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Einrichtung zum Ermitteln von Fehlern an einem: Gegenstand, wie einer
Bramme oder Zaggel Die Erfindung betrifft eine Einrichtung bzw. ein Geråt zum automatischen
Ermitteln und Beseitigen bzw. Ausschalten von Fehlern oder Gußblasen auf oder in
der Oberfläche eines Gegenstandes, wie einer Eisen- odCr Stahlplatte, die allgemein
die Bramme genannt wird, oder an einer Eisen- oder Stahlatange bzw. -schiene, welche
allgemein die Zaggel genannt wird und einen quadra-tiscllen oder rechteckigen Querschnitt
besitzt.
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Die Ermittlung und die nachfolgende Beseitigung bzw. Ausschaltung
von Fehlern oder Gußblasen in Brammen oder Zaggeln ist wichtig fr die Qualitätskontrolle
der Eisen- und Stahlprodukte. Es sind verschiedene Verfahren zum Ermitteln und Entfernen
derartiger
Fehler vom Material bekannt, von denen die meisten manuell durch Arbeiter ausgeführt
werden. Das bedeutet, daß diese Arbeiter die Oberfläche der Bramme oder der Zaggel
visuell inspizieren und eine Markierung an jedem Fehler anbringen, den sie auf der
Oberfläche des Prüflings ermittelt haben, und dann bringen die Arbeiter manuell
ein tragbares Schleifgerät auf den markierten Defekt zur Einwirkung, um ihn von
der Oberfläche der Bramme oder Zaggel we.gzuschleifen.
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Die bekannten Verfahren weisen Jedoch viele Schwierigkeiten auf. Eine
dieser Schwierigkeiten besteht darin, daß die Arbeitsleistung sehr niedrig ist.
Das liegt daran, daß die Ermittlung und die nachfolgende Entfernung der Fehler getrennt
mit dem Auge und von Hand durch den jeweiligen Arbeiter erfolgen.
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Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Genauigkeit der
Ermittlung von Fehlern und die Beseitigung der Fehler sehr niedrig ist. Die Genauigkeit,
mit welcher die Ermittlung durchgefUlrt wird, hängt von der Leistungsfähigkeit des
Auges und der Erfahrung des Arbeiters ab, so daß sie infolgedessen bei verschiedenen
Arbeitern unterschiedlich ist. Es ist mit dem bloßen Auge nur möglich, lediglich
solche Gußblasen zu ermitteln, die in der Oberfläche der Bramme vorhanden sind,
man kann jedoch damit nicht dieJenigen Gußblasen feststellen, die unter der Oberfläche
des Prüflinge verborgen sind. Die Genauigkeit,
mit welcher die Beseitigung
der ermittelten Gußblasen ausgeführt wird, variiert ebenfalls bei verschiedenen
Arbeitern, die unterschiedliche Grade von Erfahrung, Geschick, Ubung o. dgl. besitzen,
was zum Ergebnis hat, daß die Qualität des fertiggestellten Produkts ungewiß wird.
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Eine dritte Schwierigkeit ist die physische und geistige Ermündung
der Arbeiter. Die visuelle Inspektion bewirkt eine ernsthafte Ermüdung des Auges
des Arbeiters. Selbst wenn ein Gußblasendetektor benutzt wird, hat die manuelle
Tätigkeit eines Schleifers zur Entfernung der Gußblasen eine-starke physische Ermüdung
des Arbeiters zur Folge. Darüber hinaus sind die Eisenteilchen oder der von der
Bramme oder der Zaggel abgeschliffene Staub nachteilig für die Atmungsorgane des
Arbeiters.
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Demgemäß soll mit der Erfindung eine Einrichtung zum Ermitteln von
Fehlern oder Gußblasen auf bzw. an Brammen, Zaggeln o. dgl.
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und zur Beseitigung der Gußblasen geschaffen werden, in welcher die
Ermittlung und die nachfolgende Beseitigung von Gußblasen automatisiert sind, so
daß die oben genannten Schwierigkeiten der Verfahren nach dem Stande der Technik
vollständig beseitigt bzw. gelöst sind. Die Einrichtung bzw. das Gerät nach der
Erfindung ist mit einem Fehler- bzw. Gußblasendetektor und mit einem Fehler- bzw.
Gußblasenentferner oder einer Schleifmaschine versehen, die so angeordnet sind,
daß bei Ermittlung eines
Fehlers bzw. einer Gußblase auf bzw. am
untersuchten Gegenstand von dem Detektor ein Detektorsignal erzeugt wird, welches
die Entfernungs- bzw. Beseitigungseinrichtung steuert, so daß diese den ermittelten
Fehler bzw. die ermittelte Gußblase beseitigt.
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Weiterhin soll mit der Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden,
in welcher der Detektor und die Schleifeinrichtung gleichzeitig arbeiten, so daß
die Ermittlung von Gußblasen bzw. Fehlern und deren Beseitigung automatisch parallel
und kontinuierlich durchgeführt werden, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit und -leistung
verbessert werden.
