DE2514775A1

DE2514775A1 - Vorrichtung zum austausch von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2514775A1
Application number: DE19752514775
Authority: DE
Inventors: Mikio Fukumoto; Shozo Kato; Naomitsu Kondo; Yorio Miyaji; Aichi Nagoya; Yutaka Takahashi
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; MIYAZAKI TEKKOSHO KK
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; MIYAZAKI TEKKOSHO KK
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1975-10-23
Also published as: NL172942C; NO141119C; NL7504132A; NO141119B; AU7983675A; JPS5549682B2; IT1035192B; FR2279520A1; CA1039829A; DE2514775C2; FR2279520B1; GB1474845A; JPS50131610A; NO751173L; NL172942B; US4032020A

Description

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Patentanwälte

Dipl.-ing. E. EdST

Dipl.-ing. K. Schie^chke

iMünUisn-ίΟ, ciiii-L~ifistraße34

Sumitomo Chemical Company Limited

( Sumitomo Kagakukogyo Kabushiki Kaisha )

und

Kabushiki Kaisha Miyazaki Tekkosho, Osaka-fu/Japan

Vorrichtung zum Austausch von Gegenständen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austausch von Gegenständen in solchen Fällen, wo ein genaues Placierungsniveau verlangt wird. Ein Anwendungsfall ist beispielsweise der Austausch einer verbrauchten Anode gegen eine neue Anode in einem Aluminiumelektrolyseofen.

Der Austausch einer verbrauchten Anode in einem Aluminiumelektrolyseofen erfolgte bisher dadurch, daii di-e verbrauchte Anode am Elektrolyseofen durch einen Anodengreifer erfaßt wird, der an einem Deckenkran anhebbar angebracht ist. Der Kran bringt die verbrauchte Anode zu einer Speicherstelle,

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gibt sie dort frei und erfaßt eine neue Anode, aie in die Anfangsposition über dem Slektrolyseofen gebracht wird, so daß sich die neue Anode in der Position befindet, aie die verbrauchte Anode inne hatte. Beim Austausch muß jedoch darauf geachtet werden, daß das Placierungsniveau der Unterseite der neuen Anode mit dem Placierungsniveau der Unterseite der verbrauchten Anode übereinstimmt. Hierzu hat man sich bisher auf das Augenmaß des Kranführers verlassen. Das Placierungsniveau der neuen Anode ist dadurch ungenau, selbst dann, wenn der Kranführer mit modernem Gerät und mit großer Aufmerksamkeit arbeitet. Vor allem die Feineinstellung des Placierungsniveaus ist sehr zeitraubend.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet zum Austausch eines verbrauchten Gegenstandes gegen einen neuen Gegenstand mit einem Nlveaumeßgerät, das so angeordnet ist, daß es nur dann anspricht, wenn das Gewicht eines Gegenstandes darauf wirkt, und das ohne Belastung nicht arbeitet. Außerdem sind Einrichtungen zum vertikalen Heben und Senken der Gegenstände vorhanden, wobei das Niveaumeßgerät diesen Einrichtungen so zugeordnet ist, daß es auf die Aufwärts- und Abwärtsbewegung dieser Einrichtungen anspricht. Der verbrauchte Gegenstand wird an eine andere Stelle gebracht, wobei zur Führung die Ablesung oder Anzeige des Niveaumeßgerätes an der Stelle verwendet wird, wo der verbrauchte Gegenstand erfaßt wurde. Der Austausch des alten Gegenstandes gegen den neuen erfolgt auf dem gleichen Niveau. Der neue Gegenstand wird in die Position gebracht, die der alte oder verbrauchte Gegenstand inne hatte, bis die Anzeige auf dem Niveaumeßgerät den Führungswert erreicht.

Zur ausführlicheren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen. Darin zeigt:

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Fig. 1 einen seitlichen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 den elektrischen Signaleingangsstromkreis mit einer Ausführungsform eines Niveaumeßgerätes gemäß der Erfindung und

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Austauschvorganges.

Eine Austauschvorrichtung gemäß der Erfindung wird an einer Einrichtung festgemacht, die horizontal bzw. parallel zum Boden bewegbar ist, etwa an einem verfahrbaren Deckenkran. Die Austauschvorrichtung für die Gegenstände besitzt Einrichtungen zum vertikalen Heben und Senken der Gegenstände, wobei an den Einrichtungen Greifer für die Gegenstände vorhanden sind. Die Hubeinrichtung hängt mit der Basis an einer horizontal beweglichen Einrichtung, etwa an einem an der Decke verfahrbaren Kran, über einen Lastschalter, wobei der Greifer für die Gegenstände am beweglichen Teil der Hubeinrichtung festgemacht ist. Die Vertikalbewegung des beweglichen Teiles der Hubeinrichtung wird durch mechanische oder elektrische Mittel oder durch eine Kombination derselben erfaßt. Die Bewegung des beweglichen Teiles wird somit durch eine Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung gemessen und angezeigt, die die Vertikalverschiebung eines Gegenstandes gegenüber einem festen Bezugsniveauwert mit positiven oder negativen Werten angibt, wobei Messung und Anzeige nur dann erfolgen, wenn der Lastschalter eingeschaltet ist. Der Lastschalter ist so angeordnet, daß er eingeschaltet wird, wenn die Hubeinrichtung einen Gegenstand erfaßt, so daß dessen Gewicht auf die Hubeinrichtung wirkt. Ohne das Gewicht eines Gegenstandes ist die Hubeinrichtung ausgeschaltet. Die Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung arbeitet somit nur dann, wenn ein Gegenstand erfaßt ist und vertikal bewegt wird. Zum Austausch verbrauchter Gegenstände

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gegen neue werden diese an einem Gegenstandsmontagetisch festgemacht, der durchgehend das gleiche Niveau aufweist.

Das in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung zeigt lallen 1 zum Erfassen eines Gegenstandes A, die teilweise an einem Heber 2 so angebracht sind, daß sie sich öffnen und schließen lassen. Gewöhnlich erfassen die Fallen 1 den Gegenstand A durch Tellerfedern J. Geöffnet werden sie durch Druckluft zylinder 4-, die an der Unterseite der Basisplatte 2a des Hebers 2 über Befestigungsplatten 5 angebracht sind.

Der Heber 2 ist mit einer Hubeinrichtung 6 verbunden, die im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange 6a ist, deren unteres Ende mit der Oberseite der Basis 2a des Hebers 2 verbunden ist.

Die Hubeinrichtung 6 hebt bzw. senkt den Gegenstand A mittels des Hebers 2 und der Fallen 1. Die Hubeinrichtung 6 hängt von einer Basisplatte 8 über einen Lastschalter 7 herab. Die Basisplatte 8 ist mit einer Einrichtung verbunden, die horizontal bzw. parallel zum Boden bewegbar ist, etwa einem an der Decke verfahrbaren Kran.

Der Lastschalter 7 dient zum Schließen des Signaleingangsstromkreises eines Niveaumeß- und -anzeigegerätes 9, etwa eines noch zu beschreibenden digitalen Zählers, wenn das Gewicht eines von den Fallen 1 erfaßten Gegenstandes A einwirkt. Der Schalter wird deshalb vorzugsweise mit Lasteinstellmitteln versehen, die die Veränderung oder Einstellung des Schalterschließpunktes in Abhängigkeit von einem auf den Schalter wirkenden Lastgewicht ^erlauben. Wichtig ist, daß der Lastschalter 7 so eingestellt wird, daß er sich unter dem gesamten Gewicht der Hubeinrichtung 6, des Hebers 2, der Fallen 1, der Druckluftzylinder 4, der Befestigungs-

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platten 5 und der anderen damit verbundenen Teile nicht schlieft.

An der Basisplatte 8 ist eine Fuhrungsbüchse 10 festgemacht, die den Heber 2 umschließt. Sine Einrichtung zur Erfassung der Vertikalverschiebung des Hebers 2 ist zwischen der Führungsbüchse 10 und dem Heber 2 angeordnet.

Die oben erwähnte Erfassungseinrichtung umfai.it gemäß Fig. 1 eine Kette 13 und Kettenräder 14, 15 und 16, wodurch eine Drehzahlreduzierung 11 betätigt wird, die einen Impulsgenerator 12 antreibt. Die Kette 13 ist mit den finden am unteren bzw. oberen Ende des Hebers 2 festgemacht, während der dazwischenliegende Abschnitt über die Kettenräder 14-, 15 und 16 läuft, die an der Führungsbüchse 10 drehbar gelagert sind. Die Drehung des Kettenrades 16 wird auf die Drehzahlreduzierung 11 übertragen, die an der Führungsbüchse 10 festgemacht ist und wiederum den Impulsgenerator 12 antreibt. Beim Heben oder Senken des Hebers 2 durch die Hubeinrichtung 6 wird somit die Vertikalverschiebung des Hebers über die Kette 13 und die Kettenräder 14-, 15 und 16 in eine Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung umgewandelt, die zur Betätigung des Impulsgenerators 12 ausgenutzt wird. Der Impulsgenerator kann beispielsweise je nach Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Hebers 2 ein positives oder negatives Impulssignal liefern.

Impulsgenerator 12 und Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung 9 sind gemäß Fig. 2 über eine Signalübertragungsleitung 17 verbunden, in der die Kontakte des Lastschalters 7 liegen. Die Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung 9 kann somit nur bei eingeschaltetem Lastschalter 7 die vom Impulsgenerator 12 gelieferten Impulssignale aufnehmen und algebraisch zählen und so die Verschiebung des Hebers 2 messen und anzeigen. Die Niveauanzeige- und -meßeinrichtung 9 ist ebenso wie die

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Betätigungsmittel für die Hubeinrichtung 6 und zum öffnen 'und Schließen der Fallen 1 in der Krankabine untergebracht. Hydraulische Einrichtungen, Drucklufterzeuger usw. sind an den Kran montiert.

Anstelle der Kette 13 mit den Kettenrädern 14, 15 und 16 für die Erfassungseinrichtung kann eine Anordnung mit Zahnstange und Zahnrad verwendet werden.

Zur Erläuterung der Austauschvorrichtung für Gegenstände wird· auf Fig. 3 Bezug genommen. Für das Ausführungsbeispiel wird der Austausch von Anoden eines Aluminiumelektrolyseofens beschrieben.

Zunächst wird der verfahrbare Deckenkran über die Stelle eines Elektrolyseofens gefahren, an dem eine verbrauchte Anode A auszutauschen ist. Der Heber 2 wird dann so weit abgesenkt, daß die Fallen 1 die verbrauchte Anode A erfassen können. (Da zu diesem Zeitpunkt der Lastschalter 7 nicht durch einen Gegenstand belastet ist, arbeitet die Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung 9 nicht.) Die Anodenspanne inrichtung des Elektrolyseofens wird geöffnet, wenn der Heber 2 etwas angehoben wird, wobei die Fallen 1 die verbrauchte Anode A erfassen und dadurch den Lastschalter schließen. In der Regel ist ein Träger des Elektrolyseofens mit einer Reihe von Anodenspanneinrichtungen für mehrere Anoden ausgerüstet, die jeweils den mittleren Teil des Schaftabschnittes A¹ einer Anode erfassen. Der Träger wird so gesteuert, daß der Spalt zwischen der Unterseite der Anode und dem geschmolzenen Aluminium B im Ofen konstant bleibt. Der Träger und die Anodenspanneinrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Wenn der Heber 2 etwas nach oben geht, erfassen die Fallen 1 die verbrauchte Anode A, das Spiel wird ausgeschaltet und

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das Gewicht der verbrauchten Anode wirkt auf den Lastschalter 7, so daß dieser geschlossen wird, worauf die Klemmwirkung der Anodenspanneinrichtung am Träger aufhört. Wesentlich für die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Fehler bei der Niveaumessung vermeidet, ist, daß die verbrauchte Anode genau auf dem gleichen Niveau- gehalten wird, wenn die Klemmwirkung der Anodenspanneinrichtung aufhört, wie vor dem linde der Klemmwirkung. Unter dieser Voraussetzung wird die Ablesung der Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung 9 auf 0 zurückgestellt. Die verbrauchte Anode A wird von der Hubeinrichtung 9 über den Heber 2 auf eine bestimmte Höhe angehoben. Die Verschiebung der verbrauchten Anode A aus der ursprünglichen Stellung in diese Höhe wird von der Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung 9 angezeigt. Die gesamte Austauschvorrichtung bewegt sich dann horizontal mittels des Deckenfahrkranes an eine andere Stelle, wo die verbrauchte Anode A auf einen Gegenstandstisch G abgelegt wird. Nach dem Ablegen der verbrauchten Anode auf den Tisch G öffnet der Lastschalter 7_? da kein Gewicht mehr auf ihn wirkt. Die Fallen 1 sind offen. Die Meßeinrichtung 9 gibt einen Niveauunterschied 1 zwischen dem Niveau der Unterseite der verbrauchten Anode A im Elektrolyseofen und der Oberseite des Gegenstandstisches C an.

Auf den Gegenstandstisch G wird eine neue Anode Ao gelegt, so daß das Niveau der verbrauchten und der neuen Anode gleich ist. Die neue Anode Ao wird von der Austauschvorrichtung abgeholt. In dem Augenblick, in dem die von den Fallen 1 erfaßte neue Anode den Gegenstandstisch G verläßt, wird durch ihr Gewicht der Lastschalter 7 geschlossen. Die neue Anode Ao wird von der Hubeinrichtung auf eine geeignete Höhe angehoben und vom Deckenfahrkran horizontal an die Stelle gebracht, die die verbrauchte Anode A vorher einnahm. An dieser Stelle wird die neue Anode von der Hubeinrichtung 6 so lange abgesenkt, bis die Ablesung auf der

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Niveaumeß- und anzeigeeinriciitung 9 den Wert O erreicht. Die Unterseite der neuen Anode Ao hat dann das gleiche Niveau wie vorher die verbrauchte Anode A. In dieser Stellung wird die neue Anode Ao von der Anodenspanneinrichtung des Trägers festgeklemmt. Nach dem Festklemmen der neuen Anode öffnen die Fallen 1 und der Anodenaustausch ist beendet.

Zu beachten ist, daß die neue Anode Ao und die verbrauchte Anode A unterschiedlich lang sind. Auch wenn der Schaftabschnitt A¹ von neuer und verbrauchter Anode gleich lang ist, besteht ein Stärkenunterschied der Elektrodenabschnitte infolge des Verbrauchs der alten Anode A. Jede Anode besitzt oben ein Langloch A", das bei allen Anoden die gleiche Form und Lage hat. In dieses Langloch A" greifen die Fallen 1. Die Stellung der verbrauchten Anode A, an der sie von den Fallen 1 erfaßt wird, und die Stellung der neuen Anode Ao, an der sie von den Fallen erfaßt wird, sind somit im Niveau auch dann nicht gleich, wenn sie auf dem Gegenstandstisch G auf dem gleichen Niveau liegen. In der Regel ist die Greifstellung der neuen Anode höher. Ss sei angenommen, daß bei der erfindungsgemäßen Austauschvorrichtung der Impulsgenerator 12 und die Niveaumeß- und anzeigeeinrichtung 9 direkt miteinander verbunden sind, ohne den Lastschalter 7· Wenn die Ablesung auf dem Niveaumeß- und -anzeigegerät 9 auf O zurückgestellt ist, an der Stelle, an der die verbrauchte Anode A am Elektrolyseofen von den Fallen 1 erfaßt ist und die neue Anode Ao zum Austausch auf dem Gegenstandstisch C erfaßt und in eine Stellung über dem Elektrolyseofen transportiert ist und so weit abgesenkt ist, bis die Ablesung des Niveaumeß- und -anzeigegerätes den Wert O erreicht, wie oben beschrieben, so ist das Niveau der Unterseite der neuen Anode Ao tiefer als das Niveau der Unterseite der verbrauchten Anode A, und zwar um einen Betrag, der dem Verbrauch der alten Anode entspricht.

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Gemäß der Erfindung wird dieses Problem durch den Lastschalter 7 vermieden. Gemäß der Erfindung erfolgt das Lösen der verbrauchten Anode und das Erfassen der neuen Anode ohne Änderung der Ablesung des Niveautneß- und -anzeigengerätes 9· Dadurch wird eine Änderung der Greifstellung der Fallen 1, entsprechend dem Verbrauch der alten Anode, automatisch kompensiert. Diese Kompensation wird durch den Lastschalter 7 erreicht.

Die erfinaungsgemäße Vorrichtung wurde für den Austausch von Anoden eines Aluminiumelektrolyseofens erläutert. Sie ist jedoch auch zum Austausch ähnlicher Gegenstände, insbesondere sich verbrauchender Gegenstände, geeignet, wo ein genaues Placierungsniveau erforderlich ist. Der Austausch von neuen und alten Gegenständen erfolgt vorzugsweise auf einem Gegenstandstisch mit durchgehend gleichem Niveau. Wenn der Austausch von neuen und verbrauchten Gegenständen aus irgendeinem Grund auf unterschiedlichem Niveau stattfindet , wird in die erfindungsgemäße Vorrichtung der Niveauunterschied in den Gegenstandstischen eingerechnet, wobei Mittel vorgesehen werden zur Korrektur der Ablesung am Niveaumeß- und -anzeigegerät um einen Betrag, der dem Niveauunterschied entspricht.

Anstelle des Gegenstandsgreifers mit den Fallen gemäß dem Ausführungsbeispiel kommen beispielsweise auch magnetische oder andere Greifer in Betracht. In der Niveaumeßeinrichtung kann ein Synchrongenerator oder eine mechanische und direkt messende Einrichtung verwendet werden.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder

Dipl.-Ing. K. Schieschke

<i München 40, ElisubethstraBe 34

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Claims

Patentanwälte
Dipl.-mg. E. Eder

Dipl.-Ing. K. Schieschke Patentansprüche
β München 40, Elisabethstraße34

orrichtung zum Austausch, von Gegenständen, wobei ein verbrauchter und auf einem bestimmten Niveau festgehaltener Gegenstand auf dem gleichen Niveau gegen einen an anderer Stelle gehaltenen, neuen Gegenstand ausgetauscht wird, gekennzeichnet durch eine zwischen diesen beiden Stellen hin- und herbewegbare Eini'ichtung, durch eine Vertikalhubeinrichtung und durch eine Meßeinrichtung, die die "Vertikalverschiebung eines Gegenstandes mißt, wenn sie dem Gewicht des Gegenstandes ausgesetzt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Hubeinrichtung Greifeinrichtungen für die Gegenstände enthält und daß die Arbeitsweise der Meßeinrichtung für die Vertikalverschiebung von einem Lastschalter gesteuert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung die Vertikalverschiebung eines Gegenstandes infolge der Hubeinrichtung gegenüber einem bestimmten Niveau algebraisch berechnet und auf einer bestimmten Stelle auf 0 zurückgestellt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Hubeinrichtung von der horizontal hin- und hergehenden Einrichtung über einen Lastschalter getragen wird.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Hubeinrichtung mit der horizontal hin- und hergehenden Einrichtung direkt verbunden ist und daß die Greifeinrichtung für die Gegenstände an der vertikalen Hubeinrichtung über den Lastschalter festgemacht ist.

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