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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum schlupflosen
Messen der Längen von mit hoher Geschwindigkeit beispielsweise über einen Rollgang
laufenden Werkstücken wie Stab eisen, Rohre, Schienen od. dgl., wobei die Impulse
eines mit einer Meßrolle verbundenen Impulsgebers von einem durch das Werkstück
über eine Lichtschranke eingeschalteten Zählwerk registriert werden.
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Aus der deutschen Patentschrift 604 301 ist bereits eine Einrichtung
zur lichtelektrischen Längenmessung von festen Körpern bekannt, bei der eine Meßrolle
und eine Lichtsperre in einer gemeinsamen Vertikalebene angeordnet sind. Beim Vorbeigang
des Meßgutanfangs wird durch die Lichtsperre die Meßrolle mit einem Zählwerk gekuppelt,
das die Meßgutlänge entsprechend den Umdrehungen der -Meßrolle registriert. Beim
Vorbeigang des Meßgutendes wird schließlich die Kupplung zwischen Meßrolle und Zählwerk
wieder ausgerückt. Die Meßgenauigkeit dieser bekannten Vorrichtung leidet jedoch
darunter, daß es praktisch nicht möglich ist, die Meßrolle momentan von null auf
die Vorschubgeschwindigkeit des Meßgutes zu beschleunigen bzw. nach dem Vorbeigang
des Meßgutendes schlagartig stillzusetzen.
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Die vorerwähnten Nachteile versucht eine aus der deutschen Patentschrift
1083 556 bekannte Vorrichtung zur lichtelektrischen Längenmessung von stab-und plattenförmigen
Festkörpern zu vermeiden, die aus einer mit einer Registriereinrichtung kuppelbaren
Meßrolle und zwei Lichtsperren besteht, die sowohl beim Vorbeigang des Festkörperanfangs
als auch beim Vorbeigang des Festkörperendes je einen Steuerimpuls zum Einrücken
bzw. Ausrücken einer Kupplung auslösen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die
Lichtsperre zum Einrücken der Kupplung im Abstand hinter der Meßrolle angeordnet,
während die zweite Lichtsperre zum Ausrücken der Kupplung im Abstand vor der Meßrolle
liegt. Der Abstand zwischen den beiden Lichtsperren bedingt, daß das Einrücken der
Kupplung zwischen Meßrolle und Registriereinrichtung durch die hinter der Meßrolle
befindliche Lichtsperre erst nach einer gewissen Beschleunigung der Meßrolle durch
den Festkörper und das Ausrücken der Kupplung durch die vor der Meßrolle liegende
Lichtsperre noch während der Mitnahme der Meßrolle durch den über sie laufenden
Festkörper erfolgt. Die Verwendung zweier im Abstand voneinander angeordneter Lichtsperren
macht es dabei erforderlich, dem von der Registriereinrichtung ausgewiesenen, der
gemessenen Länge entsprechenden Betrag jeweils den Abstand zwischen den beiden Lichtsperren
zuzuaddieren. Da somit an der Registriereinrichtung niemals die tatsächliche Meßlänge
des Festkörpers erscheint, ist es bei dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich,
beispielsweise die fortlaufend gemessenen Längen zu summieren oder zu einem beliebigen
Zeitpunkt ein Zwischenergebnis zur Weiterverarbeitung bzw. als Ausgangswert für
eine weitere betriebswirtschaftliche Verwertung zu verwenden. Ein weiterer Nachteil
dieser bekannten Vorrichtung liegt in der zu Ungenauigkeiten führenden Übertragung
durch die zwischen Meßrolle und Registriereinrichtung angeordnete Kupplung sowie
durch die Benutzung zweier Lichtsperren für das Ein und Ausrücken der Kupplung.
Schließlich macht es sich bei der bekannten Vorrichtung auch als nachteilig bemerkbar,
daß die Meßrolle während des Messens von dem sie antreibenden Motor bzw. Getriebe
nicht
abgeschaltet wird, woraus sich ein das Meßergebnis beeinträchtigender Schlupf sowie
eine nicht unbeträchtliche Reibung ergibt, durch die die gleichzeitig auch als Treibrolle
fungierende Meßrolle allmählich abgenutzt wird, woraus sich eine weitere Fehlerquelle
ergibt. Dieser nachteilige Einfluß wird noch dadurch verstärkt, daß bei der bekannten
Meßvorrichtung oberhalb der Meßrolle eine achsgleiche Oberrolle angeordnet ist,
die unter Federdruck auf dem zu messenden Festkörper liegt und mit der Meßrolle
einen gemeinsamen Antrieb besitzen kann.
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Bei einer aus der deutschenAuslegeschrift 1. 232 bekannten Meßvorrichtung
erfolgt die Längenmessung nicht über die Drehung einer Meßrolle, sondern allein
auf lichtelektrischem Wege durch Spannungsvergleich. Da der Meßbeginn jedoch durch
den Vorbeigang des Meßgutanfangs an einem Tastkopf und das Meßende dagegen durch
den Vorbeigang des Meßgutendes an einer im Abstand vor dem Tastkopf angeordneten
Fotozelle bestimmt werden, tauchen bei dieser Vorrichtung praktisch dieselben Schwierigkeiten
auf, wie bei der zuvor geschilderten, d. h., an der Anzeigevorrichtung kann niemals
die tatsächliche Meßgutlänge gemessen werden. Diese ergibt sich vielmehr erst bei
Berücksichtigung des Abstandes zwischen Tastkopf und Fotozelle.
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Schließlich ist in der deutschen Auslegeschrift 1099183 noch eine
Meßvorrichtung beschrieben, die ebenfalls einen mit einer Meßrolle gekuppelten Impulsgeber
verwendet. Das Meßgut wird nach Verlassen der Meßrolle zunächst einer Eichstrecke
zugeführt, die aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Fotozellen besteht.
Die während des Durchlaufs des Meßgutanfangs durch die Eichstrecke registrierte
Impulsfolge dient dabei als Maßeinheit. Auch diese Vorrichtung beseitigt nicht die
sich aus dem Schlupf zwischen Meßrolle und Meßgut resultierenden Fehler und gestattet
nicht die Messung der vollen Meßgutlänge, da das Meßgutende bereits vor dem Abschalten
des Zählers außer Berührung mit der Meßrolle kommt und diese sowie der mit ihr gekuppelte
Geber dann nicht mehr vom Meßgut angetrieben bzw. gedreht werden, während das Abschalten
des Zählers erst durch die in Laufrichtung vor der Meßrolle liegenden Fotozellen
erfolgt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Längenmeßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Vermeidung
der vorstehend genanntenNachteile eine genaue und von einem Schlupf zwischen Meßrolle
und Meßgut unabhängige Längenmessung unabhängig von der Durchlaufgeschwindigkeit
des Meßgutes gestattet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß je zwei im
Abstand voneinander angeordnete, am durchlaufenden Werkstück anliegende mechanisch
gekuppelte Meßrollen und diesen gegenüberliegende, motorisch angetriebene Treibrollen
über eine elektrische Welle miteinander gekuppelt sind, und die elektrische Welle
durch einen unmittelbar hinter dem vorderen Rollenpaar liegenden elektrischen Schalter
durch das einlaufende Werkstück ausschaltbar ist und die Lichtschranke unmittelbar
vor dem hinteren Rollenpaar angeordnet ist.
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Die Vorrichtung wird dabei in der Weise betrieben, daß das mit der
Umfangsgeschwindigkeit der Meßrollen einlaufende Werkstück nach dem Durchgang durch
das erste Rollenpaar über den Ausschalter die elektrische Welle unterbricht und
die Meßrollen dann
nur noch vom Werkstück reibungsschlüssig angetrieben
werden und die Messung zwischen dem Vorbeigang des Meßgutanfangs und -endes an der
Lichtschranke erfolgt. Dadurch ergibt sich selbst bei Durchmesserabweichungen der
Meßrollen, da diese während der Messung nur vom Meßgut angetrieben werden, unabhängig
von der Drehzahl stets eine schlupflose und genaue, direkt ablesbare Längenmessung.
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Die durch die elektrische Welle bewirkte Gleichlaufschaltung gewährleistet
den synchronen Lauf der Treib- und Meßrollen, die im übrigen dieselbe Umfangsgeschwindigkeit
wie die Rollen des Zufuhrrollgangs besitzen, so daß die Einführung des Meßgutes
zwischen die Rollen schlupflos erfolgt. Um die durch den hinter dem ersten Rollenpaar
angeordneten elektrischen Schalter ausgeschaltete elektrische Welle nach jedem Meßvorgang
wieder einschalten zu können, ist ein von der Lichtschranke betätigtes Zeitrelais
vorgesehen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
veranschaulicht.
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Das zu messende Werkstück 1 gelangt über einen Rollgang 2 zwischen
das aus einer Treibrolle 3 und einer Meßrolle 4 bestehende vordere Rollenpaar. Ein
Drehstrommotor 5 dient als Antrieb sowohl für die Treibrolle 3 des vorderen Rollenpaars
3, 4 als auch für die Treibrolle 9 eines hinteren Rollenpaars 9 mit Meßrolle 10.
In geringem Abstand hinter dem vorderen Rollenpaar 3, 4 ist ein elektrischer Schalter
6 zum Ausschalten der die elektrische Welle bildenden Drehstrommaschinen 7 und 8
angeordnet. Die Drehstrommaschine 7 wird dabei unter Verwendung einer Übersetzung
von der hinteren Treibrolle 9 angetrieben. Die Übersetzung gewährleistet dabei trotz
unterschiedlicher Durchmesser eine gleiche Umfangsgeschwindigkeit der Meß- und Treibrollen,
da die elektrische Gleichlaufschaltung sicherstellt, daß die beiden Drehstrommaschinen
7, 8 bei jeder Belastung mit derselben Drehzahl arbeiten.
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In geringem Abstand vor dem aus der Treibrolle 9 und der Meßrolle
10 bestehenden hinteren Rollenpaar ist eine Lichtschranke 11 angeordnet, die eine
(nicht dargestellte) elektronische Zähleinrichtung bei Durchgang der beiden Werkstückenden
sperrt bzw. entsperrt. Die Meßrolle 4 des vorderen Rollenpaars ist mit einem mit
Hall-Generatoren bestückten Impulsgeber verbunden, dessen Impulse in das von der
Lichtschranke gesteuerte Zählwerk einer elektronischen Zähleinrichtung gegeben werden.
Der Impulsgeberl2 ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, daß je Millimeter Meßrollenumfang
ein Impuls gegeben wird, so daß an der elektronischen Zähleinrichtung die Werkstücklänge
in Millimetern abgelesen werden kann.
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Die Rollen des Rollgangs 2 und des vorderen Rollenpaars 3, 4 besitzen
dieselbe Umfangsgeschwindigkeit, so daß das Werkstück 1 schlupflos zwischen die
Rollen 3 und 4 gelangt. Da der eigentliche Meßvorgang zu diesem Zeitpunkt jedoch
noch nicht begonnen hat, würde auch ein Einlaufen des Werkstücks 1. in das vordere
Rollenpaar 3, 4 mit geringem Schlupf
nicht zu einer Verfälschung des Meßergebnisses
führen. Nach dem Durchgang durch das vordere Rollenpaar 3, 4 trifft der Anfang des
Werkstückes auf den in seiner Bahn liegenden Ausschalter 6, wodurch die elektrische
Welle 7, 8 ausgeschaltet wird. Da nach dem Ausschalten der elektrischen Welle 7,
8 die beiden Meßrollen 4, 10 nicht mehr angetrieben sind, werden sie jetzt nur noch
durch Reibungsschluß vom Werkstück 1 mitgenommen. Hierbei wird jeder Schlupf vermieden,
da die beiden Meßrollen 4, 10 durch Federn auf die Werkstückoberfläche gedrückt
werden.
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Nach dem Abschalten der elektrischen Welle 7, 8 läuft der Werkstückanfang
in die Lichtschranke 11 ein und entsperrt mit einem elektrischen Impuls den elektronischen
Zähler, der nunmehr sämtliche vom Impulsgeber 12 einlaufenden Impulse registriert.
Während dieses Meßvorgangs wird das Werkstück bei Verlassen des vorderen Rollenpaars
3, 4 vom hinteren Rollenpaar 9, 10 übernommen, so daß wegen der mechanischen Kupplung
der Meßrollen 4, 10 einerseits und der Treibrollen 3, 9 andererseits der Impulsgeber
12 auch weiterhin betätigt wird. Erst wenn das Werkstückende die Lichtschranke 11
verlassen hat, erfolgt eine erneute Sperrung des elektronischen Zählers. Nunmehr
kann die Länge des gemessenen Werkstücks am elektronischen Zähler direkt in Millimetern
abgelesen werden.
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Mit der Lichtschranke 11 ist ein Zeitrelais verbunden, über das die
Drehstrommaschinen 7, 8 der elektrischen Welle mit dem Netz verbunden sind. Somit
wird kurz nachdem das Werkstückende die Lichtschranke 11 verlassen hat, die elektrische
Welle wieder eingeschaltet, so daß eine neue Messung erfolgen kann.