DE1806605A1 - Verfahren und Anordnung zur automatischen Steuerung eines Schrappwerkes - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zur automatischen Steuerung eines Schrappwerkes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur automatischen Steuerung eines Schrappwerkes zum lieranschaffen von Material aus in Boxen befindlichen Vorräten in eine Zuteilvorrichtung. Das Material -meist wird es sich um verschiedenkörnige Mischungsbestandteile handeln - lagert in der Regel ebenerdig getrennt in Boxen, die von sternförmig von der Zuteilvorrichtung ausgehenden Wänden gebildet werden.
• Bei den bekannten Schrappwerken niuß ein Bedienungsmann (lafiir sorgen, daß der Sc1lra1)L)er in die Boxe gefahren wird, deren Mischgut gerade benötigt wird. Auch wenn dem Schrapper innerhalb der Boxe eine der dort vorliegenden Materialverteilung entsprechende, günstige Stellung gegeben werden soll, muß der bedienungsmann eingreifen.
• ,)er Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, nach denen alle Funktionen eines Schrappwerkes automatisch ablaufen.
• Das Verfahren zur automatischen Steuerung eines Schrappwerkes zum Heranschaffen von Material aus in Boxen befindlichen Vorräten in eine Zuteilvorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeicnnet, daß in den Boxen angeordnete Füllstandsanzeiger die Füllstände der Boxen durch elektrische Schaltimpulse an eine Boxenvorwahl melden, claij der Schrapper auf den Schaltimpuls "voll" der Boxe hin, die der Schrapper soeben gefüllt hat, unter Steuerung durch die Boxenvorwahl in die nächste zu füllende Boxe gefahren wird und daß bei Erreichen dieser Boxe ein Doxenschalter anspricht, das Schrapperfahrwerk stillsetzt und den Schrappvorgang einleitet, der unter Steuerung durch Endschalter selbsttätig abläuft, bis die ßoxe gefüllt ist und der Füllstandsanzeiger den Schaltimpuls "voll" abgibt.
• Die Steuerung eines Schrappers mit von einem schwenkbaren Schrapperkopf betätigten, an einer mit dem Kopf schwenkbaren, am kopffernen Ende von einem Fahrwerk getragenen Brücke geführten Schrapperkübel innerhalb einer Boxe erfolgt nach einer Weiterbildung der Erfindung in der Weise, daß bei Erreichen der oberen Endstellung durch den Schrapperkübel ein Hub-Endschalter an Schrapperkopf die Stillsetzung einer iIauptwinde und die Einschaltung einer Rückholwinde bewirkt, daß ein an einer den dübel an der Brücke führenden Laufkatze angebrachter Kipp-Endschalter betätigt wird, wenn der Kübel unmittelbar unter einer Rückholseilrolle hängt (Schwenkstellung), und dadurch die Hauptwinde in Rückholrichtung laufen läßt, bis bei Erreichen eines gewünschten Abstandes, der etwa der iföhe der Fahrwerkstütze entspricht, zwischen dieser Stütze und den Kübel ein am Schrapperkopf befIndlicher Rückhol-Endschalter anspricht, die Rückholwlnde stillsetzt und ein Rückhol-Zeitrelais einschaltet, das nach einstellbarer Zeit auch die Hauptwinde stillsetzt und ein Start-Zeitrelais einschaltet, das nach einstellbarer Zeit, wenn der Schrapperkübel die Ausgangsstellung erreicht hat, die Hauptwinde in Schrapprichtung wieder einschaltet.
• I)ie Fiillstandsmeldungen der Boxen werden für die Dauer der gemeldeten Zustände in der Boxenvorwahl gespeichert. Der Schaltimpuls voii" der Boxe, in der der Schrapper gerade arbeitet, bewirkt die Stillsetzung des Schrapperkübels in der Schwenkstellung und löst einen Schaltimpuls an die Steuereinheit des Fahrwerks aus.
• Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung und Anordnungen zu seiner Durchführung betreffen die Begrenzung des Scnrappvorgaliges auf einen Teilhub, eine schrittweise Schwenkung des Schrappers innerhalb einer Boxe, eine besondere Signalisierung für den Fall, daß eine Boxe nahezu leer ist, und die Anbringung und Verteilung der verschiedenen benötigten Endschalter und Steuereinheiten. Weitere vorteile urld Merkmale gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor.
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Schrappwerks, das gemäs dem Verfahren nach der Erfindung gesteuert wird, Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Schrappwerk nach Fig. 1, Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Schrappers von der Seite, die den Schrapperkübel in seinen beiden Endlagen zeigt, Fig. 4 zeigt den Schrapperkürbel am Ende eines Teilhubes und entspricht im übrigen der Fig. 3, Fig. 5 ist eIn Blockdiagramm der Anordnung zur automatischen Steuerung.
• Die Erfindung wird anhand eines Schrapperwerkes mit einem Schrapper bereits vorgeschlagener Bauart (Patentanmeldung P 15 56 706.3) erläutert.
• Bei dem Schrapperwerk nach Fig. 1 und 2 trägt eine Zuteilvorrichtung 15 ein Gestell 16, auf dem ein Schrapperkopf 1 drehbar gelagert ist. Am Schrapperkopf 1 ist eine schräg nach unten verlaufende Brücke 2 befestigt, die mit ihrem freien Ende auf einer fahrbaren Stütze 4 eines Fahrwerks ruht. Die Stütze 4 steht mit zwei Rädern 13 auf dem Boden, von denen eines über eine nicht dargestellte Einrichtung durch einen Motor 14 angetrieben wird.
• Innerhalb des Schrapperkopfes 1 ist eine durch einen Motor 21 angetriebene Hauptwinde 5 untergebrachts auf die gleichzeitig ein Zugseil 9 und ein Hilfsseil 11 auf- oder abgenfickelt werden können. Das Zugseil 9 verbindet einen Schrapperkübel 12 und das llilfsseil 11 eine Laufkatze 7 mit der Hauptwinde 5.
• Die Laufkatze 7 läuft längs einer an der Unterseite der Brücke 2 angebrachten Schiene 3 und trägt eine schwenkbare Seilrolle 8.
• Vom hinteren Ende des dübels 12 führt ein Rückholseil 10 über die Seilrolle 8 bis zu einer am oberen Ende der Stütze 4 gelagerten Rückholwinde 6, die von einem Motor 22 angetrieben wird.
• e Vom Gestell 16 aus verlaufen sternförmig Trnnwände 17 zur Abgrmzung von Boxen für das Mischgut 20. Am Gestell 16 sind für jede Boxe, vgl. Fig. 1, zwei Füllstandsanzeiger 18, 19 angebracht, die durch das Mischgut 20 betätigt werden und Boxe "voll" oder "leer" melden.
• Am Gestell 16 ist unterhalb des Schrapperkopfes 1 eine sektorförmige Halterung 23 befestigt, auf deren Hand fünf Boxenschalter 24 sitzen. Die Zahl dieser -Endschalter 24 ist gleich der Zahl der Boxen. Mit dem drehbaren Schrapperkopf 1 ist ein Schaltnocken 29 verbunden, der auf seinem kreisbogenfrmigen Rand zwei Begrenzungsschalter 31, 32 trägt. Die BoxenmS-chalter 24 werden durch den Schaltnocken 29 betätigt.
• Auf dem Schrapperkopf 1 sind drei Endschalter 26, 27 und 33 angebracht, die über ein nicht gezeichnetes, von der Hauptwinde 5 angetriebenes Untersetzungsgetriebe betätigt werden. Ferner ist an der Laufkatze 7 ein nicht gezeichneter Kipp-Endschalter angeordnet, mit dem der Schrapperkübel 12 zusammenwirkt, wenn er bis zum Anschlag an der Seilrolle 8 hochgezogen ist. Die elektrische Steuerung des Schrappers ist in einem Steuerschrank 30 untergebracht, der auch einen Umschalter 25, die Boxenvorwahl V und Steuereinheiten für das Fahrwerk, die Hauptwinde und die Rückholwinde VI, VII bzw.VIII enthält (Fig. 5).
• Die Arbeitsweise des Schrappers ist folgende: Von der Ausgangsstellung des leeren Schrapperkübels 12, die in Fig. 3 in ausgezogenen Linien gezeichnet ist,werden der Dübel 12 am Zugseil 9 und die Laufkatze 7 am Hilfsseil 11 von der Hauptwinde 5 nach oben gezogen. Beim Hochziehen füllt sich der Kübel 12 mit Mischgut 20, bis er die gestrichelt gezeichnete obere Endstellung erreicht hat. In dieser Endstellung wird die Hauptwinde 5 durch den Vollhub-Endschalter 26 stillgesetzt und die Rückholwinde 6 eingeschaltet. Dadurch zieht das Rückholseil 10 das hintere Ende des Kübels 12 gegen die Seilrolle 8 und kippt dabei den Dübel 12 zur Entleerung in Richtung zum Gestell 16 hin aus.
• Wenn der Schrapperkübel 12 bis zur Seilrolle 8 hochgezogen ist, betätigt er deh an der Laufkatze angebrachten Kipp-Endschalter, durch den sich die Hauptwinde 5 in der der Zugrichtung entgegen-5 geetzten Richtung in Bewegung setzt. Da die - Rückholwinde 6 in der das Rückholseil 10 aufspulenden Richtung weiterläuft, bleibt der Kübel 12 direkt unter der Seilrolle 8 hängen, während die Laufkatze 7 in Richtungszur Stütze 4 rollt. Hat die Laufkatze 7 eine Entfernung zur fahrbaren Stütze 4 erreicht, die etwa deren Höhe entspricht, so wird die Rückholwinde 6 durch den Rückhol-Endschalter 27 stillgesetzt, der gleichzeitig ein im Steuerschranlc 30 enthaltenes Rückhol-Zeitrelais 34 einschaltet, das nach einer einstellbaren Verzögerungszeit auch die Hauptwinde stillsetzt. Dic Verzögerungszeit wird so gewahlt, daß die: Laufkatze 7 mit dem angehängten Schrapperkübel 12 danach unter dem Zug des Gewichts des oiibels in Richtung zum Ende der Schiene 3 weiterrollt, wobei der iiiibel bis zum Boden in die Ausgangslage sinkt.
• Gleichzeitig mit dem Stillsetzen der Hauptwinde nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit wird ein Start-Zeitrelais 35 eingeschaltet, d.s die Hauptwinde nach Ablauf seiner einstellbaren Verzögerungszeit wieder inSchrapprichtung einschaltet, so daß das Spiel von neuem beginnt.
• Es wiederholt sich periodisch so lange, bis die Höhe des aufgefüllten Mischgutes 20 den oberen Füllstandsanzeiger 19 erreicht hat, und dieser den Schaltimpuls "voll" an die Boxenvorwahl V (Fig. 5) abgibt, wo die Meldung gespeichert wird, und gleichzeitig bewirkt, daß der Schrapperkübel 12 in die Schwenkstellung gebracht wird. Dazu wird der Kübel 12 vom Rückholseil 10 bis unter die Seilrolle 8 hochgezogen, und die Rückholwinde 6 wird daraufhin abgeschaltet Ist in der Boxenvorwahl für eine der Boxen nicht die Meldung "voll" gespeichert oder gar für eine Boxe die Meldung "leer" von deren unteren Füllstandsanzeiger 18 eingetroffen, so gibt die Boxenvorwahl einen Impuls an die Fahrwerksteuerung VI ab, die den Schrapper durch das vom Motor 14 angetriebene Had 13 der Stütze 4 in die nächste, zu füllende Boxe fährt. Ist diese erreicht, so schaltet der Ende schalter 24 dieser Boxe von Schwenkvorgang auf Schrappvorgang um. Dazu werden das Fahrwerk stillgesetzt und die Hauptwinde 5 und die Rückholwinde 6 wieder eingeschaltet, so daß der Schrapperkübel 12 in die Ausgangsstellung gebracht wird, vgl. Fig. 3, v von der aus der Schrapporgang von neuem beginnt. Haben alle Boxen "voll" gemeldet, so bleibt der Schrapper in der zuletzt gefüllt ten Boxe in Schwenkstellung stehen bis er von der Boxen"!orwahl in eine inzwischen nicht mehr volle Fxe geschwenkt wird.
• für einen reibungslosen Betriebsablaui kann es wichtig sein, daß der Füllstand einer Boxe, deren unteren Füllstandsanzeiger 18 bereits "leer" gemeldet hat - was ja noch nicht tatsächlich vollkommen leer bedeutet - nicht zu weit absinkt. Um dem vorzubeugen, kann die Schaltung in der Boxenvorwahl so getroffen sein, daß auf die leIdung "leer" einer Boxe hin ein in einer anderen Boxe, die zwar nicht "leer" aber auch noch nicht "voll" gemeldet hat, ablaufender Schrappvorgang sofort abgebrochen wird, um den Schrapper sogleich in die Boxe zu fahren, für die Leermeldung eingetroffen ist.
• Wie oben beschrieben worden ist, wird die Beendigung eines Schrapp-Vollhubes durch den Vollhub-Endschalter 26 ausgelöst.
• Es kann aber auch einmal zweckmäßig sein, den Schrapphub zu verkürzen. Zu diesem Zwecke ist am Schrapperkopf ein weiterer von dem von der Hauptwinde angetriebenen Untersetzungsgetriebe betätigter Endschalter als Teilhub-Endschalter 33 angebracht, der nach Betätigung des Umschalters 25 im Steuerschrank aktiv wird und dann die gleichen Funktionen auslöst wie sonst der Vollhub-Endschalter 26. Fig. 4 zeigt die obere Endstellung des Schrapperkubels bei eingestelltem Teilhub.
• I{ihrcnd des Schrappens in einer Boxe soll der Schrapperkübel nicht nur immer in einer Spur nach oben gezo-gen werden Um dies zu verhindern, muß der Schrapper also von Schrappilub zu Schrapphub zur Seite versetzt werden.
• Auch diese Bewegung wird automatisch gesteuert. Jedesmal, wenn die Hauptwinde 5 bei Beginn des Rückholens des Kübels 12 in die Ausgangsstellung in Rückholrichtung eingeschaltet wird, gibt sie einen Schaltimpuls an die Fahrwerksteuerung VI (Fig. 5), der den Schrapper um einen an einem Schritt-Zeitrelais 36 im Steuerschrank einstellbaren Schritt schwenken läßt. Die auf dem Schaltnocken 29 sitzenden Begrenzungsschalter 31,32 verhindern, daß ein Sicherheitsabstand von den Trennwänden 17 der Boxen unterschritten wird, indem sie betätigt werden sobald der Schrapper den Sicherheitsabstand von der Boxenwand 17 erreicht hat. Sie schalten dann die Laufrichtung des Fahrwerkes um, so daß es bei län--gerem Schrappvorgang zu einer schrittweisen Pendelbewegung kommt.
• Das Blockdiagramm der Fig. 5 gibt schematisch einen Überblick über die vorhandenen Schaltorgane und Steuereinheiten In den Boxen befinden sich die Füllstandsanzeiger I, die in den Fig. 1 und 2 mit 18 und 19 bezeichnet sind. Am Schrapper oder genauer am Schrapperkopf sind drei Gruppen von Endschaltern angebracht. Dies sind einmal die Endschalter II für die Hubbegrenzung, also der Vollhub-Endschalter 26, der Teilhub-Endschalter 33 und der Rückhol-Endschalter 27 der Fig. 1 und 2, und zum anderen die Boxenschalter III, also die den einzelnen Boxen zugeordneten Endschalter 24 der vorangegangenen Figuren.
• Schließlich befinden sich am Schrapperkopf die Begrenzungsschalter IV Der Steuerschrank 30 enthält die Boxenvorwahl V, eine Steuereinheit VI für das Fahrwerk, eine Steuereinheit VII für die Hauptwinde und eine Stuereinheit VIII für die Rückholwinde. Außerdem befinden sich im Steuerschrank, wie in Fig. 2 angegeben, der Umschalter 25 sowie das -Rückhol-Zeitrelais 34, das Start-Zeitrelais 35 und das Schritt-Zeitrelais 36.
• Es sei nun angenommen, daß der Schrappvorgang in irgendeiner Boxe im Gange ist. Dieser Vorgang wird von den auf die Steuereinheiten der IIauptwinde und der Rückholwinde VII bzw. VIII einwirkenden Endschaltern IX für die Hubbegrenzung unter Nitwirkung des Rückhol-Zeitrelais gesteuert. Die Richtungsumschaltung des Fahrwerkes bei der Pendelbewegung innerhalb der Boxe wird durch die Begrenzungsschalter IV besorgt.
• Ist die Boxe gefüllt, so gibt ihr Füllstandsanzeiger I seine Meldung voll" an die Boxenvorwahl V, die Schaitimpulse an die Steuereinheit VII der Hauptwinde und an die Steuereinheit VI des Fahrwerkes abgibt. Das Fahrwerk fährt den Schrapper in die von der Boxenvorwahl vorbestimmte,nächste zu füllende Boxe.
• Bei Erreichen dieser Boxe spricht deren Boxenschalter III an, setzt das Fahrwerk still und leitet den Schrappvorgang durch Impulsgabe an die Steuereinheit VII der Hauptwinde ein.
• Wie das Blockdiagramm zeigt, erfolgt die Steuerung teilweise als Folgesteuerung, was im Zuge der Boxenvorwahl V nur natürlich ist. Aber auch von der Steuereinheit VII für die Hauptwinde geht eine Folgesteuerung aus,und zwar diejenige für die Steuereinheit VIII der Rückholwinde und diejenige für die Einleitung eines Pendelschrittes des Fahrwerkes innerhalb einer Boxe.

Claims (7)

PatentansprUche

1. Verfahren zur automatischen Steuerung eines Schrappwerkes zum Heranschaffen von Material aus in Boxen befindlichen Vorräten in eine ZuteilMorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Boxen angeordnete Füllstandsanzeiger (19, I) die Füllstände der Boxen durch elektrische Schaltimpulse an eine Boxenvorwahl (V) melden, daß der Schrapper auf den Schaltimpuls "voll" der Boxe,hin, die der Schrapper soeben gefüllt hat, unter Steuerung durch die Boxenvorwahl in die nächste zu füllende Boxe gefahren wird und daß bei Erreichen dieser Boxe ein Boxenschalter (24JIII) anspricht, das Schrapperfahrwerk stillsetzt und den Schrappvorgang einleitet, der unter'Steuerung durch Endschalter (26,27,II) selbsttätig abläuft, bis die Boxe gefüllt ist und der Füllstandsanzeiger den Schaltimpuls "voll" abgibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Steuerung eines Schrappers mit von einem schwenkbaren Schrapperkopf betätigten, an einer mit dem Kopf schwenkbaren> mit am kopffernen Ende von einem Fahrwerk getragenen Brücke geführten Schrapperkübel innerhalb einer Boxe, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der oberen Endstellung durch den Schrapperkübel ein Hub-Endschalter (26) am Schrapperkppf (1) die Stillsetzung einer Hauptwinde (5) und die Einschaltung einer Rückholwinde (6) bewirkt, daß ein an einer den Kübel (12) an der Brücke (2) führenden Laufkatze (7) angebrachter Kipp-Endschalter betätigt wird, wenn der Kübel unmittelbar unter einer Rückholseilrolle (8) hängt (Schwenkstellung) und dadurch die Hauptwinde in Rückholrichtung laufen läßt, bis bei Erreichen eines gewünschten Abstandes,-der etwa der Höhe der Fahrwerkstütze (4) entspricht, zwischen dieser Stütze und dem Kübel ein am Schrapper kopf befindlicher Rückhol-Endschalter (27) anspricht, die Rückholwinde stillsetzt und ein Rückhol-Zeitrelais (34) einschaltet, R das nach-einstellbarer Zeit auch die Hauptwinde stillsetzt und ein Start-Zeitrelais ()5) einschaltet, das einstellbarer Zeit, wenn der Schrapperkübel die Ausgangsstellung erreicht hat, die Hauptwinde in Schrapprichtung wieder einschaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet1 daß ein am Schrapperkopf angebrachter Teilhub-Endschalter (35) nach Betätigung eines Umschalters (25) anstelle des Vollhub-Endschalters (26) wirksam wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt-Zeitrelais (36) den Schrapper während der Rückholung des Schrapperkübels in die Ausgangsstellung jeweils auf einen von der Steuereinheit'der Hauptwinde (5) abgegebenen Schaltimpuls hin um einen durch seine einstellbare Verzögerungszeit bestimmten Schritt schwenken läßt, und daß Begrenzungsschalter (31,32) ansprechen und die Umkehrung der Schwenkrichtung auslösen, sobald sich der Schrapper einer Trennwand (17) der Boxe bis auf einen Sicherheitsabstand genähert hat.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstandsmeldungen der Boxen in der Boxenvorwahl (V) für die Dauer der gemeldeten Zustände gespeichert werden und daß der Schaltimpuls "voll" der Boxe, in der der Schrapper gerade arbeitet, die Stillsetzung des Schrapperkübels (12) in der Schwenkstellung bewirkt und einen Schaltimpuls an die Steuereinheit (VI) des Fahrwerks (4,13,14) auslöst.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Boxen angeordnete Füllstandsanzeiger (18) bei Absinken des Füllstandes auf einen Minimalwert einen Schaltimpuls "leer' abgeben, der die UnterbPechung eines in einer anderen.Boxe ablaufenden Schrappvorganges und das sofortige Einfahren des Schrappers in die leere Boxe bewirkt.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Boxen zugeordneten Endschalter (24) auf einem Gestell (16) der Zuteilvorrichtung (15) teilkreisförmig um den Drehpunkt des Schrapperkopfes (1) angebracht sind und durch einen am Schrapperkopf befestigten Schaltnocken (29) betätigt werden, daß der Vollhzub-Endschalter (26), der Teilhub-Endschalter (33), und der Rüekhol-Endschalter (27) auf dem Schrapperkopf angebracht sind und von einem von der Hauptwinde (5) angetriebenen Untersetzungsgetriebe betätigt werden, und daß die Boxenvorwahl (V), Steuereinheiten für das Fahrwerk und das Hubwerk (VI bzw. VII, VIII) und die Zeitrelais in einem Steuerschrank (30) untergebracht sind.

L e e r s e i t e