DE1499090B1

DE1499090B1 - Pneumatisches Verfahren zur Bestimmung der Lage eines flachen Materials in Form eines waehrend seiner Herstellung fortschreitenden Bandes und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1499090B1
Application number: DE19661499090
Authority: DE
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1965-06-15
Filing date: 1966-06-02
Publication date: 1970-06-25
Also published as: NL6608325A; US3482954A; LU51337A1; SE326617B; BE682569A; GB1136262A; ES327874A1; CS166192B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Verfahren zur Bestimmung der Lage eines flachen Materials in Form eines während seiner Herstellung fortschreitenden Bandes, bei dem eine Änderung des Druckes in einem Gasstrom, der in dem Bereich der Kante des Bandes auf dieses gerichtet ist, zur Anzeige einer Änderung der Lage dieser Kante benutzt wird.

Bei bekannten Verfahren wird mit einem kompakten Gasstrom gearbeitet, wobei der Rückdruck durch den sich dauernd ändernden Strömungsverlauf, der sich aus der Lage zwischen der Düse und dem abzuf ühlenden Gegenstand ergibt, in nicht beherrschbarer Weise beeinflußt wird, so daß also ein verfälschter Impuls gewonnen wird. Hierdurch leidet die Feinfühligkeit der von dem Impuls gesteuerten Regelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine erhöhte Feinfühligkeit der Regelung durch Gewinnung eines einwandfreien Impulses zu erreichen, die bei der Regelung verhältnismäßig großer Gegenstände in Bandform gefordert werden muß, um brauchbare Ergebnisse zu erzielen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das Gas in Form eines ringförmigen Stromes in den Bereich einer Kante des fortschreitenden Bandes ausgestoßen wird und der Rückdruck innerhalb des ringförmigen Stromes bestimmt wird und aus der laufenden Bestimmung des Rückdruckes eine Anzeige über die Lage der Kante des Bandes gewonnen wird.

Die auf diese Weise gebildete verhältnismäßig ruhige Zone innerhalb des ringförmigen Gasstroms unterliegt den eingangs erwähnten störenden Einflüssen bedeutend weniger, so daß eine unerwartet größere Feinfühligkeit der Regelung auf Grund des einwandfreien Impulses erzielt wird.

Bei einer bevorzugten Verfahrensführung erfolgt das pneumatische Abfühlen durch eine hin- und hergehende Bewegung des ringförmigen Stroms senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Bandes.

Die Erfindung kann in ihrem weitesten Umfang im Zusammenhang mit jedem Herstellungsverfahren eines flachen Materials in Bandform angewandt werden. Bei einer bevorzugten Anwendung zur Bestimmung der Lage eines auf einem geschmolzenen Metall fortbewegten Glasbandes wird als ringförmig ausgestoßener Gasstrahl ein gegen das' geschmolzene Metall inertes Gas verwendet.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich durch eine pneumatische Sonde mit einem inneren Rohr, das mit einem koaxial zu ihm liegenden äußeren Gehäuse eine ringförmige Düse bildet, durch einen auf den Rückdruck im inneren Rohr der Sonde ansprechenden elektrischen Schalter, der einen Integrierschaltkreis steuert, dessen Ausgangsspannung in der einen Stellung des elektrischen Schalters als Funktion der Zeit linear zunimmt und in der anderen Stellung des Schalters linear abnimmt, und durch eine die pneumatische Sonde quer zur Fortbewegungsrichtung bewegende pneumatische Antriebseinrichtung, die über ein vom Ausgangssignal des Integrierschaltkreises elektromagnetisch betätigtes Ventil gesteuert ist, wobei die pneumatische Antriebseinrichtung jeweils bei Änderung des Rückdruckes im inneren Rohr infolge der Bewegung der pneumatischen Sonde über die Kante des Bandes umgesteuert wird.

Die Vorrichtung kann durch eine Probennahmeeinrichtung weitergebildet werden, die das vom Integrierschaltkreis gebildete Ausgangssignal in dem Augenblick abtastet, in dem eine Änderung des Rückdruckes im inneren Rohr infolge der Bewegung der pneumatischen Sonde über die Kante des Bandes erfolgt, und in Abhängigkeit vom Abtastsignal ein Registriergerät steuert.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Die schematischen Zeichnungen zeigen

ίο Fig. 1 ein Strömungsdiagramm einer pneumatischen Servoeinrichtung zur Hin- und Herbewegung einer pneumatischen Sonde über eine Kante eines Glasbandes und eine Anzeigeeinrichtung zur Aufzeichnung der von der Sonde gelieferten Impulse,

Fig. 2 einen Mittellängsschnitt durch die Düse einer pneumatischen Sonde, die in der Anlage gemäß F i g. 1 verwendbar ist.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung dient dazu, die Lage einer Kante eines Glasbandes, das; längs der Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Metall fortbewegt wird, abzufühlen und aufzuzeichnen.

