schleifkontakt mit zwei
paralleBiegenden Leitungszweigen verbunden, die aus der Diode 14, dem veränderlichen
Widerstand 16 und dem Relais 18 bzw. aus der Diode 15, dem
veränderlichen Widerstand 17 und dem Relais 19 bestehen. Die Dioden
14 und 15 sind so geschaltet, daß der obere Leitungszweig mit Diode 14 nur
in der Richtung von links nach rechts und der untere Leitungszweig mit Diode
15 nur in der entgegengesetzten Richtung von rechts nach links durchlässig
ist. Die rechts liegenden Anschlußpunkte der Relais 18 und 19 sind
miteinander und mit dem Schleifkontakt des Potentiometers 12 verbunden. Ganz analog
haben die zu den Röhren 21, 31, 41, 51
gehörenden Potentiometer
23, 33, 43, 53 Verbindung mit zwei Leitungszweigen, die aus den Schaltelementen
24 bis 29, bzw. 34 bis 39, bzw. 44 bis 49, bzw. 54 bis 59 bestehen.
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Die veränderlichen Widerstände 16 und 17 sind so eingestellt
und die Relais 18 und 19 so gewählt, daß sie nur bei bestimmten Mindestströmen
Schalltungen .
ausführen und daß erst bei bestimmten Strömen durch 12 und
13 entsprechende Mindestströme' durch 18 und 19 fließen. Wenn
der entsprechende Mindeststrom durch Relais 18 oder 19 fließt, so
wird ein mit Relais 18 oder 19 verbundenes Schaltstück an die Kontakte
1 a und 1 b bzw. 1 e und 1 f gelegt; auf diese Weise
werden die Kontakte la und 1 b bzw. 1 e und lf leitend miteinander
verbunden. Analoges gilt für die zu den Röhren 21, 31, 41, 51
gehörenden Schaltzweige, d. h., bei Betätigung des Relais 28 oder
29
werden die Kontakte 2 a und 2 b bzw. 2 e und 2
f leitend überbrückt usw. Die Kontakte 1 a, 1 b, 1 e,
1 f
sind mit den festen. Kontakten 1 c, 1 d, 1 g, 1 h
des Schalters S2 verbunden. Analog sind die Kontakte 2 a,
2
b, 2 e, 2 f mit den Kontakten 2 c, 2 d, 2
g, 2 h verbunden usw. Die Verbindungen zwischen 2 a und 2 c bis zwischen
4 f und 4 h sind der übersichtlichkeit halber nur durch Pfeile an den entsprechenden
Kontakten angedeutet. Der rotierende Schalter S, bewegt sich wie der Schalter
S, im Uhrzeigersinn, wie der eingezeichnete Pfeil zeigt. Mit dein rotierenden
Teil des Schalters S2 sind zwei voneinander isolierte Schaltstücke
66 verbunden" die je nach Schalterstellung la und 1 b und gleichzeitig
1 e und 1 f leitend überbrükken usw. Der rotierende Teil des Schalters
S, ist so eingestellt, daß die Kontakte 66 gleichsinnig mit Kon takt
9 des Schalters S, arbeiten. Wenn also, wie in F i g. 1 dargestellt-
ist, der bewegliche Kontakt 9 mit dem festen Kontakt 5 - des Schalters
S, in leitender Verbindung steht, der der Röhre 51 zugeordnet ist,
so werden gleichzeitig durch die beweglichen Kontakte 66 des Schalters
S2 die festen Kontakte 5 a und 5 b sowie
5 e und 5 f leitend verbunden,. die ebenfalls
der Röhre 51 zugeordnet sind.
