DE2164332B2 - Regelvorrichtung zur Längung eines Strangabschnittes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zur Längung eines Strangabschnittes auf eine Sollänge, insbesondere eines Rohrheizkörpers mit elektrischer Heizwendel und Füllmasse im Innern, mit Walzen oder Hämmern, mit einer Längenmeßeinrichtung, die die Länge des Strangabschnittes vor dar Zuführung zu den Walzen mißt, einer zweiten, den Walzen zugeordneten Längenmeßeinrichtung und mit einer Steuerschaltung für die Walzen.

Aus der DE-PS 12 88 546 ist eine Regelvorrichtung bekannt, mit der Längentoleranzen von Walzgutstücken

ίο so weit verringert werden sollen, daß nur Walzgutstükke einer vorgegebenen Länge innerhalb eines Toleranzbereichs aus den Walzen austreten, wobei der Fertigquerschnitt die noch zulässigen Querschnittsabweichungen nicht übersteigen darf. Es sollen damit Walzgutfertiglängen erhalten werden, die durch entsprechende Steuerung des Schnittprogramms einer nachgeschalteten Säge restendenarm unterteilt werden können. Es wird hierfür die Sollauslaufgeschwindigkeit des Walzgutstranges in Abhängigkeit von der Einzugsgeschwindigkeit, der Walzgutlänge und der Sollänge errechnet. Diesem errechneten Wert wird die tatsächliche Auslaufgeschwindigkeit des Stranges nachgeführt. Hierzu wird der wirksame Abstand eines Walzenpaares verstellt. Die Regelvorrichtung arbeitet so, daß ein Walzgutstrang, dessen Länge kürzer als das Vielfache einer endgültigen Sollänge ist, auf einen kleineren Querschnitt ausgewalzt wird als ein Strang, der weniger von einem Vielfachen der Sollänge abweicht. Ein auf Millimeter genaues Einhalten einer Sollänge ist mit dieser Regelung nicht angestrebt und auch nicht zu erreichen. Es kommt mehr darauf an, daß der Querschnitt des ausgewalzten Stranges möglichst gleichmäßig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der sich ein Strangabschnitt, insbesondere ein Rohrheizkörper längengenau auswalzen läßt, wobei es wenig auf einen gleichmäßigen Querschnitt ankommt und die Querschnittsverläufe verschiedener Strangabschnitte ungleich sein können.

Erfindungsgemäß wird obige Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Speichereinrichtung die Differenz zwischen Sollänge und Unterlänge gespeichert wird, daß die Steuerschaltung nach dem Einfahren eines Strangabschnittes die Walzen auf eine bestimmte, konstante Zustellung bringt, daß die zweite Längenmeßeinrichtung die nach den Walzen jeweils erreichte Längung ermittelt und daß die Steuerschaltung die Walzen öffnet, sobald die erreichte Längung mit der Differenz zwischen Sollwert und Unterlänge übereinstimmt.

Die besonderen Vorteile der Erfindung zeigen sich bei der Längung elektrischer Rohrheizkörper. Die Regelvorrichtung gestattet ein gegenüber dem Stand der Technik wirtschaftliches Längen solcher Heizkörper. Außerdem ist durch die Erfindung vermieden, daß sich das im Innern des Rohrheizkörpers vorverdichtete Isoliermaterial durch den Längungsvorgang auflockert und damit inhomogen wird. Bei einer Längung nach dem Stand der Technik tritt eine derartige unterschiedliche Auflockerung des Isoliermaterials regelmäßig auf.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Regelvorrichtung gleichzeitig eine Tolerenzüberwachung auf. Es mißt hierfür die zweite Längenmeßeinrichtung die absolute Länge des gelängten Strangabschnittes und es wird diese Länge in einer Vergleichsschaltung mit der Sollänge verglichen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 3. Dabei ist mit einem baulich

und räumlich kleinen Geräteaufwand eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und eine schonend gleichmä-Rge Behandlung der Strangabschnitte erreicht. Die Näherungsschalter vermeiden Schlupf- und Nachlauffehler der Drehgeber.

Eine Weiterbildung der erfindungsgeiiiäßen Regelvorrichtung zeichnet sich durch mehrere elektronische Speichereinrichtungen aus, die zur Aufnahme jeweils verschiedener Soll-Ist-Differenzwerte von zu behandelnden Strangabschnitten verschiedener Grund- bzw. Normlängen dienen. Es ist damit möglich, Strangabschnitte verschiedener Grund- bzw. Normlängen kontinuierlich nacheinander zu bearbeiten.

Ferner ist eine Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die sich auszeichnet durch jeweils im Bereich des Meßrades und des ihm zugeordneten Gegenrades angeordnete, außer in Längsachsrichtung des Strangabschnittes fliegend gelagerte Werkstückführung mit dem Querschnitt der zu behandelnden Strangabschnitte angepaßter Führungsbohrung oder -ausnehmung, wobei die dem Drehgeber zugeordneten Näherungsschalter in der Werkstückführung selbst fixiert angebracht sind. Diese Ausbildung ermöglicht eine präzise Führung der zu bearbeitenden Strangabschniue und ein gleichmäßig genaues Schalten der Näherungsschalter.

Damit ergibt sich eine genaue Messung, ohne daß Klemmerscheinungen oder starker Verschleiß am Werkstückführungssystem auftreten können, da dessen Teile in einem gewissen, vorbestimmten Rahmen ausweichen können. Eine mechanische Überbestimmung des Werkstückführungssystems tritt nicht auf.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der Zeichnung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 als Schema die anmeldungsgemäße Regelvorrichtung im Zusammenhang mit der Bearbeitung von elektrischen Rohrheizkörpern.

Fig. 2 den Aufbau und die Anordnung der fliegend gelagerten Werkstückführung im Bereich des Meßrades.

Die Strangabschnitte darstellenden Rohrheizkörper i in der Fig. 1 sind bereits montiert, d.h., sie enthalten den zentrierten Heizdraht, sind mit Isoliermasse gefüllt, vorverdichtet und mit einem nur sinnbildlich gezeigten Walzwerk 2 unter Rohrdurchmesserverringerung der sogenannten Sollverdichtung unterworfen worden. Sie laufen nun in die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ein. Der Transport erfolgt dabei automatisch, zum Beispiel über Transportrollen oder andere bekannte, nicht zeichnerisch dargestellte Einrichtungen.

Ein durchlaufender Rohrheizkörper 1 erreicht zunächst den inkrementalen Drehgeber 3, welcher mit Meßrad 4 und zugehörigem Gegenrad 5 (Fig. 2) ausgestattet ist. Der inkrementale Drehgeber selbst ist ein elektronisch ausgestatteter Analog-Digital-Wandler. Wird seine Geberwelle gedreht, so erzeugt er elektrische Signale in Form von Rechteckimpulsfolgen. Die Anzahl der erzeugten Impulse stellt dabei ein Maß für den Drehwinkel und — indirekt — für lineare Verschiebungen dar. Auf den Aufbau diese Drehgeber, zum Beispiel die fotoelektrische Abtastung einer kreisförmigen Glasscheibe (Impulsscheibe) mit Radialgitterteilung wird im einzelnen nicht näher eingegangen, da er bekannt ist. Ein durchlaufender Strangabschnitt, hier also ein Rohrheizkörper 1, bewegt das als Übertragungglied für den eigentlichen Drehgeber dienende Meßrad 4 desselben.

Im bestimmten Abstand vor und nach dem Meßrad 4 sind Näherungsschalter 6, 7 eingebaut- Diese sind als induktiv wirkende (kraftwirkungsfrei und berührungslos arbeitende) Schalter gestaltet, mit einem elektronischen Teil versehen und im übrigen an sich bekannt.

Nach Überfahren beider Näherungsschalter 6, 7 wird durch Näherungschalter 6 der Drehgeber 3 eingeschaltet. Näherungsschalter 7 schaltet dann bei Passieren des Rohrheizkörperendes den Drehgeber 3 später wieder aus. Die Abstände 8, 9 der Schalter vom Meßrad

ίο betragen hier 50 und 20 mm. Sie werden zur Vermeidung von Schlupf- und Nachlauffehlern beim Messen durch das Meßrad vorgesehen und entsprechend groß gewählt Bei eingeschaltetem Drehgeber aber, d. h. also auch bei schlupffrei laufendem Meßrad desselben, erfolgt die Längenmessung des Rohrheizkörpers 1 durch Zählung der Drehgeberimpulse. Mit dem Sollwertgeber 10 wird der Sollwert der Länge (bis auf fünfstellige Auflösung) eingegeben. Die erwähnten Abstände 8, 9 werden als feste Werte in die Messung vorprogrammiert. Die Elektronik ermittelt die Differenz Sollwert-Istwert und speichert diese Differenz in elektronischen Speichereinrichtungen 11 (Fig. 1). Es können im Beispiel auch mehrere Rohrheizkörper mit verschiedenen kürzeren Normlängen hintereinander in die Anlage kontinuierlich eingebracht werden, da zur Speicherung der obengenannten Differenz vier Speichereinrichtungen 11, mit zugehörigen Schaltern Ha vorgesehen sind; der Sollwertgeber 10 dient dabei auch der automatischen Speicherwahl.