Ein nur schematisch angedeuteter Behälter 1 enthält ein Bad 2 aus geschmolzenem Metall, auf dessen Oberfläche ein Glasband 3 kontinuierlich fortbewegt wird. Eine Schutzgasatmosphäre auf der Grundlage von Stickstoff wird zum Schutz des Metalls gegen Oxydation in dem Raum oberhalb des Bades aufrechterhalten. In F i g. 1 ist nur die eine Kante 4 des Glasbandes 3 und die zur Bestimmung und Aufzeichnung der Lage dieser Kante dienenden Einrichtungen dargestellt.

Der Behälter 1 hat eine Seitenwand 5, die als Bezugsfläche für die Bestimmung der Lage der Kante 4 des Glasbandes 3 dient. Zu diesem Zweck ist durch eine Gasdichtung der Seitenwand 5 eine Sonde 6 in den Behälter 1 ragend vorgesehen, die am Ende eine Düse 7 trägt. Die Sonde 6 wird über den Arm 8 durch eine pneumatische Antriebseinrichtung 9 bewegt, so daß die Düse 7 fortschreitend von der Seitenwand 5 fort und auf diese zu bewegt wird. Die über eine Leitung 82 mit einer Druckluftquelle verbundene pneumatische Antriebseinrichtung 9 wird von einem pneumatisch betätigten elektrischen Schalter 10, einem Integrierschaltkreis 11 und einem elektro-magnetisch betätigten Ventil 12 gesteuert.

Der druckbetätigte elektrische Schalter 10 steuert außer der Richtung der Bewegung der Sonde 6 auch eine Probennahmeeinrichtung 13, die die Signale, die die Lage der Kante 4 des Glasbandes 3 anzeigen, einem pneumatisch gesteuerten Registriergerät 14 zuleitet.

Die Düse 7 ist in F i g. 2 in größerem Maßstab dargestellt. Die Düse 7 besteht aus einem äußeren Gehäuse 15 mit einem koaxial eingesetzten inneren Rohr 16. Das äußere Gehäuse 15 ist rings um das innere Rohr 16 durch eine Dichtung 18 abgedichtet. In das äußere Gehäuse 15 mündet eine Leitung 19, die über eine Leitung 20 mit einer Quelle für ein Gas, das bei den gegebenen Temperaturen inert gegen das geschmolzene Badmetall ist, verbunden ist. Zweckmäßig wird eine Quelle 21 für Gas der gleichen Zusammensetzung wie die Schutzgasatmosphäre im Raum oberhalb des Bades gewählt. Dieses Gas gelangt zur Düse 7 und tritt durch diese aus, und zwar in Form eines ringförmigen Stroms, der durch einen Ringspalt zwischen dem Gehäuse 15 und dem inneren Rohr 16 gebildet ist.

Das innere Rohr 16 ist unmittelbar durch eine Leitung 17 mit dem druckbetätigten elektrischen Schalter 10 verbunden, so daß der Rückdruck in dem inneren Rohr 16 unmittelbar auf den druckbetätigten elektrischen Schalter 10 einwirkt, Dieser ist so ausgebildet, daß seine Kontakte geöffnet sind, wenn in dem inneren Rohr 16 ein unteratmosphärischer Druck herrscht, und daß seine Kontakte geschlossen sind, wenn ein überatmosphäriseher Druck vorliegt.

Kann der Gasstrom aus dem Ringspalt ungehindert austrete^ d. h. wenn kein Gegenstand unmittelbar im Wege des ausgestoßenen Gasstromes liegt, so saugt letzterer Gas aus dem inneren Rohr 16 an, wodurch in diesem gegenüber dem atmosphärischen Druck ein Druckabfall eintritt. Befindet sich vor der Mündung ig der Düse 7 ein Gegenstand, so wird hierdurch der Gasstrom behindert, und es baut sich vor der Düse 7 ein Druck auf, der einen Rückdruck in dem inneren Rohr 16 bedingt. Es entsteht dann in diesem ein uberatmosphgrischer Druck, der über die Leitung 17 zum druckbetätigten elektrischen Schalter 10 gelangt.

Wird also die. Düse 7 in geeignetem Abstand von der Oberflgehe des Bades 2 und dem Glasband 3 angeordnet, so wird ein Wechsel des Schaltzustandes des Schalters 10 dann erreicht, wenn die Düse 7 über die Kante 4 des Glasbandes von der Seitenwand 5 fort bewegt wird.