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Wenn alle in einer senkrechten Verbindungslinie üUbereinanderliegenden
Kontakte 1 a und - 1 b, 2 a und 2b, 3a
und 3b, 4aund 4b, 5a-und 5b entweder durch die Relais 18, 28, 38,
48; 58 oder durch die Schaltstücke 66 des Schalters S2 in Reihe
geschaltet sind, so steht der eine Pol der Batterie 67 -über die Leitung
68 in leitender Verbindung mit dem Zeitschalter 69; und wenn andererseits
alle in einer zweiten senkrechten Verbindungslinie übereinanderliegenden Kontakte
1 e und 1 f, 2 e und 2 f, 3 eund 3 f,
4 e
und 4 f, 5 e und 5 f durch die Relais
19, 29, 39, 49, 59 oder durch die Schaltstücke 66 des Schalters
S2 in
Reihe geschaltet sind, so steht der eine Pol der Batterie
70 über die Leitung 68 in leitender Verbindung mit dem Zeitschalter
69. Die Batterien 67 und 70
sind entgegengesetzt gepolt, so
daß einmal positive, einmal negative Spannung an den Zeitschalter 69 gelegt
wird. Der zweite Pol der Batterie 67 und 70 ist über die Leitungen
71 und 72 miteinander und mit Leitung 73 verbunden; Leitung
73 führt zur zweiten Anschlußklemme von Relais 69. Der an das gepolte
Relais 69 angeschlossene Relaisstromkreis besteht aus den Relaiskontaktpaaren
74, der Batterie 75 und dem Motor 76. Im stromlosen Zustand ist der
Zeitschalter 69 geöffnet, und die Kontaktpaare 74 sind nicht überbrückt.
Wenn Strom von Batterie 67 bzw. 70 zu Relais 69 fließt, so
zieht das Relais nach der einen bzw. anderen Richtung an, und die Kontakte 74 a
und 74 c bzw. 74 b und 74 d werden überbrückt. Nach einer gewissen,
einstellbaren Zeit t, fallen die zu den Kontakten 74 gehörenden Schaltstücke ab,
und der Motor 76 wird stromlos. Erst nach einer weiteren, ebenfalls einstellbaren
Zeit t2 können anschließe
nd die Kontakte 74 wieder überbrückt
werden. Die Zeit t. bestimmt die - durch den Moto- r 76
bewirkte- Regelung
der Wälzmaschine,- d. h. den zusätzlichen Walzdruck; und die Zeit t2 wird
zweckmäßig gleich oder größer als dielenige Zeit gewählt, die für den Transport
des zwischen den Walzen 77
liegenden Materials 78 bis zum Dickenmeßgerät
79
erforderlich ist. Die zwischen den Leitungen 68 und 73 liegende
Spannung wird durch ein Voltmeter 80
angezeigt.
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Die Fahrikationseinrichtung F nach F i g. 1 stellt ein Walzwerk
zur Fabrikation von Bandstahl 178 dar, der zwischen zwei Walzen
77 in Richtung des eingezeichneten Pfeils hindurchläuft. Die obere Walze
ist, wie schematisch gezeigt ist, veränderlich und beliebig einstellbar. Der Einfachheit
halber wird angenommen, daß das Traggerüst 81 - der oberen Walze mit einer
Schraubenspindel 82 verbunden ist, die mit einem Schneckengetriebe
83 in -Verbindung steht; dieses Schneckengetriebe kann bewegt werden mittels
eines Triebrades 84, das von dem Motor 76 angetrieben wird (Stellvorrichtung
St). Die -Drehung des Motors 76 in einer bestimmten Richtung bewirkt eine
Hebung der Spindel 82 und damit verbunden eine Minderung des Walzendrucks;
dagegen hat die Drehung des Motors 76 in der eütgegengesetztenRichtung eine
Senkung der Spindel 82 zur Folge, verbunden mit einer Verstärkung des Walzendrucks.
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In der Meßvorrichtung M wird die Dicke des Materials 78 durch
ein Dickenmeßgerät 79' kontinuierlich gemessen. Die Ausgangsspannung des
Meßgeräts 79 wird in einem Verstärker 85 -verstärkt und über den Widerstand
86 und die Leitung 87 den Eingangsklemmen 6 -und
61 des periodisch schaltenden Schalters S, zugeführt; die Eingangsklemme
61 ist mit Erde verbunden. Auf der Zeichnung sind die beiden rotierenden
Glieder des Doppelschalters S, und S, verbunden durch eine Achse
88, die von einem- Hilfsmotor 89 angetrieben wird. Der Motor
89 wird kontrolliert durch einen passenden Apparat zur Geschwindigkeitsregelung;
dieser Apparat erlaubt, die Geschwindigkeit nach der gewünschten Schaltzeit einzustellen.
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Die erfindungsgemäße Schaltung, die in F i g. 1
dargestellt
ist,- arbeitet in folgender Weise: Die im Dickenmeßgerät 79 kontinuierlich
gemessene Dicke wird in 79 in-elektrische Spannung umgesetzt, die der Dicke
proportional ist. Nach Verstärkung im Verstärker 85 wird diese elektrische
Spannung über die Kontakte1, 2, 3, 4, 5 des Schalters S, den
Ladekondensatoren-10, 20, 30, 40, 50 der Röhren 11, 21,
31, 41, 51.zugeführt. Der Schalter Si verbindet die Meßspannung nur in gewissen
Zeitintervallen mit den verschiedenen Röhren; aus der kontinuierlichen Folge von
Meßwerten werden auf diese Weise nur einzelne Proben entnommen. Entsprechend
der Größe dieser Einzelwerte werden die Kondensatoren 10, 20, 30,
40, 50 aufgeladen; durch den Aufladezustand der Kondensatoren wird
die Gitterspannung und damit der Anodenstrom der Röhren 11, 21,
31, 41, 51 bestimmt. Die Kondensatoren und zugehörigen Zeitkonstanten
werden so gewählt, daß die Gitterspannungen während einer Rotation des Schalters
S, praktisch unverändert bleiben. Bevor nun bei einer zweiten Rotation des
Schalters S die Kondensatoren durch einen zweitenSpannungs' 1 uls
imp aufgeladen werden, muß die durch den ersten Spannungsimpuls bewirkte Aufladung
der Kondensatoren beseitigt und müssen die Röhren neu betriebsbereit gemacht werden.
Dies geschieht ebenfalls durch den Schalter S,.
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Während das bewegliche Schaltstück 7 der Auf-Iadung dient,
ist das bewegliche Schaltstück 9 - zur Entladung bestimmt. 9 ist gerade
um die Entfernung zwischen zwei festen Schaltstücken von 7 entfernt. In der
gezeichneten Stellung des Schalters S, stellt in der Reihenfolge 5, 1, 2,
3, 4 das Schaltstück 5 und der damit verbundene Kondensator
50 das zuerst aufgeladene Element dar. Kondensator 50 wird -über
5,
9, 60 entladen, d. h., der erste oder früheste Meßwert wird
abgestoßen. Durch die Entladung des Kondensators 50 wird er (50) für
die beim nächsten Schalterschritt mittels 7 erfolgende Auftadung wieder betriebsbereit
gemacht. In der gezeichneten Schalterstellung werden nunmehr die mit 1, 2,
3, 4 verbundenen Röhren 11, 21, 31, 41 zur Auswertung der Stichprobe
und zur Prüfung auf Iterationen benutzt. Beün nächsten Schalterscbritt werden die
Röhren 21, 31,
41, 51 benutzt usw., so daß also mit jedem Schalterschritt
eine Prüfung auf Iterationen verbunden ist.
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In der Beschreibung des folgenden Abschnitts werden nur die Strom-
und Spannungsverhältnisse der Röhrenschaltung 11 betrachtet; die übrigen
Röhrenschaltungen 21, 31, 41, 51 verhalten sich analog. Bei, einer
bestimmten Gittervorspannung, die vom jeweiligen Meßwert abhängt, fließt über die
Röhre 11 und den zugehörigen Anodenwiderstand12 ein bestimmter Anodenstrom.
über den Widerstand 13 fließt ferner ein nur von der Batteriespannung
65 abhängiger konstanter Strom. Die Potentiometerabgriffe von 12 und
13 werden nun so eingestellt, daß bei einer bestimmten Gittervorspannung,
die dem Sollwert der Bandstahldicke entspricht, zwischen den Potentiometerabgriffen
von 12 und 13 keine Spannungsdifferenz besteht, mithin auch durch die angeschalteten
Leitungszweige bzw. durch die Relais 18 und 19
kein Strom fließt. Erst
wenn die Bandstahldicke vom Sollwert abweicht und dementsprechend die Gittervorspannung
größer oder kleiner als der eingestellte Normalwert ist, fließt entweder durch den
oberen oder durch den unteren Leitungszweig, d. h. entweder durch dass obere Relais
18 oder durch das untere Relais 19 ein Strom. Die Relais
18 und 19 und die den Relais 18 und 19 vorgestellten
Widerstände 16
und 17 werden so gewählt, daß die Relais erst bei überschreitung
einer gewissen Mindestspannungsdifferenz zwischen den Abgriffen von 12 und
13 die Schaltstücke betätigen. Diese Mindestspannung entspricht einer bestimmten
Gitterspannungsänderung und gleichzeitig einer bestimten Dickenänderung des Materials.
