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Längenmeßeinrichtung, in sbesondere für Metall-Strangguß Die Erfindung
betrifft eine Lällgenmeßeinrichtung für längs gestreckte Erzeugnisse, insbesondere
für Metall-Strangguß, mit einer Meßrolle oder einem Meßrad, die relativ zum Meßgut
bewegbar ist, und mit einer Stelleinrichtung, welche die Meßrolle mit dem Meßgut
in Berührung bringt und nach erfolgter Messung wieder in die Ausgangslage zurückzieht
oder abhebt, und mit einer Vergleichseinrichtung, welche die Stelleinrichtung mit
Steuerimpulsen versorgt und damit die Bewegungsvorgänge der Meßrolle steuert0 Zum
Messen von längs gestreckten Erzeugnissen und auch von Metall-Strangguß sind eine
Reihe von Meßeinrichtungen bekannt, bei denen
mit der Vergleichseinrichtung
eine Lichtschranke gekoppelt ist, welche die Ist-Werte des bewegten Meßgutes liefert
und beispielsweise einen Zähler einschaltet, welcher mit der Transportge schwindigkeit
des Meßgutes programmiert ist und so dessen durchlaufende Länge ermittelte Am Ende
des Meßgutes schaltet die Lichtschranke den Zähler wieder ab, der die gemessene
Länge anzeigt.
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Eine derartige Längenmeßeinrichtung ist aber für solche Betriebe
nicht gut zu benutzen, in welchen die Fotozelle und auch die Lichtquelle Verschmutzungen
ausgesetzt sind, wie dies besonders für Betriebe der Metallurgie zutrifft.
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In Strangguß-Betrieben kommt noch hinzu, daß die zu messenden Stränge
sehr hohe Temperaturen abstrahlen, die sich auch auf die Genauigkeit, vor allem
aber auf die Lebensdauer der Fotozellen negativ auswirken. Um mit Lichtschranken
arbeitende Meßeinrichtungen für Stranggußanlagen erfolgreich benutzbar zu machen,
müßten besondere Vorkehrungen, wie Reinigungsmöglichkeiten und Wärmeschutz für die
Lichtquelle und die Fotozelle vorgesehen werden, was aber eine derartige Meßeinrichtung
komplizieren
und verteuern würde. In den meisten Fällen ist auch für derartige Maßnahmen kein
Platz an den Transportanlagen vorhanden.
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Es sind auch-Längenmeßeinrichtungen bekannt, bei welchen die Meßrollen
mit Auflaufschaltern gesteuert werden. Derartige Schalter eignen sich für Längenmeßeinrichtungen
der inrede stehenden Art nicht. Zum einen nutzt sich der Auflaufkontakt, der als
Schleifkontakt ausgelegt ist, beim Gleiten auf dem heißen Meßgut auch dann relativ
schnell ab, wenn er aus einem abriebfesten und hitzebeständigen Material hergestellt
ist oder wenn er Gleitrolle dreht. Derartige Maßnahmen erhöhen nicht nur die Herstellungs-,
sondern auch die Betriebskosten der Meßeinrichtung. Zum andern kann mit einem Auflaufschalter
die Meßrolle auch nicht genau zu dem Zeitpunkt auf das Meßgut abgesenkt bzwQ an
das Meßgut angedrückt werden, wenn der Meßrollenumfang auf diesem aufsetzt bzw0
die senkrecht die Rollenmitte schneidende Linie der Meßrolle von der Vorderkante
des Meßgutes geschnitten wird, Das gleiche gilt auch für die Hinterkante des Meßgutes.
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Die Meßrolle setzt vieimehr erst nach einer Verzögerung auf dem
Meßgut
auf, die aus der Transportgeschwindigkeit des Meßgutes und dem Abstand der Meßrolle
vom Meßgut resultiert, Für die Ermittlung der tatsächlichen Meßgutlänge müssen auch
hier noch entsprechend vorprogrammierte Zählschaltungen vorgesehen werden Vor allem
aber ergeben sich am hinteren Ende des Meßgutes Schwierigkeiten dadurch, daß durch
die Verzögerung des Stellgliedes nicht verhindert werden kann, daß die Meßrolle
in die Transportebene des Meßgutes auf dem Rollenförderer rutscht. Dadurch treten
nicht nur Beschädigungen an der Meßrollenführung auf, sondern es tritt auch eine
Transportbehinderung ein und in manchen Fällen kann dadurch die Meßrolle sogar zerstört
oder abgerissen werden, wenn sie das vordere Stirnende des folgenden Meßgutes erfaßt,
Praktisch muß bei der Verwendung von Auflauf- und anderen mechanischAn Schaltern
die Transportgeschwindigkeit des Meßgutes mit der Verzögerung der Meßrollenstellglieder
kompensiert werden.
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Die Verwendung von bekannten induktiven oder kapazitiven Widerstandsgebern
für die Steuerung der Meßrollen-Stellglieder ist mit
den gleichen
Nachteilen behaftet. Auch mit ihnen läßt sich keine trägheit slo se Längenmessung
mit zustellbarer Meßrolle diee erreicnen, trotz mancner vorteile, weicne ueber nieten
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Längenmeßeinrichtung, insbesondere für
bewegtes Gut wie beispielsweise Metall-Strangguß, verfügbar zu machen, die ein genaues
Aufsetzen und Abheben der Meßrolle auf dem Meßgut-Vorder- und Hinterende gewährleistet.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die der Meßrolle
zugeordnete Vergleichseinrichtung einen Taster aufweist, der von derjenigen Seite
des Meßgutes aus arbeitet, auf der sich die Meßrolle befindet, und daß der Taster
mit der Meßrolle auf einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Meßgutes verlaufenden
Fluchtlinie oder zumindest in deren Bereich angeordnet ist.
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Nach einer Ausstattung der Erfindung ist der Taster vorzugsweise als
Widerstandsgeber ausgelegt, decan den Stirnenden
des Meßgutes Steuerimpulse
für die Stellglieder der Meßrolle zu den Zeitpunkten erzeugt, die deren genaue Anlegung
und Abhebung von den vorderen und hinteren Endkanten des Meßgutes gewährleisten.
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Der Taster kann auf dem Maschinenwagen verschiebbar angeordnet sein
und ist mit der Meßrolle zu einer Baueinheit verbunden. Nach einer weiteren Ausstattung
ist die Vergleichseinrichtung mit einem oder mehreren induktiven oder kapazitiven
Nähuungsschaltern ausgestattet, die jeweils mit zwei oder mehreren Regelkreisen
verbunden sind, um verschiedene Flächen- und Abstandsbereiche des Tasters und verschiedene
Genauigkeit sbereiche der Signal gabe berücksichtigen zu können.
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Die erfindungsgemäße Längenmeßvorrichtung ist gegenüber vergleichbaren
bekannten Meßeinrichtungen wesentlich betriebssicherer und liefert genauere Meßergebnisse.
Sie kann auch für berührungslose Meßverfahren ausgenutzt werden und ist relativ
einfach im Aufbau. Störungen durch Verschmutzung sind praktisch ausgeschlossen,
Die
Erfindung ist nachfolgend mit Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen beschrieben;
es zeigt: Fig0 1 eine Seitenansicht der Längenmeßeinrichtung mit dem Meßgut in Annäherungspo
sition; Fig. 2 einen Schnitt der Meßeinrichtung nach Fig.- 1; Fig.- 3 eine Seitenansicht
der Längenmeßeinrichtung nach Fig.- 1 mit auf dem Vorderende des Meßgutes abgesenkter
Meßrolle; Fig. 4 eine Seitenansicht der Längenmeßeinrichtung nach. Fig. 1 mit auf
dem Hinterende des Meßgutes ruhender Meßrolle; Fig. 5 eine Seitenansicht der Längenmeßeinrichtung
nach Fig, 1 mit vom Hinterende des Meßgutes abgehobener Meßrolle; Fig. 6 die Blockschaltung
der Vergleichseinrichtung0
Die Fig. 1, 3, 4 und 5 zeigen Seilenansichten
der Längenmeßeinrichtung bzw. der Halterung und Führung der Meßrolle 1o Die Fig.
2 zeigt im Schnitt die Längenmeßeinrichtung der Fig.- 1.
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Es ist aus dieser Figur deutlich zu erkennen, daß die Meßrolle 1 von
dem U-förmigen Bügel 2 getragen wird, in dessen Schenkeln ihre Welle Ib gelagert
ist.
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Der die Meßrolle 1 tragende Bügel 2 ist mit seinem Steg an einem Ende
des Gleitstücks 3 befestigt, das verschiebbar in der Führung 4 gehalten wird, welche
auf geeignete Weise mit einem ortsfesten Maschinenteil, beispielsweise am Rollengang,
verbunden ist, auf dem das Meßgut 10 transportiert wird.
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Mit seinem anderen Ende ist das Gleitstück 3 bei 6a an der Kolbenstange
6 des Kolbens 5 angelenkt, der in dem Zylinder 5a verschiebbar ist. Die Verschiebung
des Kolbens 5 erfolgt mit einem Druckmittel, das in die Enden des Zylinders 5a auf
nichtdargestellte geeignete Weise zugeführt wird.