3ü Ist die ermittelte Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert — hier zum Beispiel 1 mm — so wird der bisher zu kurze Rohrheizkörper gewalzt und damit gelängt. Der Walzvorgang findet zwischen den Walzen 12 statt, die zum Beispiel als Dreiwalzensatz mit

j5 um 120° zueinander versetzten, und zwar einer festliegenden und zwei konzentrisch zustellbaren Walzen ausgeführt sind. (In der Zeichnung ist das Walzwerk nur symbolisch dargestellt). Der Rohrheizkörper 1 läuft in die offenen Walzen 12 ein. Nach

AO anschließendem Überfahren auch hier wieder in Abständen 8,9 vom Meßrad eines weiteren Drehgebers 16 angeordneter Näherungsschalter 13, 14 werden die Walzen zugestellt und gleichzeitig die Drehgeber 15 und 16 aufgeschaltet. Da der Walzvorgang den Rohrheizkörper streckt, liefert der Drehgeber 16 mehr Impulse als ein dritter, unmittelbar vor den Walzen 12 angeordneter Drehgeber 15. Diese Differenz wird wiederum durch die Elektronik ermittelt und mit dem vorher ermittelten und gespeicherten Differenzwert

so laufend verglichen (Fig. 1). Bei Übereinstimmung beider Differenzwerte veranlaßt die elektronische Steuerung die schlagartige öffnung der Walzen 12. Zur Unterstützung dieser schnellen öffnung (und auch Zustellung) sind die mechanischen Zustellmittel der Walzen weitgehend trägheitsfrei ausgebildet und angeordnet, so daß tatsächlich nur Zehntelsekunden nach dem jeweiligen Schaltbefehl vergehen, bis die Walzen zur Zustellung oder Ablösung gelangen.

Der Drehgeber 16 läuft nun automatisch noch weiter

bo bis zur Abschaltung durch Passieren des Rohrendes am Näherungsschalter 13 und vergleicht die absolute Rohrheizkörperlänge mit dem angegebenen Sollwert. Dies dient der Toleranzüberwachung der bearbeiteten Teile. Durch vorgesehene, bekannte Signaleinrichtun-

b5 gen 17 wird eine Toleranzüberschreitung aufgezeigt und gleichzeitig in solchem Fall ein potentialfreier Kontakt betätigt. Durch das in F i g. 1 gezeigte Schema werden auch die Zusammenhänge der beschriebenen elektroni-

sehen Zähl-, Speicher- und Steuerungsvorgänge versinnbildlicht. Dazu dienen u. a. die entsprechend bezeichneten Ansteuerungsteile. Mit 19 ist in diesem Zusammenhang eine als Differenzzähler zu bezeichnende elektronische Steuerschaltung markiert; 20; 21 sind als Rückwärtszähler zu bezeichnende Speichereinrichtungen bzw. Vergleichsschaltung.

Um eine präzise Führung der zu bearbeitenden Teile, d.h. hier des Rohrheizkörpers und ein gleichmäßig genaues Schalten der Näherungsschalter — damit aber wiederum eine genaue Messung durch die Meßräder — zu erreichen, ohne daß Klemmerscheinungen oder starker Verschleiß am Führungssystem auftreten können, ist eine Werkstückführung 22 im Bereich des Meßrades 4 und des ihm zugeordneten Gegenrades 5 angeordnet und fliegend gelagert, wie dies F i g. 2 zeigt, d. h. es sind auf einer Grundplatte 25 Stifte 23 mit diesen zugeordneten Sicherungsringen vorgesehen, welche zwar eine Verschiebung einer mit einer Führungsbohrung 24 zur Aufnahme des Rohrheizkörpers bestimmter Werkstückführung 22 in Hochachs- und Querachsrichtung (hier um ±0,2 mm bzw. ±0,5 mm) ermöglichen, nicht jedoch eine Verschiebung der Werkstückführung in Längsachsrichtung des Werkstücks (Meßrichtung), in der die Lagerung praktisch spielfrei (Toleranz ±0,01 mm) ist. Die Lage des Meßobjektes, also hier des Rohrheizkörpers 1, wird vom Meßrad 4 und Gegenrad 5 jeweils bestimmt. Die im übrigen aus Kunststoff gefertigte Werkstückführung kann bei auftretendem Druck in den vorbestimmten Grenzen ausweichen. Wichtig ist dabei, daß die Näherungsschalter — im Beispiel der F i g. 2 die Näherungsschalter 6, 7 — genau fixiert in der Führung selbst angebracht sind. Pfeil A bezeichnet in F i g. 2 die Laufrichtung und Längsachsrichtung der Werkstücke (Rohrheizkörper); 24 ist die dem Außendurchmesser der Rohrheizkörper angepaßte Führungsbohrung der Werkstückführung 22.

Ein wie beschrieben fertig auf Sollmaß gelängter Rohrheizkörper 1 weist einen gleichmäßig, zum Beispiel um einige Zehntelmillimeter kleineren Außendurchmesser in einem, mit einem Anfang und Ende von den Rohrheizkörperenden jeweils entfernten Längenbereich auf, als der Durchmesser in den nicht zu diesem Bereich gehörenden Endabschnitte des Rohrheizkörpers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Regelvorrichtung zur Längung eines Strangabschnittes auf eine Sollänge, insbesondere eines Rohrheizkörpers mit elektrischer Heizwendel und Füllmasse im Innern, mit Walzen oder Hämmern, mit einer Längenmeßeinrichtung, die die Länge des Strangabschnitts vor der Zuführung zu den Walzen mißt, einer zweiten, den Walzen zugeordneten Längenmeßeinrichtung und mit einer Steuerschaltung für die Walzen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Speichereinrichtung (20, 11) die Differenz zwischen Soilänge und Unterlänge gespeichert wird, daß die Steuerschaltung (19) nach dem Einfahren eines Strangabschnitts die Walzen (12) auf eine bestimmte, konstante Zustellung bringt, daß die zweite Längenmeßeinrichtung (15, 16) die nach den Walzen (12) jaweils erreichte Längung ermittelt und daß die Steuerschaltung (19) die Walzen (12) öffnet, sobald die erreichte Längung mit der Differenz zwischen Sollwert und Unterlänge übereinstimmt.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Längenmeßeinrichtung (16) die absolute Länge des gelängten Strangabschnitts mißt und diese Länge in einer Vergleichsschaltung (21) mit der Sollänge verglichen wird.

3: Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Längenmeßeinrichtung von einem inkrementalen Drehgeber (3) mit einem vom Strangabschnitt drehbaren Meßrad (4) gebildet ist, wobei die Impulse des Drehgebers (3) über einen Zähler laufen und daß in wählbar bestimmtem Abstand vor und hinter dem Meßrad (4) des Drehgebers (3) je ein vom Strangabschnitt betätigbarer Näherungsschalter (7, 6) vorgesehen ist, der den Drehgeber (3) ein- bzw. ausschaltet, daß vor und hinter dem Meßrad (4) eines hinter den Walzen (12) angeordneten Drehgebers (16) der zweiten Längenmeßeinrichtung zwei weitere in wählbar bestimmtem Abstand angebrachte Näherungsschalter (13, 14) vorgesehen sind, die die vor und hinter den Walzen (12) liegenden Drehgeber (15, 16) aus- bzw. einschalten, wobei der eine Näherungsschalter (13) zugleich die Zustellung der Walzen (12) zum Strangabschnitt einschaltet.

4. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere elektronische Speichereinrichtungen (11), die zur Aufnahme jeweils verschiedener Soll-Ist-Längendifferenzwerte von zu behandelnden Strangabschnitten verschiedener Grund-(Norm)Längen dienen.

5. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch jeweils im Bereich des Meßrades (4) und des ihm zugeordneten Gegenrades (5) angeordnete, außer in Längsrichtung des Strangabschnittes fliegend gelagerte Werkstückführung (22) mit dem Querschnitt der zu behandelnden Strangabschnitte angepaßter Führungsbohrung (24) oder -ausnehmung, wobei die dem Drehgeber zugeordneten Näherungsschalter in der Werkstückführung (22) selbst fixiert angebracht sind.