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Schließlich soll mit der Erfindung eine vorerwähnte Einrichtung zur
Verfügung gestellt werden, in welcher der Detektor die Oberfläche des zu untersuchenden
Gegenstandes abtastet und in welcher die Beseitigungseinrichtung dem Abtastort des
Detektors in einem vorbestimmten Abstand dahinter auf dem Abtastort folgt, so daß
eine genaue Beseitigung der Gußblase bzw. des Fehlers möglich ist, die bzw. der
durch den Detektor ermittelt wurde.
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Endlich wird mit der Erfindung eine Einrichtung der vorerwähnten Art
vorgeschlagen, in welcher der Detektor einen Detektorkopf besitzt, der so ausgebildet
bzw. angeordnet ist, daß ein dichter und genauer Kontakt zwischen dem Detektorkopf
und der zu prüfenden Oberfläche unabhängig von der Unregelmäßigkeit oder Unebenheit
der Oberfläche sichergestellt wird, wodurch die Genauigkeit
der
Ermittlung von Gußblasen bzw. Fehlern auf bzw. in der Oberfläche verbessert wird.
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Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Einrichtung bzw.
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ein Gerät zum automatischen Ei mitteln und Beseitigen von Gußblasen
(sowie auch von anderen Fehlern wie Gußnarben, Rissen, Sprüngen o. dgl.) auf bzw.
an Brammen oder Zaggeln geschaffen, die bzw. das einen Gußblasen- bzw. Fehlerdetektor
und eine SchleiFeinrichtung aufweist, welche beide auf einem gemeinsamen Laufwerk,
beispielsweise einem Wagen, Schlitten o. dgl., montiert sind, wobei das Laufwerk
längsse-its der zu untersuchenden Bramme oder Zaggel hin- und herbewegbar ist. Der
Detektor und die Schleifeinrichtung sind relativ zum Laufwerk und infolgedessen
zu deren zu untersuchtnden Gegenstand bewegbar, so daß dann, wenn das LauJ k hi.l-
und herläuft, durch den Detektor die Oberfläche der Bramme oder Zaggel abgetastet
wird, wobei die wird, wobeiSchleifeinrichtung dem Abtastort bzw. -weg des Detektors
in einem vorbestimmten Abstand hinter demselben auf der Abtastlinie folgt und bereit
ist, die Gußblase bzw; den Fehler, welcher bzw. welche durch den Detektor festgestellt
worden ist, zu be-Beseitigen.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß im Rahmen der
Beschreibung und Ansprüche der Begriff ~Gußblase" zwar vorzugsweise für die eigentlichen
Gußblasen Verwendung findet, darunter aber auch im weiteren Sinne, soweit es für
die Erfindung
sinnvoll ist, auch andere Fehler, wie beispielsweise
Gußnarben, Risse, Sprünge o. dgl. verstanden werden können, auch wenn das an der
jeweiligen Stelle nicht zusätzlich erwähnt ist; weiterhin sei darauf hingewiesen,
daß mit den Begriffen '@Bramme" oder "Zaggel" zwar vorzugsweise die damit charakterisierten
Gegenstände gemeint sind, daß aber darunter auch jegliche, im Sinne der Erfindung
geeigneten Prüflinge erfaßt sein sollen, auch wenn das an der Jeweiligen Stelle
nicht besonders gesagt ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Figuren der Zeichnung
im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter AusführungsbeispieLe näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Aufsicht von oben, welche die allgemeine Auslegung
einer erfindungsgemäßen Einrichtung veranschaulicht; Fig. ;? zeigt eine der Fig.
1 entsprechende Ansic. Lß welche den Aufbau der Einrichtung in weiteren Einzelheiten
veranschaulicht; Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Teilkomponente einer eriindungsgemäßen
Einrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Geräts;
Fig. 4 zeigt eine
Seitenansicht einer gemäß der Erfindung aufgebauten Maschine; Fig. 5a, 5b und 5c
zeigen eine Vorder- bzw. Schnitt-bzw. Bodenansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Detektorkopfes, wie er in der erfindungsgemäßen Einrichtung Anwendung finden kann;
und Fig. 6 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. , jedoch von einer anderen Ausführungsform
der Erfindung.
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Grob gesagt ist die Einrichtung nach der Erfindung mit einem Gußblasendetektor
und einer Gußblasenbeseitigungseinrichtung ausgerüstet, die beide auf einem gemeinsamen
Laufwerk angebracht sind, das längsseits der Länge eines zu untersuchenden Gegenstandes
hin- und herbewegbar ist. Der Detektor-und die Beseitigungseinrichtung sind relativ
zum Laufwerk und infolgedessen relativ zu dem zu untersuchenden Gegenstand bewegbar,
so daß dann, wenn das Laufwerk hin- und herläuft, durch den Detektor die Oberfläche
des Gegenstandes abgetastet wird, wobei die Beseitigungseinrichtung dem Abtastort
bzw. -weg des Detektors in einem vorbestimmten Abstand hinter demselben auf der
Abtastlinie folgt und bereit ist, die durch den Detektor ermittelte Gußblase zu
beseitigen.
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Es sei nun im einzelnen auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen,
und zwar zunächst auf Fig. 1, in der eine Bramme 1 dargestellt ist, deren Fehler
oder Gußblasen festgestellt und beseitigt werden sollen. Die Bramme ist beispielsweise
1 m breit, 15 cm dick und 10 m lang und in ihrer Lage mittels einer geeigneten bekannten
Einrichtung, die nicht dargestellt ist, ortsfest gelagert bzw. gehaltert, während
die erfindungsgemäße Maschine in der nachstehenden näher erläuterten Weise arbeitet.
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Längsseits der Bramme ist ein Laufwerk 2 auf einem Paar Schienen 3
hin- und herbewegbar. Ein Detektorkopf H wird von dem Laufwerk 2 mittels eines Haltearms
5 getragen, während eine Schleifeinrichtung G mittels eines Haltearms 6 getragen
wird.
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Ein Mechanismus 4 bewegt sowohl den Detektorkopf H als auch die Schleifeinrichtung
G über die obere Oberfläche der Bramme in Querrichtung derselben. Der Mechanismus
4 weist eine Antriebsschraube - bzw. Gewindestange, einen hydraulischen oder pneumatischen
Antrieb, eine Spindellenkung oder einen Nocken-und Nockensteuerkurven-Mechanismus
etc. auf.
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Die Haltearme 5 und 6 werden gleichzeitig über die Bramme bewegt,
wobei ein vorbestimmter festgelegter Abstand d zwischen dem Detektorkopf H und der
Schleifeinrichtung G aufrechterhalten wird. Da sich das Laufwerk längsseits der
Bramme bewegt, werden Detektorkopf und Schleifeinrichtung längs der Bramme über
dieselbe bewegt.
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Der Mechanismus 4 arbeitet in Verbindung mit der Hin- und Herbewegung
des Laufwerks 2 in einer solchen Weise, daß dann, wenn das Laufwerk seinen Laufweg
von dem einen zum entgegengesetzten Ende der Bramme längsseits derselben beendet
hat, der Detektorkopf H und die Schleifeinrichtung G um eine vorbestimmte Abstands
stufe e relativ zur Bramme verschoben werden.
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Bei dieser Anordnung ist der Detektorkopf H in der Lage, den gesamten
Oberflächenbereich der Bramme längs eines Ortes bzw.
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Weges abzutasten, der durch ile gestrichelte bzw. strichpunktierte
Linie in Fig. 1 bezeichnet ist.
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Es se.i angenommen, daß der Abstand d gleich dem Doppelten der Abstandsstufe
e ist, was heißt, daß d = 2e. Wenn der Detektorkopf H nun auf der dritten Abtastlinie
53 von einer Querseite der Bramme (die obere Seite derselben in der Darstellung
der Fig. 1) ist, dann tastet die Schleifeinrichtung G die erste Linie S1 ab.
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Der Abstand d kann Null sein, was bedeutet, daß die Haltearine 5 und
6 die gleiche Länge haken, so daß der Detektorkopf H und die Schlpp fi;#.richtung
G nebeneinander auf ein und derselben Abtastlinie angeordnet sein können. Die Abstandsstufe
e wird in Übereinstimmung mit der erforderlichen Gußblasenermittlangsbreite bestimmt.
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In dem dargeführten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Detektorkopf
H und der Schleifeinrichtung G eine Verzögerung vorhanden, die der Zeit entspricht,
welche für eine Hin- und Herbewegung des Laufwerks längs der Länge der Bramme 1
erforderlich ist. Mit anderen Worten bedeutet das, daß die Schleifeinrichtung hinter
dem Detektorkopf auf dem Abtastort bzw -weg um einen Abstand hinterherläuft, welcher
einer Hin- und Herbewegung des Laufwerks längs der Länge der Bramme entspricht.
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Der Detektorkopf H ist durch eine Leitung 12 mit einem Detektor 7
verbunden, der ein Detektorsignal h erzeugt, wenn der Detektorkopf H eine Gußblase
auf bzw. in der Bramme festgestellt hat. Das Detektorsignal h wird durch eine Verzögerungseinrichtung
8 an eine Steuereinrichtung 9 angelegt. Die Verzögerungszeit, die durch die Verzögerungseinrichtung
8 eingestellt bzw. festgelegt wird, ist gleich der Zeit, die für eine Hin- und Herbewegung
des Laufwerks erforderlich ist.
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Wenn die Verzögerungszeit nach Eintreffen des Signals h vergangen
ist, erzeugt die Steuereinrichtung 9 ein Signal h', aufgrund dessen der Mechanismus
4 und ein Antriebsmotor 10 betätigt wird, so daß die Schleifeinrichtung G, die nunmehr
auf bzw. über der vom Detektorkopf H ermittelten Gußblase positioniert ist, diese
Gußblase aus der Brammenoberfläche herausschleift. Ein Riemen 11 verbindet den Motor
und die Schleifeinrichtung, , und ein Kanal 13 sammelt Eisenteilchen
oder
Staub, die von der Bramme abgeschliffen worden sind, und entlädt dieses abgeschliffene
Material an geeigneter Stelle.
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So lange das Laufwerk mit einer konstanten Abtastgeschwindigkeit bewegt
wird, kann die Verzögerungszeit, die durch die Verzögerungseinrichtung 8 eingestellt
ist, fest bleiben. Wenn jedoch die Abtastgeschwindigkeit veränderlich ist, muß auch
die Verzögerungszeit entsprechend verändert werden.
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Fig. 3 zeigt eine Verzögerungseinrichtung 8 in näheren Einzelheiten.
Eine magnetische Trommel 17 wird in der Richtung des Pfeils synchron mit der Bewegung
des Laufwerks 2 gedreht. Wenn das Laufwerk hin- und herbewegt wird, dann wird die
Trommel um einen Winkel gedreht, welcher dem Abstand entspricht, der vom Laufwerk
durchlaufen worden ist. Ein Aufzeichnungs- oder Schreibkopf 18 empfängt das Signal
h von dem Detektorkopf 7 und zeichnet es magnetisch auf der Trommel auf. Ein Motor
15 dreht die Trommel mittels einer zwischengeschalteten Kupplung 16. Ein reproduzierender
Kopf 19, der auch als Lesekopf bezeichnet sei, liest das vorher durch den Schreibkopf
auf die Trommel geschriebene Signal. Wie man leicht sieht, wird eine Verzögerungszeit
durch die Zeit gegeben, die erforderlich ist, damit sich die Stelle auf der Trommel,
an welcher das Signal h durch den Schreibkopf 18 aufgezeichnet worden ist, so weit
herum dreht, daß sie am Lesekopf 19 angelangt ist. Ein Löschkopf 20 löscht das Signal
h hinter dem Lesekopf 19.
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Da die Schleifeinrichtung G von dem einen zum entgegengesetzten Ende
der Bramme bewegt wird, läuft der voreilende Detektorkopf H über die entgegengesetzten
Kanten der Bramme und erzeugt ein Detektorsignal, das durch irgendeine geeignete,
nicht in Fig. 3 dargestellte Einrichtung gelöscht werden muß.
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In der erfindungsgemäßen Maschine kann irgendeine andere Verzögerungseinrichtung
Anwendung finden als dieJenige, die in Fig. 3 veranschaulicht ist. Eine rein mechanische
Einrichtung kann für diesen Zweck angewandt werden.
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Die Fig. 1 zeigt die allgemeine Auslegung einer erfindungsgemäßen
Maschine, die ihrerseits nun in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 2
erläutert werden soll. Entsprechende Teile in den Fig. 1 und 2 sind hierbei mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Haltearme 5 und 6, welche den Detektorkopf H bzw. die Schleifeinrichtung
G tragen, sind nicht direkt auf dem Laufwerk 2 befestigt, sondern auf einem Läufer
bzw. einer Grundplatte 30, der bzw. die auf dem Laufwerk in einer Richtung verschiebbar
ist, welche sich senkrecht zur Richtung der Hin- und Herbewegung des Laufwerks erstreckt.
Genauer gesagt, ist der Haltearm 6 für die Schleifeinrichtung auf einem Hebeteil
31 montiert, das durch einen Führungsrahmen 32 geführt wird, der am Läufer befestigt
ist, so daß der Haltearm vertikal relativ zum Läufer bewegbar ist
und
infolgedessen die Schleifeinrichtung- wahlwei#e- in und außer Berührung mit der
oberen Oberfläche, der untersuchten Bramme gebracht werden kann.
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Der Motor 10 ist auf dem Hebeteil 31 b.efe-stigt:und besitzt eine
Riemenscheibe 36, die an der ausgangsseitigen Welle des Motors befestigt ist. Der
Riemen 11 verbindet die Riemenscheibe 36 und die Schleifeinrichtung. Eine Zeitge.bungseinrichtung
39 steuert die Zeit, während welcher~ der Motor err-egt wird, so daß die Schleifeinrichtung
zum Heraussohleifen--der Gußb#lase oder Narbe, Schramme o. dgl. aus der Bramme während
einer vorbestimmten Zeitdauer rotiert wird.
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Die Vertikalbewegung des Hebeteils 31 wird.durch- irgendeine geeignete
Einrichtung ausgeführt^. Im dargestellten Ausfffhrungsbeispiel wird die von einem
Motor 25 erzeugte Kraft#über eine Kupplung 34 zu einer Hebeeinrichtung 33 übertragen,
die als Hauptelement eine Vorschubschraubenstange aufweisen kann, so daß das Hebeteil
31 angehoben oder abgesenkt werden kann. Der vertikale Abstand, um welchen das Hebeteil
31 bewegt wird, wird durch einen Detektor 35 ermittelt.
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Wenn das Hebeteil 31 abgesenkt-wird, dann erzeugt.der Detektor 35
ein Signal bei der Berührung der Schleifeinrichtung G mit der oberen Oberfläche
der Bramme 1. Das Signal-wird an eine Kupplung 34 und an die Zeitgebungseinrichtung
39 angelegt, - so
daß die Abwärtsbewegung des Hebeteils 31 gestoppt
und gleichzeitig die Schleifeinrichtung in Rotation versetzt wird. Wenn das Hebeteil
31 angehoben wird, erzeugt der Detektor 35 dann ein Signal, wenn das Hebeteil 31
eine Position oberhalb der Brammenoberfläche erreicht hat. Das Signal wird an eine
Kupplung 34 angelegt, so daß das Hebeteil 31 nicht Jedoch die Zeitgebungseinrichtung
39 gestoppt wird.
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Der Grund, warum die Schleifeinrichtung nur dann in Berührung mit
der Oberfläche der Bramme abgesenkt wird, wenn ein Schleifen durchgeführt werden
soll, besteht darin, daß während der Zeit, während welcher der Kopf die Brammenoberfläche
in Gleitberührung mit derselben abtastet, Jede Berührung zwischen der Schleifeinrichtung
und der Brammenoberfläche vermieden werden muß.
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Wie bereits erwähnt, ist der Läufer 30 auf dem Laufwerk quer zu letzterem
bewegbar, d.h. also in einer Richtung, die sich senkrecht zur Bewegungsricht'#ng
des Laufwerks auf den Schienen erstreckt. Ein Paar Schienen 37 dient zur FEDlrung
des Läufers, wenn dieser in der vorerv~akntell Weise mittels einer Vorschubschraubenspindel
29, die in Eingriff mit dem Läufer steht, bewegt wird. Die Querbewegung des Läufers
30 mit dem darauf befindlichen Detektorkopf und der darauf befindlichen Schleifeinrichtung
wird intermittierend an den entgegengesetzten Enden Jeder Abtastlinie ST, S2 ...
durchgeführt, damit der Detektorkopf
und die Schleifeinrichtung
an Jedem Ende der Länge der Bramme von einer zur nächsten Abtastlinie übergehen.
Zu diesem Zwecke ist ein Motor 23 vorgesehen, der die Vorschubschraubenspindel 29
über eine Kupplung 22 rotiert. Die Kupplung wird durch eine Folgeschaltung 21 zur
Ubertragung der Drehbewegung des Motors 23 auf die Vorschubschraubenspindel 29 gesteuert,
so daß dadurch der Läufer 30 und infolgedessen der Detektorkopf H und die Schleifeinrichtung
G in senkrechter Richtung zur Länge der Bramme bewegt werden.
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Die Hin- und Herbewegung des Laufwerks längs der Länge der Bramme
wird durch einen umkehrbaren Motor 24 durchgeführt, der auf dem Laufwerk montiert
ist. Der Motor 34 dreht ein Zahnrad 27, das in Eingriff mit einer Zahnstange 28
steht, die sich längsseits der Schienen 3 erstreckt. Ein Lager 2' dient zur drehbaren
Lagerung der Welle des Zahnrads 27. Eine Kupplung 26, die in der nachstehend beschriebenen
Weise gesteuert wird, steuert die Ubertragung der Rotation der Ausgangswelle des
Motors 34 auf das Zahnrad 27.
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Eine Steuereinrichtung 9' erhält das Signal von dem vorstehend erwähnten
Lesekopf 19, welcher dieses Signal von der Trommel 17 abgelesen hat, und legt ein
entsprechendes Signal an die Kupplursgen 16, 26 und 34 und außerdem an die Folgeschaltung
21 an. Wenn das Signal an die Kupplungen 16 und 26 angelegt wird, dann wird die
Antriebsverbindung zwischen dem Motor 24 und dem
Zahnrad 27 sowie
die Antriebsverbindung zwischen dem Motor 15 und der Trommel 17 unterbrochen.
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Wenn ein Startschalter 14 betätigt wird, dann wird ein Signal an die
Kupplungen 16 und 26 angelegt, um eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor 15
und der Trommel 17 sowie zwischen dem Motor 24 und dem Zahnrad 27 herzustellen.
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Der Startschalter 14 ist so ausgebildet bzw. geschaltet, daß bei Vollendung
des Schleifvorganges von der Zeitgebungseinrichtung 39 ein Signal an den Schalter
angelegt wird, wodurch automatisch ein Startsignal erzeugt wird.
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Im Betrieb wird eine Bramme 1 in Arbeitsposition befestigt, und das
Laufwerk wird auf den Schienen bewegt, so daß der Detektorkopf an einem Ende (dem
linken Ende in der Darstellung der Fig. 1) der ersten Abtastlinie S1 positioniert
wird.
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Dann wird der Startschalter 14 niedergedrückt, woraufhin ein Signal
an den Detektor 7, die Kupplungen 16 und 26 und die Folgeschaltung 21 angelegt wird.
Das Laufwerk 2 beginnt sich nach rechts zu bewegen, wobei der Detektorkopf H die
Brammenoberfläche nach irgendwelchen Gußblasen oder Fehl erstellen abtastet. Gleichzeitig
beginnt die magnetische Trommel 17 ihre Drehbewegung in Übereinstimmung mit der
Laufgeschwindigkeit des Laufwerks 2. Die Folgeschaltung legt intermittierend
ein
Signal an die Kupplung 22 an, so daß jedes Ma1#dann,,wenn der Detektorkopf H an
jedem der entgegengesetzten Enden der Bramme angekommen ist, der Läufer 30 um einen
Abstand e quer zur Bramme bewegt wird, so daß der Detektorkopf H von der Abtastlinie,
welcher er gefolgt war, zur nächsten. Abtastlinie übergeht, woraufhin der Motor
24 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, so daß das Laufwerk in# der;.entgegengesetzten
Richtung bewegt wird. Die Schleifeinrichtung G wird zusammen mit dem Detektorkopf
bewegt und sie befindet sich, wie man leicht aus Fig. 1 ersieht, hinter dem Detektorkopf
H in einem Abstand, der gerade einer Hin- und Herbewegung des Detektorkopfes H entspricht,
und zwar gesehen längs des Abtastortes desselben.
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Es sei nun angenommen, daß ein Fehler oder eine Gußblase von dem Detektorkopf
H festgestellt worden ist. Der Detektor 7.
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erzeugt ein Signal h, welches von dem Schreibkopf 18 mangetisch auf
der Oberfläche der Trommel 17 aufgezeichnet wird.
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Der Kopf wird weiter bewegt, und werm er eine Hin- und Herbewegung
längs der Länge der Bramme vollendet hat, dann hat die Schleifeinrichtung G die
Stelle erreicht#, an der die Gußblase vorher durch den Detektorkopf festgestellt
worden ist.
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Da die Trommel 17 ebenfalls gedreht worden ist, wird das Signal h
vom Lesekopf gelesen und ein entsprechendes Signal an die Steuerungseinrichtung
9' angelegt. Dann führt die Steuerungseinrichtung
den Kupplungen
16 und 26 ein Signal zu, wodurch die Trommel 17 und das Zahnrad 27 und infolgedessen
das Laufwerk zeitweise gestoppt werden, wobei die Schleifeinrichtung aberhalb der
vorher ermittelten Gußblase auf bzw. an der Bramme positioniert ist.
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Die Steuerungseinrichtung 9' führt auch der Kupplung 34 ein Signal
zu, wodurch bewirkt wird, daß das Hebeteil 31 so weit abgesenkt wird, bis die Schleifeinrichtursg
G die obere Oberfläche der Bramme berührt, an der sich die Gußblase, die Gußnarbe,
die Fehlerstelle o. dgl. befindet.
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Der Detektor 35 stellt fest, daß di.e Schleifeinrichtung G die Gußblase
bzw. Fehlerstelle berührt hat und erzeugt ein Signal, das an die Kupplung 34 zum
Zwecke des Stoppens der Absenkung des Hebeteils 31 angelegt wird. Das Signal von
dem Detektor 35 wird außer-1em der Zeitgebungseinrichtung 39 zugefuhrt, damit der
Motor 10 während einer voreingestellten Zeitdauer erregt wird. Der Motor 10 versetzt
die Schleifeinrichtung G zum Zwecke der Ausführung des Schleifvorganges auf der
Gußblase bzw. Fehlerstelle in Rotation.
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Wenn die Gußblase bzw. Fehlerstelle vollständig entfernt worden ist,
dann gibt die Zeitgebungseinrichtung 39 ein Signal an die Kupplung 34, und der Motor
25 wird in der entgegengesetzten Richtung rotiert, damit das Hebeteil 31 angehoben
und
an der Ursprungsposition gestoppt wird, woraufhin der Detektor
35 ein Signal an den Schalter 14 abgibt, so daß der obige Vorgang erneut begonnen
wird.
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Die Aufzeichnung auf der Trommel 17 wird# durch einen Löschkopf 20
gelöscht, nachdem der Schleifvorgang in der vorbeschriebenen Weise beendet worden
ist.
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Die Figur 4 zeigt eine nähere Anordnung bzw. Ausgestaltung der in
den Figuren 1 bis 3 dargestellten Maschine. In Fig. 4 werden für entsprechende Teile
die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 3 benutzt, so daß sich eine nähere
Erläuterung dieser Teile nachfolgend erübrigt.
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Wie bereits erwähnt, wird der Läufer 30 mittels der Schraubenspindel
29 relativ zum Laufwerk bewegt, wobei diese Schraubenspindel im Gewindeeingriff
mit einer Mutter 51 steht, die am Läufer 30 befestigt ist. Die Relativbewegung der
Basis bzw.
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des Läufers 30 wird durch eine Schwalbenschwanznut 57 geführt.
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Die Zahnstange 28 ist auf einer der Schienen 3 ausgebildet, wobei
das Zahnrad 27 in Eingriff mit der Zahnstange steht. Die andere Schiene 3 besitzt
einen berg- bzw. dachförmigen Querschnitt wobei eine Rolle 52, die eine V-förmige
Ausnehmung besitzt, mit der Schiene in Eingriff steht, so daß eine Quervibration
des Laufwerks 2 verhindert wird.
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Die Rolle 52 und das Zahnrad 27 sind an einer Achse 53 befestigt,
auf.welche die Rotation des umkehrbaren Motors 24 über ein Reduziergetriebe übertragen
wird.
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Die Rotation des umkehrbaren Motors 23 wird ebenfalls über ein Reduziergetriebe
auf die Gewindespindel 29 übertragen. Der umkehrbare Motor 25 ist auf dem Führungsrahmen
32 montiert.
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Ein Gehäuse 45 umschließt die Hebeeinrichtung 33, die eine von dem
Motor 25 gedrehte Schraubenspindel und eine an dem Hebeteil 31 befestigte und in
Gewindeeingriff mit der Schraubenspindel stehende Mutter aufweisen kann.
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Der Positionsdetektor 35 wird durch einen Arm 58 gehalten, der an
dem Läufer 30 befestigt ist, und eine Vertikalstange 59, die an dem Haltearm 6 der
Schleifeinrichtung G befestigt ist, ist relativ zu dem Positonsdetektor 34 bewegbar,
so daß die Verschiebung der Vertikalstange 59 durch den Positionsdetektor 35 ermittelt
wird. Der Haltearm 6 der Schleifeinrichüing ist an dem Hebeteil 31 befestigt und
umschließt in seinem Inneren den Riemen 11 für die Übertragung der Rotation des
Motors 10 zur Schleifeinrichtung.
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Der Haltearm 5 des Detektorkopfes H ist bei 44 drehbar am unteren
Teil des Führungsrahmens 32 gelagert, so daß der Detektorkopf H dann, wenn die Bramme
1 auf einem Werktisch 60 platziert wird, angehoben werden kann, um der Bramme aus
dem Weg zu gehen. Dieses
Anheben des Detektorkopfes H wird durch
einen. Luftzylinder bzw.
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einen Druckluftzylinder 43 bewirkt.
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Die Bezugszeichen 46, 46', 47, 48, 49 und 50 sind elektrischen Leitungsdrähten
zur Übertragung von Signalen zu den Motoren, den Kupplungen etc. zugeordnet.
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Mit dem Bezugszeichen 40 ist ein Steuergestell bezeichnet, das einen
Gußblasendetektor 7 (beispielsweise vom Wirbelstromtyp), die Verzögerungseinrichtung
8 und die Steuereinrichtung 9 aufweist. Eine Stromquelle 41 und ein Kompressor 42
mit Steuerventilen sind ebenfalls auf dem Laufwerk 2 vorgesehen. Zusätzlich zu dem
seitlichen Kanal 13 (Fig. 1), ist ein anderer Kanal 51 über der Bramme vorgesehen,
der dazu dient, die von der Bramme abgeschliffenen Teilchen zu sammeln.
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Die Oberfläche der von der erfindungsgemäßen Maschine zu untersuchenden
Bramme oder Zaggel ist unregelmäßig oder uneben. Daher ist es erforderlich, daß
der Detektorkopf in der Lage ist, die unregelmäßige Oberfläche der Bramme bzw. Zaggel
glatt und genau abzutasten. Die Fig. 5 zeigt eine Anordnung, mit der diese Forderung
erfüllt wird. Der dargestellte Detektorkopf ist vom Wirbelstromtyp, jedoch kann
in der erfindungsgemäßen Maschine auch Jeder andere Typ eines Detektorkopfs Anwendung
finden.
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Es sind drei Detektoreinheiten HA, HB und HC veranschaulicht, die
von einem gemeinsamen Rahmen oder Gehäuse 61 gehalten werden. Jede dieser Einheiten
besitzt eine Hohlstange 63, eine an dem unteren Ende der Stange angebrachte Detektorspule
64 und einem aus geeignetem Hartmetall hergestellten Schutzschuh 65. Nicht dargestellte
Leitungsdrähte, die durch die Hohlstange 63 laufen, sind an ihrem einen Ende mit
der Spule 64 verbunden, während sie an ihrem anderen Ende an ein Verbindungsstück
68 am oberen Ende der Stange 63 geführt sind. Ein nicht dargestellter Stecker, der
mit der Leitung 12 vom Detektor 7 verbunden ist, kann mit dem Verbindungsstück 68
verbunden werden.
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Der untere Teil des Schutzschuhs 65 steht nach abwärts von der Bodenwandung
62 des Gehäuses 61 vor, so daß die untere Oberfläche des Schutzschuhs 65 die obere
Oberfläche der Bramme berühren kann. Das Gehäuse 61 ist mit oberen und unteren Führungslöchern
66, 66' versehen, in welche die Hohlstange 63 eingeführt ist, wobei eine Druckspiralfeder
67 den Schutzschuh 65 nach abwärts drückt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Detektoreinheiten
vorgesehen, damit die Genauigkeit der Fehlerstellen- bzw.
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Gußblasenermittlung verbessert wird, es gibt jedoch Fälle, in denen
eine einzige Detektoreinheit genügen kann.
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Wenn der Detektorkopf H die obere Oberfläche der Bramme berührt, dann
werden die Schutzschuhe 35 leicht gegen die Brammenoberfläche gedrückt, wobei die
Druckspiralfeder 67 leicht zusammengedrückt wird. In diesem Zustand werden die drei
Detektoreinheiten, wenn der Detektorkopf zum Abtasten der Brammenoberfläche bewegt
wird, unabhängig und getrennt gegen die Kraft der Druckspiralfeder auf- und abwärts
bewegt, und zwar in Ubereinstimmung mit der Unregelmäßigkeit der Brammenoberfläche,
wodurch ein engerer Gleitkontakt des Schutzschuhs mit der Brammenoberfläche sichergestellt
wird Die Druckspiralfeder kann durch irgendeine geeignete andere Einrichtung ersetzt
werden. So ist es beispielsweise möglich, daß für diesen Zweck auch die Schwerkraft
verwendet werden kann, ohne daß man irgendeine zwangsläufig druckausübende Einrichtung
verwendet.
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In dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der
Detektorkopf für die Ermittlung der Gußblasen bzw. Fehler und die Schleifeinrichtung
gleichzeitung relativ zu dem Gegenstand bewegt, dessen Fehler ermittelt und entfernt
werden sollen, wobei eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Detektorkopf und der
Schleifeinrichtung aufrecht erhalten wird. Der Detektorkopf und die Schleifeinrichtung
sind auf dem gleichen Laufwerk montiert und relativ zueinander so angeordnet, daß
die Schleifeinrichtung dann, wenn das Laufwerk längsseits der zu untersuchenden
Bramme
bewegt wird, dem Abtastort bzw. -weg des Detektorkopfes auf der Oberfläche der Bramme
folgt. Wenn der Detektorkopf eine Gußblase bzw. Fehlerstelle auf bzw. in der Bramme
ermittelt, wird ein Detektorsignal erzeugt, und nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung
gelangt die Schleifeinrichtung zu der vom Detektorkopf ermittelten Gußblase bzw.
Fehlerstelle und wird zum Zwecke der Ausführung eines Schleifvorganges an der Gußblase
bzw. der Fehlerstelle erregt.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel führen der Detektor-
bzw. Sensorkopf und die Schleifeinrichtung gleichzeitig einen Abtastvorgang aus,
wobei sich letztere um einen vorbestimmten Abstand (der einer Hin- und Herbewegung
des Laufwerks längs der Länge der Bramme entspricht) längs der Abtastlinie hinter
dem Detektor- bzw. Sensorkopf befindet.
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Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß die Schleifeinrichtung
dem Abtastort bzw. -weg des Detektorkopfes folgend bewegt wird, nachdem der Detektorkopf
die Abtastung des gesamten Oberflächenbereichs der Bramme vollendet hat.
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In Fig.6 ist eine derartige Anordnung dargestellt. Hier werden für
entsprechende Teile die gleichen Bezugazeichen wie in Fig. 1 verwendet. Jeder der
Haltearme 5 und 6 kann wahlweise eine vorgeschobene operative Position und eine
zurückgezogene inoperative Position einnehmen.
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Wenn sich der Haltearm 5 in der vor- bzw. herausragenden operativen
Position und der Haltearm 6 in der zurückgezogenen inoperativen Position befindet,
dann tastet der Detektorkopf H die Oberfläche der Bramme längs der Linien S1, S2,
Sn ab. Wenn der Detektorkopf das Ende der letzten Abtastlinie Sn erreicht hat, wird
er in seine inoperative Position zurückgezogen. Statt dessen wird die Schleifeinrichtung
G in die operative Position ausgefharen, so daß siesden Äbtastlln:ien S1, S2, ...,
Sn folgt, wenn das Laufwerk 2 hin- ~und ~verfährt, wobei es für die Ausführung des
jeweiligen Schleifvorganges an den Stellen stoppt, an denen irgendeine Guß'blase
bzw. ehlstelle durch den Detektorkopf H festgestellt worden ist.
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Zum wahlweisen Aus- und Einfahren bzw. Vorschieben und Zurückziehen
der Haltearme 5 und 6 sind ge W ennte Mechanismen vorgesehen, die als Blöcke 69
bzw. 72 in Fig. 6 dargestellt sind.
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Jeder Mechanismus kann einen Läufer aufweisen, der ähnlich oder gleichartig
wie der Läufer 30 in Fig. 2 ausgebildet ist.
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Der Block 69 weist außerdem einen Gußblasen- bzw. Fehlstellendetektor
auf, der gleich bzw. ähnlich wie der Detektor 7 in Fig. 2 ist, während der Block
72 auch einen Antrieb für die Schleifeinrichtung beinhaltet.
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Das Bezugszeichen 70 ist einer Gußblasen- bzw. Fehlstellenermittlungssignal-Speichereinrichtung
und das Bezugszeichen 71 einer Gußblasen- bzw. Fehlstel# enermittlungssignal-Reproduk-.
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tionseinrichtung zugeordnet. Die Strukturen bzw. Bauausführungen und
der Betrieb dieser Einrichtungen können leicht der vorstehenden Beschreibung des
vorherigen Ausführungsbeispiels entnommen werden, so daß auf eine nähere Darstellung
und Erläuterung verzichtet werden kann. Auch der Betrieb des in Fig. 6 veranschaulichten
Mechanismus .ergibt sich ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung, so daß
auch diesbemöglich keine nähere Erläuterung notwendig ist.
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Die erfindungsgemäße Maschine hat insbesondere folgende Vorteile:
Die Verwendung der Maschine erhöht die Leistungsfähigkeit des Vorganges der Gußblasen-
bzw. Fehlerstellenermittlung und -beseitigung wegen der wirksamen Kombination der
Gußblasen-bzw. Fehlerstellenermittlung und -beseitigung. Außerdem erhöht die Maschine
die Genauigkeit der Ermittlung und Beseitigung der Gußblasen bzw. Fehlerstellen
wodurch die Qualität der fertigen Produkte wesentlich verbessert wird. Schließlich
mindert die Maschine nach der Erfindung die physische und geistige Ermüdung der
Arbeiter.