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Wie Fig. 2 weiter zeigt, ist an dem Bügel 2 der Meßrolle 1 parallel
zu deren Welle lb ein Tragarm 8 befestigt, welcher
den Taster 9
und die Steuerschaltung 7 trägt. Der Taster 9 ist ein Teil der Vergleichseinrichtung
15, 16; 17, 18 und 19, die mit einer nur angedeuteten Stelleinrichtung die Regeleinrichtung
bildet, die in dieser Beschreibung auch Steuerschaltung genannt wird. Der Taster
9 selbst ist ein induktiver oder kapazitiver Widerstandsgeber mit Flächen- oder
Abstandsänderung zur genauen Einstellung des Zeitpunkts der Signalgebung, Wie Fig.
6 zeigt, ist der Taster 9 mit dem Oszillator 19 verbunden, der seinerseits auf der
einen Seite mit den beiden Schwingkreisen 15 und 16 und auf der anderen mit den
beiden Schwingkreisen 17 und 18 verbunden ist. Die Schwingkreise 16 und 18 steuern
die Relais Re 1 und Re 2 der nichtdargestellten Stelleinrichtung für die Zuführung
des Druckmittels zum Zylinder 5a. In einem ersten Ausführungsbeispiel wird dem Schwingkreis
15 ein Schwellwert aufgeprägt, der einer Meßwertaufnahme des im Taster 9 angeordneten
Gebers entspricht, wenn dieser zur Hälfte A sich über dem Metall-Strangguß-Meßgut
befindet In diesem Fall erfolgt über den Oszillator 19 durch den Geber 9
eine
Verstimmung der beiden Schwingkreise 15 und 16 als deren Folge das Relais Re 1 erregt
wird, daß ein Stromkreis in der Steuerung der Druckmittelzufuhr auf die Kolbenfläche
5b schließt, so daß über die Kolbenstange 6 das Gleitstück 3 die Meßrolle 1 auf
das Meßgut 10 zustellt (Fig, 3). Die Meßrolle 1 setzt auf dem Meßgut 10 auf, und
der Meßvorgang beginnt dadurch, daß die Meßrolle mit dem bewegten Meßgut gedreht
wird. Am Ende des Meßgutstranges 10 deckt, wie Fig. 4 zeigt, die Geberfläche des
Tasters wieder nur mit einer Hälfte bis zur Linie A das Meßgut 10 ab und es erfolgt
nun wieder eine Ausgleichung der Schwingkreise 15 und 16, in deren Folge das Relais
Re 1 abfällt und das nichtgezeigte Stellglied des Zylinders 5a umschaltet. Die Druckmittelzufuhr
erfolgt nun auf die Kolbenfläche 5c des Kolbens 5, so daß die Meßrolle 1 mit ihrem
Gleitstück von dem Meßgut 10 abgehoben wird und nicht in die Transportebene abgleiten
kann. Dabei ist zu bemerken, daß der Taster 9 bzw-ç- seine Geberfläche auch im eingefahrenen
Zustand der Meßrolle 1 von dem Meßgut 10 beeinflußt wird.
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Um die Enden des Meßgutes mit größter Genauigkeit zu erfassen, ist
nach einem weiteren Ausführungsbeispiel die Steuerschaltung 7
mit
einer zweiten Schwingkreisanordnung 17, 18 versehen.
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Die zweite Schwingkreisanordnung wird für genaue Messungen dadurch
programmiert, daß ihr Schwellwerte aufgeprägt werden, die unter Berücksichtigung
von M eßgutge schwindigkeit und Abstand von der Geberfläche eine vorzeitige Ansteuerung
des Stellgliedes auslösen, so daß der Umfang der Meßrolle 1 genau auf das Vorderende
bzw.- auf die Vorderkante 10a des Meßgutes aufsetzt. Die Geberfläche ist diesem
Schwellwert angepaßt, d.h. sie löst eine Erregung des Relais Re 2 aus, wenn beispielsweise
ein Viertel ihrer Länge das Meßgut 10 bedeckt. Desgleichen fällt das Relais Re2
ab, wenn das Hinterende des Meßgutes noch mit einem Viertel der Geberflächenlänge
verdeckt ist.
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Um beide Meßanordnungen in der Steuerschaltung 7 des Tasters 9 verwenden
zu können, kann mit Hilfe einer elektrischen Steuerung je nach Ausgangsstellung
der Meßrolle festgelegt werden, welche der Schwingkreisanordnungen 15, 16 oder 17,
18 und welcher Relais-Ausgang Re 1 oder Re 2 benutzt werden soll"-
Die
elektrische Steuereinrichtung kann in diesem Fall auch für die Änderung der Geberfläche
vorgesehen werden bzw.-diese den vorgesehenen Schwellwerten anpassen, wenn eine
solche Möglichkeit not wenig ist.