Die Relais 18 und 19 werden hiernach nur dann betätigt, wenn die Dickenänderung
ein vorgegebenes Maß überschreitet- Durch entsprechende Einstellung der Widerstände
16 und 17 -werden die statistisch bestimmten Kontrollgrenzen der Dicke
eingestellt und berücksichtigt.
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Wenn die Dickenänderungdes Materials über eine gewisse Strecke des
Materials gleichsinnig ist, also um ein bestimmtes Mindestmaß entweder zu groß oder
zu klein ist, wenn also eine Iteration vorliegt, so werden sich alle vier Röhren
11, 21, 31, 41, gleichartig verhalten; z. B. werden die vier Relais
18, 28, 38, 48 anziehen und eine leitende Verbindung von la über
1 b, 2 a usw. bis 4 b herstellen. Die Röhre
51 ist in der gezeichneten Stellung nicht betriebsbereit; die Kontakte
5 a und 5 b werden daher durch den Schalter
S,
überbrückt, so daß nunmehr die Batterie 67 über 5 b,
5a
usw. bis lb, la und über 68 leitend mit 69 verbunden ist, und der
Motor 76 durch die Batterie 75
mit einem vorgegebenen Rotationssinn
angetrieben wird. Wenn andererseits die Relais 19, 29, 39, 49 anziehen, wird
die Batteriespannung 70 mit umgekehrter Polung über 5 f,
5 e usw. bis 1 f, 1 e an das Relais
69 gelegt; der Motor 76 wird in diesem Fall durch die Batterie
75 mit entgegengesetzten Rotationssinn angetrieben. Da die Relais
18 und 19 bzw. 28 und 29
usw. gleichzeitig nicht betätigt
werden können, kann auch nicht gleichzeitig eine leitende Verbindung von
1 a bis 5 b und von 1 e bis
5 f hergestellt werden. Es sind demnach nur folgende drei Fälle möglich:
1 . Wenn alle vier Prüfwerte oberhalb der Kontrollgrenzen liegen, wenn also
eine obere Iteration vorliegt, so werden die vier entsprechenden Relais
18, 28, 38, 48 anziehen, der Motor 76 wird durch die Batterie
75 mit bestimmtem Rotationssinn angetrieben, und die Dicke des Materials
wird verringert.
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2. Wenn alle vier Prüfwerte unterhalb der Kontrollgrenzen liegen,
wenn also eine untere Iteration vorliegt, so werden die vier entsprechenden Relais
19, 29, 39, 49 anziehen, der Motor 76
wird durch die Batterie
75 mit entgegengesetztem Rotationssinn angetrieben, und die Dicke des Materials
wird vergrößert.
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3. Wenn mindestens ein Prüfwert, also ein oder zwei oderdrei
oder vier Prüfwerte nicht außerhalb der Kontrollgrenzen liegen, so wird mindestens
ein Relais unter den vier Relais 18, 28, 38,
48 und mindestens ein Relais
unter den vier Relais 19, 29, 39, 49 nicht betätigt, und die Stromwege
1 a bis 5 b und 1 e bis 5 f sindunterbrochen.
Der Motor wird in diesem Fall nicht angetrieben, und die Dicke des Materials bleibt
unbeeinflußt.
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Durch den Zeitschalter 69 wird erreicht, daß der Motor
76 nur eine vorgegebene Zeit eingeschaltet bleibt und die Dickenänderung
nur ein vorgegebenes Maß erreicht. Diese Zeiteinstellung des Zeitschalters
69 kann auch von dem durch die Relais 18 oder 19
bzw.
28 oder 29 usw. fließenden Strom und/oder von der Einstellung der
Vorwiderstände 16, 26 bzw. 17,
27 usw., d. h. von der
Lage der Kontrollgrenzen, abhängig gemacht werden, und es kann so erreicht werden,
daß die über die Grenzwerte hinausgehende Dickenabweichuna nach ihrer Größe die
Zeit der Reaelung und damit die Höhe des Walzdrucks steuert.
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Nach Regelung der Walzen 77 benötigt der gewalzte Bandstahl
78 eine gewisse Zeit, um das Meßgerät 79 zu erreichen. Während dieser
Zeit würden durch das noch nicht beeinflußte Material weitere Signale zur Regelung
gegeben werden; diese Signale dürfen jedoch nicht wirksam werden. Daher wird der
Zeitschalter 69 so -eingestellt, daß die von den Kontakten 74 abgezogenen
Schaltstücke erst nach einer einstellbaren Zeit, die mindestens gleich der Transportzeit
des Materials von 77 bis 79 ist, wiedereinschaltbar sind.
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Die Schaltung gemäß der Erfindung kann außer zurRegelung auch zur
Anzeige dafür benutzt werden, ob eine Regelung erfolgen soll oder nicht. Diesem
Zweck dient das Voltmeter 80, das unabhängigdavon funktioniert, ob der Motor
76 angeschaltet ist oder nicht. Je nachdem, ob der Zeiger des Instruments
in Ruhe bleibt oder nach rechts oder links ausschlägt, Z>
wird angezeigt,
ob nicht geregelt oder ob nach der C
einen oder anderen Richtung geregelt
werden soll. Die Bandstahldicke wird bekanntlich nicht nur durch den Walzdruck,
sondern auch durch die Walzgeschwindigkeit beeinflußt. Eine Regelung der Bandstahldicke
kann demgemäß nicht nur durch Hebung und Senkung von Walzen, sondern auch durch
Geschwindigkeitsänderung des Haspelzugmotors erreicht werden. Die in einer Schaltung
gemäß der Erfindung erzeugte Regelspannung wird in einem solchen Fall zweckmäßig
zur Feldstärkenänderung des Haspelzugmotors verwandt.
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F i g. 2 stellt eine weitere zweckmäßige Röhrenschaltung zur
'Verarbeitung von Meßwerten dar. Diese Schaltuno, bezieht sich auf den zwischen
den Kondensatoren 10 bzw. 20 usw. einerseits und den Kontakten
1 a, 1 b, 1 e, 1 f bzw. 2 a, 2 b, 2
e, 2 f usw. andererseits liegenden Teil -der Schaltung. Da alle Röhren
11, 21, 31, 41, 51 gleichartig geschaltet sind, ist in F i
g. 2 die abgeänderte Schaltung nur für die erste Röhre 11 gezeigt;
es sei angenommen, daß die übrigen Röhren 21, 31, 41, 51 analog geschaltet
sind.
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Die Unterschiede der Schaltung gemäß F i g. 2 gegenüber der
Schaltung gemäß F i g. 1 sind im wesentlichen folgende: 1. Die Batterie
65 ist weggelassen und Punkt C unmittelbar mit Punkt A verbunden.
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2. Die Potentiometer 12 und 13 sind in je einen festen
Widerstand 12 a und 13 a und einen variablen Widerstand 12 b und
13 b zerlegt. Im übrigen entsprechen die Bezeichnungen von F i
g. 2 genau denen von F i g. 1. Die Schaltung gemäß F i
g. 2 stellt eine Brückenschaltung dar. Die vier Widerstandszweige der Brücke
werden gebildet durch den inneren Widerstand der Röhre 11 plus Widerstand
12 a sowie durch die Widerstände 12 b,
13 a und
13 b.
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Die Spannung der Batterie 62 wird der Brücke an den gegenüberliegenden
Punkten A bzw. C und B bzw. D zugeführt; an den Brückenpunkten
G und H wird ferner die Nutzspannung abgenommen, die je
nach Richtungssinn
einen Strom durch das Relais 18
oder 19 treibt. Der Widerstand 12
b kann durch eine zweite, der ersten Röhre 11 gleichartige Röhre ersetzt
werden. Beide Röhrensysteme werden zweckmäßig in einem gemeinsamen Glaskolben zusammengebaut.
Man erreicht auf diese Weise, daß sich Ände rungen der Röhreneigenschaften gegenseitig
kompensieren und das Brückengleichgewicht in Normallage nicht gestört wird.
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Die Erfindung ist allgemein bei Fabrikationsprozessen anwendbar; die
Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind ferner nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt.