DE2514775C2 - Vorrichtung zum Austausch von Gegenständen - Google Patents

Vorrichtung zum Austausch von Gegenständen

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DE2514775C2 DE2514775A DE2514775A DE2514775C2 DE 2514775 C2 DE2514775 C2 DE 2514775C2 DE 2514775 A DE2514775 A DE 2514775A DE 2514775 A DE2514775 A DE 2514775A DE 2514775 C2 DE2514775 C2 DE 2514775C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Austausch von Gegenstände, wobei ein verbrauchter und an einer bestimmten Stelle auf einem gegebenen Niveau gehaltener Gegenstand gegen einen an einer anderen Stelle getragenen Gegenstand austauschbar ist, mit einer horizontal hin- und herbewegbaren Transporteinrichtung zum transportieren des Gegenstands zwischen den beiden Stellen, mit einer mit der
Einrichtung verbundenen Hubeinrichtung zum Heben und Senken der Gegenstände, mit einer an der Transporteinrichtung angeordneten und nach unten über sie hinaus ragenden Führungsbüchse, mit einer an • einem Ende der Hubeinrichtung befestigten Greifvorrichtung zum Greifen der Gegenstände, mit einer Meßeinrichtung zum Messen der Vertikalverschiebung der Gegenstände, welche mit der Hubeinrichtung verbunden ist, mit einem mit der Meßeinrichtung verbundenen Impulsgeber zur Erzeugung eines Signals entsprechend der Vertikalverschiebung der Gegenstände, mit einer mit dem Impulsgeber verbundenen Meßeinrichtung zum Aufzeigen des Niveaus der Gegenstände und mit einem Tisch zur Auflage des verbrauchten Gegenstandes, auf welchem der auszutauschende Gegenstand auf gleichem Niveau lagert
Als Stand der Technik ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt (FR-GM 21 86 976). Diese bekannte Vorrichtung ist so aufgebaut, daß mittels eines Halters und eines Kranes eine Anode aus einem speziellen Bereich entfernt wird. Ein auf die lineare Verschiebung des Kranaufbaues, auf die Drehung der Windentrommel oder auf die Verschiebung des Hebeseils ansprechender Meßwertwandler überträgt elektrische Impulse an einen Zähler. Durch Auswahl einer Eichung in Übereinstimmung mit der für die Positionierung der Anode erforderlichen Genauigkeit entspricht die vom Zähler aufgezeigte Anzahl von Impulsen der Vertikaiverschiebung der Anode über den Unterschied im Niveau zwischen der Bezugsebene und der Fläche des Elektrolyten. Ein zweiter Meßwertwandler ist in der Lage, einen Impuls an den Zähler abzugeben, um den Austausch der Anode gegen eine neue Anode auszulösen.
Es sind damit bei dieser bekannten Vorrichtung zwei miteinander verbundene Wandler sowie ein Zähler erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich ein einfacherer Aufbau bei zuverlässiger Arbeitsweise ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung zum Messen der Vertikalverschiebung der Gegenstände zwischen der Führungshülse und der Hubeinrichtung angeordnet ist, daß die Vorrichtung einen zwischen der Transporteinrichtung und der Hubeinrichtung angeordneten, mit der Meßeinrichtung verbundenen Lastschalter aufweist, wobei die Meßeinrichtung nur dann betätigbar ist, wenn die Greifvorrichtung d'e Gegenstände ergreift und die Hubvorrichtung ihrem Gewicht ausgesetzt ist, wodurch der Lastschalter eingeschaltet ist und daß die Vertikalbewegung der Hubeinrichtung angehalten ist, so bald die Greifvorrichtung den verbrauchten Gegenstand ergreift, was ein Anzeigen eines vorbestimmten Bezugswertes durch die Meßeinrichtung bewirkt, wodurch der verbrauchte Gegenstand durch den neuen Gegenstand auf einem bestimmten Niveau austauschbar ist.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß lediglich ein Lastschalter, ein Impulsgenerator sowie en Niveau-Meßgerät Anwendung finden, so daß ein innfachcrer Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet ist.
Der Lastschalter gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom Wandler gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik: Während der bekannte Wandler jeweils einen Start- und einen Stop-Impuls
beim Erfassen und Lösen der Anode abgibt, ist der erfindungsgemäße Lastschalter so eingestellt, daß er eingeschaltet ist, wenn die Hubeinrichtung dem Gewicht eines Gegenstandes ausgesetzt ist, wodurch die Meßvorrichtung in Betrieb gesetzt wird und nur unter diesen Bedingungen arbeitet.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteranspiüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen seitlichen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung,
F i g. 2 den elektrischen Signaleingangsstromkreis mit einer Ausführungsform eines Niveaumeßgerätes gemäß der Erfindung und
F i g. 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 gegen neue werdeii diese an einem Gegenstandsmontagetisch festgemacht, der durchgehend das gleiche Niveau aufweist.
Das in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Zapfen I zum Erfassen eines Gegenstandes A, die teilweise an einem Heber 2 so angebracht sind, daß sie sich öffnen und schließen lassen. Gewöhnlich erfassen die Zapfen I den Gegenstand A durch Tellerfedern 3. Geöffnet werden sie durch Druckluftzylinder 4, die an der Unterseite der Basisplatte 2a des Herbers 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 Zapfen I. 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 Zapfen 1 erfaßten Gegenstandes A einwirkt. Der Schalter wird deshalb vorzugsweise mit Lasteinstellmittel 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 Zapfen 1, der Druckluftzylinder 4, der Befestigungsplatten 5 und der anderen damit verbundenen Teile nicht schließt.
An der Basisplatte 8 ist eine Führungshülse 10 festgemacht, die den Heber 2 umschließt. Eine Einrichtung zur Erfassung der Vertikalverschiebur g des Hebers 2 ist zwischen der Führun hülse 10 und dem Heber 2 angeordnet.
Die obenerwännte Erfassungseinrichtung umfaßt gemäß F i g. 1 eine Kette 13 und Kettenräder 14, 15 und 16, wodurch eine Drehzahlreduzierung 11 betätigt wird. die eirvn Impulsgenerator 12 antreibt. Die Kette 13 ist mit den Enden am unteren bzw. oberen Ende des Hebers 2 festgemacht, während der dazwischenliegende Abschnitt über die Kettenräder 14, 15 und 16 läuft, die an der Führungshülse 10 drehbar gelagert sind. Die Drehung des Kettenrades 16 wird auf die Drehzahlreduzie;'ung 11 übertragen, die an der Führungshülse 10 festgemacht ist und wiederum den Impulsgenerator 12 antreibt. Beim Heben und 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 dne Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung umgewandelt, die zur Betätigung des Impulsgenerutors 12 ausgenutzt wird. Der Impulsgenerator kam beispielsweise je nach Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Hebers 2 ein positives oder negatives Impulssignal lie.ern.
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 an/eigen. Die Niveauanzeige- und -meßeinrichtung 9 ist ebenso wie die Betätigungsmittel für die Hubeinrichtung 6 um! zum Öffnen und Schließen der Zapfen 1 in der Kra"Ätbine untergebracht. Hydraulische Einrichtungen. Drucklufterzeuger usw. sind an den Kran montiert.
Anstelle der KtUe 13 mit den Ketteni ädern 14, 15 und 16 für die Fürfassungseinrichtung kann ein..· Anordnung mit Zahnstange und Zahnrad verwendet werden.
Zur Erläuterung der Austauschvorrichtung für Gegenstände wird auf Fig. 3 Bezug genommen, Für das Alisführungsbeispiel 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 Zapfen 1 die
verbrauchte Anode A erfassen können. (Da zu diesem Zeitpunkt der Lastschalter 7 nicht durch einen Gegenstand belastet ist. arbeilet die Niveaumeß- und -anzeigeeinrichtung 9 nicht.) Die Anodenspanneinrichlung des Flektrolvseofens wird geöffnet, wenn der Heber 2 etwas angehoben wird, wobei die Zapfen 1 die verbrauchte Anode A erfassen und dadurch den Lastschalter 7 sehließen. In der Regel ist ein Träger des filektroKseofeiis mit einer Reihe von Anodenspanneinrichtungcn für mehrere Anoden ausgerüstet, die jeweils ilen mittleren Teil des .Schaftabschnittes A einer Anode • Tfinwr Der Träger wird so gesteuert, daß der Spalt /■■'. ιηΙί ■ 11'.τ I 'iiiei seil'.- der Am «le und dem geschmol-"■Tι·Ί1 A iüii'Miii'ini H im < 'fen konstant bleibt. Der Träger ■ml ilii. Xncdensp.innemrichtungen sind in der Zeich ■"ir-·: ti κ dt dargestellt.
Ut-r." der Heber 2 etw as nach oben geht, erfassen die /.!P!'"i t die verbrauchte Anode A. das Spiel wird ,( i^Le1·- haltet, und das (iewicht der verbrauchten Aic-m- Λ'ΐλί .mi urr' ί .»5>iN^'fi*tiii--r 7. mi ti ,ι i.i uie>ei ..·■.■■-, hin·.',; η wird, worauf die Klemmwirkung der ■\ hi'(IeIiSp1In nein rieh tu ng am I rager aufhört.
Wesentlich fur die erfindungsgeniaße Vorrichtung. die I cha' bei der Niveau messung vermeidet, ist. daß die '.'■!■hi,!Ui.iHe Ariele genau auf dem gleichen Niveau i.'e;".ilt'-n wird, wenn die Klemmwirkung der Anoden-■',Vi-iiieinrk htuniT aufhört, wie vor dem Lnde tier Klemmwir'· ,ng. leiter dieser Voraussetzung wird die \blesung der \;veaiimeß- und -anzeigeeinrichtung 9 .:uf 0 zuruckges'elh. U.e '.erbrauchte Anode -\ w:rd von !er Hubeinrichtung 6 über den Heber 2 auf eine T't'Mimmte Hohe angehoben. Die Verschiebung der ■.erbrauchten Anode 4 aus der ursprünglichen Stellung ■:■■ diese Hohe wird von der \ive.iumeß- und ,ιΓι/e:L'eeinrichtung 9 ,: ngezeigt.
Die gesamte Austauschvorrichtung bewegt sieh dann 1H >rvm',ιI πίIteis des Deckenfahrkranes an eine andere VcMe. '.> oe the verbrauchte Anode 4 auf e'iicn f ■el;-L-nl-!.irdstisi. h C abgelegt wird. Nach dem Ablegen .1··' verbrauchten Anode auf den lisch ( öffnet der I ..·.-;^cKiher 7. da kein Gew icht mehr auf ihn w irkt. Die /■)pfer·- 1 M-id offen. Die Meßeinrichtung 9 L'ibt einen V'. eaiiiin'er'-i-hied /zwischen dem Niveau der l'ntersei- -e der ·. err-rauehten Anode 4 im Fle'ktrolyseofen und '.:' Oberseite dos GewenMandstnches fan.
Auf de" fiegens'andstiseh Cw rd eine neue Anode A l'-JclT -. dall ei.'!<- N,\eau der verbrauchten und der •"•euen A n· ,de gieich ist. Die reue Anode 4 wird ν on der ■'•.::·!,: ;< .hvorrii htunj abgeh.oK Ir-- dem Augenblick in .:-.:r d'e vor "!en Zapfen 1 erfaiite neue Anode den Gegenstand ''sch Cv erläßt, wird durch ihr Gewicht der !..^•.s.r.'l'e' 7 sevNos^er D;·:· rfuc Anode A-, wird vor. de- H ,beir-r'1-h..ung ;:u' eine geeignete Hohe angehoben ip.ri vom [Jeck'Tifahrkran horizontal an die Steile gebracht, die die verbrauchte Anode 4 vorher einnahm. Ar d'oser Steile wird die neue Anode von der !•'ibenri-jh-iung ft ■·'; lange abgesenkt, bis die Ablesung r: :;' J.(:T N;1. e.:üme:j- und anzeigeeinrichtung 9 den Wert '': ■::"-·:.:'";:. Die l.'n'erser.e der neuen Anode A hat dann d.i- ■.":->ich-; \!i.cau wie vorher die verbrauchte Anode .4.
.S:i'i.jne wird die neue Anode .4-, von der
-'- r-:der;- -.:.reinrir htung des Trägers festgeklemmt. V:;h dorr, Festklemmen der neuen Anode öffnen die Zapfen 1 und der Anodenaustausch ist beendet.
Zu beachten ist. daß die neue Anode An und die verbrauchte Anode A unterschiedlich lang sind. Auch wenn der Schaftabschnitt A'von neuer und verbrauchter Anode gleich lang ist. besteht, ein Stärkenunterschied der riektrodenabschnitte 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 /!"greifen die Zapfen I. Die Stellung der verbrauchten Anode A, an der sie von den Zapfen I erfaßt wird, und die Stellung der neuen Anode An. an der sie von den Zapfen erfaßt wird, sind somit im Niveau auch dann nicht gleich, wenn sie auf dem Ciegcnstandstisch C auf dem gleichen Niveau liegen In der Regel ist die Grcifstellung der neuen Anode höher.
Ls sei angenommen, daß bei der erfindungsgemäßen Austauschvorrichtung der impulsgenerator 12 und die Niveaiimcß- und anzeigeeinrichtung 9 direkt mileinan-I -. — . . — ..U. . — J — .. ~1 ~ ,J ~ U π „ ,1 — π 1 .» .-t
Ablesung auf dem Niveaumeß- und -anzeigegerät 9 auf 0 zurückgestellt ist. an der Stelle, an der die verbrauchte Anode A am F.lektrolyseofen von den Zapfen 1 erfaßt ist und die neue Anode Λ> zum Austausch auf dem Gegenstandstisch C erfaßt und in eine Stellung über dem F.lektrolyseofen transportiert ist und so weit abgesenkt ist. bis die Ablesung des Niveaumeß- und -anzeigegerätes den Wert 0 erreicht, wie oben beschn: '.jsn. so ist das Niveau der I Interseite der neuen Anode An tiefer als das Niveau der Unterseite der verbrauchten Anode A. und zwar um einen Betrag, der dem Verbrauch der allen Anode entspricht.
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 Niveaumeß- und -anzeigegerätes 9. Dadurch wird eine Änderung der Greifstellung der Zapfen I. entsprechend dem Verbrauch der alten Anode, automatisch kompensiert. Diese Kompensation wird durch den Lastschalter 7 erreicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde für den Austausch von Anoden eines Aluminiumelektrolyseofens erläutert. Sie ist jedoch 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 erfindungsgv.näße Vorrichtung der Niveauunterschied in den Gegen standstischen 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 Zapfen 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Austausch von Gegenständen, wobei ein verbrauchter und an einer bestimmten Stelle auf einem gegebenen Niveau gehaltener Gegenstand gegen einen an einer anderen Stelle getragenen Gegenstand austauschbar ist, mit einer horizontal hin- und herbewegbaren Transporteinrichtung zum Transportieren des Gegenstands zwischen den beiden Stellen, mit einer mit der Einrichtung verbundenen Hubeinrichtung zum Heben und Senken der Gegenstände, mit einer an der Transporteinrichtung angeordneten und nach unten über sie hinausragenden Führungsbüchse, mit einer an einem Ende der Hubeinrichtung befestigten Greifvorrichtung zum Greifen der Gegenstände, mit einer Meßeinrichtung zum Messen der Vertikalverschiebung der Gegenstände, welche mit der Hubeinrichtung verbunden ist, mit einem mit der Meßeinrichtung verbundenen Impulsgeber zur Erzeugung eines Signals entsprechend der Vertikalverschiebung der Gegenstände, mit einer mit dem impulsgeber verbundenen Meßeinrichtung zum Aufzeigen des Niveaus der Gegenstände und mit einem Tisch zur Auflage des verbrauchten Gegenstandes, auf welchem der auszutauschende Gegenstand auf gleichem Niveau lagert, dadurch gekenn7eichent, daß die Meßeinrichtung zum Messen der Vertikalverschiebung der Gegenstände zwischen der Führungshülse (10) und der Hubeinrichtung (6) angeordnet ist, daß die Vorrichtung einen zwischen der Transporteinrichtung (8) und der Hubeinrichtur.j (6) angeordneten, mit der Meßeinrichtung (9) verbundenen Lasthalter (7) aufweist, wobei die Meßeinrichtung (9) nur dann betätigbar ist, wenn die Greifvorrichtung (1,4) die Gegenstände (A, Ao) ergreift und die Hubvorrichtung (6) ihrem Gewicht ausgesetzt ist. wodurch der Lastschalter (7) eingeschaltet ist, und daß die Vertikalbewegung der Hubeinrichtung (6) angehalten ist, sobald die Greifvorrichtung (I1 4) den verbrauchten Gegenstand (A) ergreift, was ein Anzeigen eines vorbestimmten Bezugswertes durch die Meßeinrichtung (9) bewirkt, wodurch der verbrauchte Gegenstand (A) durch den neuen Gegenstand (Ao) bei einem bestimmten Niveau austauschbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (9) eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Vertikalverschiebung der Gegenstände (A. Ao) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (9) die Vertikalverschiebung der Gegenstände (A, A0) gegenüber der Hubeinrichtung (6) gegenüber einem bestimmten Niveau algebraisch berechnet und an einer beliebigen Stelle auf Null rückstellbar ist.
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