Fig. 1 zeigt eine, bevorzugte Anordnung einer Sonde 6, bei der in den Arm 8 ein Gasbehälter 23 eingegliedert ist. Der Behälter dämpft geringe Druckschwankungen des von der Gasquelle 21 zugeführten Gases, so daß durch die Leitung ein im wesentlichen gleichmäßiger Gasstrom zur Düse 7 gelangt.

Es wird nunmehr die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben, wobei von einer Ruhestellung ausgegangen wird, in der die Sonde 6 dicht neben der Seitenwand 5 des Behälters 1 liegt.

Es wird angenommen, daß der Sonde 6 bereits Gas von der Quelle 21 zugespeist wird und auch die übrigen pneumatischen Teile der Vorrichtung Luft erhalten. Die Vorrichtung wird dann durch Einschalten der elektrischen Schaltkreise in Betrieb gesetzt. In der Anfangsstellung, bei der die Düse außerhalb des Bereichs des Glasbandes 3 liegt, wird ein unteratmosphärischer Druck über die Leitung 17 auf den druckbetätigten elektrischen Schalter 10 übertragen, der demzufolge geöffnet ist. Bei geöffnetem Schalter 10 fließt dann ein linear ansteigend gesteuerter Strom durch die Spule des elektromagnetisch betätigten Ventils 12, das auf diese Stromzunahme anspricht, um einen kontinuierlich ansteigenden Luftdruck in einer Auslaßleitung 28 zu bilden. Das Ventil 12 ist über eine Leitung 70 an eine Luftquelle angeschlossen. Druckluft strömt ferner zu an die Leitung 28 angeschlossenen Leitungen 29 und 30. Die Leitung 29 führt zur Probennahmeeinrichtung 13, die als elektrische Einrichtung ausgebildet ist.

Der linear ansteigende Druck in der Leitung 30 betätigt die pneumatische Antriebseinrichtung 9, um den Arm 8 kontinuierlich nach links in Fig. 1 zu bewegen, so daß also die Düse 7 von der Seitenwand 5 fort auf die Kante 4 des Glasbandes zu bewegt wird.

Beim Überlaufen der Kante 4 des Glasbandes tritt eine Erhöhung des Rückdruckes ein, der über die Leitung 17 geleitet ein Schließen des elektrischen Schalters 10 bewirkt.

Bei geschlossenem Schalter 10 ergibt sich eine gesteuerte, mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erfolgende Verringerung des Stroms durch die Spule des elektromagnetisch betätigten Ventils 12 und damit ein kontinuierlich abnehmender Druck in den Leitungen 28 und 30. Die Änderung des der Antriebseinrichtung 9 zugeleiteten Luftdruckes veranlaßt eine Umkehr der Bewegung des Armes 8 nach rechts in F i g. 1, so daß die Düse? der Sonde6 wieder in Richtung auf die Seitenwand 5 des Behälters mit gesteuerter Geschwindigkeit bewegt wird. Hierbei überquert die Düse 7 wieder die Kante 4 des Glasbandes, so daß der Rüekdruck abnimmt. Der Schalter 10 wird also wieder geöffnet. Hierdurch wird in der beschriebenen Weise eine erneute Linksbewegung der Düse 7 eingeleitet. Die Düse 1 führt also eine dauernde Hin- und Herbewegung im Bereich der Kante 4 des Glasbandes 3 aus.

Während dieser Hin- und Herbewegung der Düse 7 treten in der Leitung 28 Druckschwankungen auf, die dem sich wiederholenden Ein- und Ausschalten des Schalters 10 entsprechen, so daß der Druck in der Leitung 28 eine Anzeige über die Stellung der Düse 7 in jedem Zeitpunkt darstellt.

Um die Lage der Kante 4 des Glasbandes 3 aufzuzeichnen, wird das Ein- und Ausschalten des Schalters 10 und der Druck in der Leitung 28 dazu benutzt, über die Leitung 29 die Probenahmeeinrichtung 13 zu betätigen. Diese enthält elektromagnetisch betätigte Ventile und einen Speicher, in dem Luft gesteuert aufgeladen wird und gesteuert über eine Leitung 32 zur Betätigung des pneumatisch gesteuerten Regietriergerätes 14 abgeleitet wird.

Das elektromagnetisch betätigte Ventil 12, die pneumatische Antriebseinrichtung 9 für die Sonde 6 und der druckbetätigte Schalter 10 können handelsübliche Einrichtungen sein. Die elektrischen bzw. elektronischen Steuereinrichtungen stellen keinen Teil der Erfindung dar und sind deshalb im einzelnen nicht beschrieben.

Zweckmäßig ist ein Wächterschalter 99 eingegliedert, der Schaden infolge von größeren Glasposten verhindert, die am Rande des Glasbandes oder auch getrennt von diesem neben dem Glasband auftreten können. Stößt ein derartiger Glasposten gegen die Düse 7 der Sonde 6, so wird diese als Ganzes gedreht und betätigt den Wächterschalter 99, die die Steuereinrichtung veranlaßt, die Sonde 6 in Richtung auf die Seitenwand 5 des Behälters zurückzuziehen. Ist die Sonde aus dem Bereich des Glaspostens gelangt, so wird durch eine nicht dargestellte Rückstellfeder die Sonde 6 in ihre normale Betriebsstellung zurück-.bewegt, wodurch der Wächterschalter 99 geöffnet wird.

Im Ausführungsbeispiel liefert die Vorrichtung eine Daueraufzeichnung der Lage der Kante des Glasbandes auf einem Papierstreifen. Zusätzlich oder in abgewandelter Weise kann eine Sichtanzeige der Lage der Kante 4 des Glasbandes erreicht werden, und diese kann einem Bedienungsmann als Hinweis für die Bedienung und Führung des Herstellungsverfahrens dienen, um die Kante in eine gewünschte Stellung zu bringen.

Die Erfindung kann auch im Rahmen einer vollautomatischen Herstellungsanlage verwendet werden, bei der jede Abweichung der Kante 4 des Glasbandes von einer vorgegebenen Stellung zu einer Korrektur verwendet wird, die die Kante in die Sollstellung zurückbringt. In diesem Falle ist die Probenahmeein-

richtung 13 so ausgebildet, daß sie einen Ausgang zur Steuerung einer Steuereinrichtung liefert, die beispielsweise in Form eines Kohlefenders ausgebildet, das Glasband in Richtung auf die Mitte des Bades stößt, wenn die Kante des Glasbandes zur Seitenwand des Behälters hin ausweicht.. Die Steuereinrichtung kann auch ein Begrenzungsziegel sein, der mit einer Temperaturregelung ausgerüstet ist.

Claims

Patentansprüche: IO

1. Pneumatisches Verfahren zur Bestimmung der Lage eines flachen Materials in Form eines während seiner Herstellung fortschreitenden Bandes, bei dem eine Änderung des Druckes in einem Gasstrom, der in dem Bereich der Kante des Bandes auf dieses gerichtet ist, zur Anzeige einer Änderung der Lage dieser Kante benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in Form eines ringförmigen Stromes in den Bereich einer Kante des fortschreitenden Bandes ausgestoßen wird und der Rückdruck innerhalb des ringförmigen Stromes bestimmt wird und aus der laufenden Bestimmung des Rückdruckes eine Anzeige über die Lage der Kante des Bandes ge- as wonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Abfühlen durch eine hin- und hergehende Bewegung des ringförmigen Stromes senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Bandes erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bestimmung der Lage eines auf einem geschmolzenen Metall fortbewegten Glasbandes, dadurch gekennzeichnet, daß als ringförmig ausgestoßener Gasstrahl ein gegen das geschmolzene Metall inertes Gas verwendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine pneumatische Sonde (6) mit einem inneren Rohr (16), das mit einem koaxial zu ihm liegenden äußeren Gehäuse (15) eine ringförmige Düse (7) bildet, durch einen auf den Rückdruck im inneren Rohr der Sonde ansprechenden elektrischen Schalter (10), der einen Integrierschaltkreis (11) steuert, dessen Ausgangsspannung in der einen Stellung des elektrischen Schalters als Funktion der Zeit linear zunimmt und in der anderen Stellung des Schalters (10) linear abnimmt, und durch eine die pneumatische Sonde (6) quer zur Fortbewegungsrichtung bewegende pneumatische Antriebseinrichtung (9), die über ein vom Ausgangssignal des Integrierschaltkreises (11) elektromagnetisch betätigtes Ventil (12) gesteuert ist, wobei die pneumatische Antriebseinrichtung jeweils bei Änderung des Rückdruckes im inneren Rohr (16) infolge der Bewegung der pneumatischen Sonde (6) über die Kante (4) des Bandes umgesteuert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Probennahmeeinrichtung (13), die das vom Integrierschaltkreis (11) gebildete Ausgangssignal in dem Augenblick abtastet, in dem eine Änderung des Rückdruckes im inneren Rohr (16) infolge der Bewegung der pneumatischen Sonde (6) über die Kante (4) des Bandes erfolgt, und in Abhängigkeit vom Abtastsignal ein Registriergerät (14) steuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen