DE2842043C2 - Vorrichtung zum Transport zylindrischer Gegenstände aus Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Transport zylindrischer Gegenstände aus Stahl gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der CA-PS 960163 bekannt.

Wenn in Walzwerken die hergestellten Stahlrohre in einer einzigen Produktionslinie transportiert werden sollen, wird bei Rohren mit mittlerem Durchmesser ein Rollenförderer und bei Rohren mit kleinem Durchmesser ein Kettenförderer mit Zusatzeinrichtungen benutzt. Wenn sie von einer zur anderen Pro: duktionslinie, in Wartestellungen für vorausgehende und nachfolgende Bearbeitungsmaschinen und zur Inspektion transportiert werden sollen, werden mehrere parallel zueinander angeordnete Rollschienen benutzt, die so stark geneigt sind, daß die Stahlrohre die Schienen hinabrollen. Bei dieser Rollbewegung auf den Rollschienen stoßen die Stahlrohre aufeinander, so daß starke Geräusche entstehen, die über weite Strecken übertragen werden können. Bei leichten Rohren mit kleinem Durchmesser ist die Aufschlagenergie gering, jedoch ist die Transportgeschwindigkeit höher. Beim Abrollen derartiger Stahlrohre ist daher der entstehende Geräuschpegel praktisch ebenso hoch. Dieses Geräuschproblem ist hinsichtlich der Geräuschschädigungen und Arbeitsbedingungen s äußerst ernst, so daß dringend geeignete Gegenmaßnahmen-erforderlich sind.

Der Stand der Technik und die Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

ίο Fig. la die schematische Seitenansicht einer Anordnung mit geneigten Rollschienen einer Transportvorrichtung, auf denen die Stahlrohre hinabrollen,

Fig. Ib in einer grafischen Darstellung die Änderung der Roll- oder Kollisionsgeschwindigkeit der rol-

u !enden Stahlrohre und des bezüglich des Rollabstandes erzeugten Geräusches bei der Anordnung der Fig. la,

Fig. 2 in einem Diagramm die Änderung der Rollgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Transportab-

stand, wenn die Stahlrohre unter verschiedenen Bedingungen die geneigten Rollschienen einer Transportvorrichtung mit einer magnetischen Bremseinrichtung hinabrollen,
Fig. 3 in schematischer Darstellung die Änderung

a der Rollgeschwindigkeit bei magnetischer Regelung oder Steuerung durch die magnetische Bremseinrichtung,

Fig. 4 bis 6 die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung, eine Draufsicht auf einen

so Teil der Vorrichtung der Fig. 4 bzw. den Querschnitt eines Teils derselben und

Fig. 7 den Aufbau einer weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung. Fig. Ib zeigt im Diagramm die Änderung der RoIl-

oder Kollisionsgeschwindigkeit und des Geräuschpegels in Abhängigkeit vom Rollabstand, wenn die Stahlrohre unter dem Einfluß ihres Eigengewichts die geneigten Schienen der Transportvorrichtung der Fig. la hinabrollen.

« Gemäß Fig. Ib kann der entstehende Geräuschpe- * gel durch Verminderung der Kollisionsgeschwindigkeit ν vermindert werden, weil die beim Aufprall entstehende Geräuschenergie bei niedrigeren Geschwindigkeiten abnimmt. Der Kollisionsgeräuschpegel soll

« von 110 bis 120 dB(A), bei dem die Arbeiter schwer geschädigt werden können, auf 85 dB(A) abgesenkt werden, einem Geräuschpegel, der etwa ebenso hoch ist wie der Hintergrund-Geräuschpegel in typischen Fabriken. Hierzu muß die Kollisionsgeschwindigkeit

so auf weniger aus 0,2 m/s vermindert werden, wodurch die Aufschlagenergie auf 1/1000 bis 1/10000 ihres üblichen Wertes abgesenkt wird.

Aus der DE-OS 2622936 ist bereits eine Transportvorrichtung mit geneigten Schienen mit einer magne-

tischen Bremseinrichtung für die rollenden Rohre bekannt, bei der die Stahlrohre unter ihrem Eigengewicht die Schienen hinabrollen, wobei eine magnetische Bremseinrichtung zur Verminderung der Transportgeschwindigkeit der Stahlrohre dient. Die magne-

W tische Bremseinrichtung enthält mehrere längliche Magnetkernstangen, die sich quer über die Schienen erstrecken, sowie elektromagnetische Spulen; die um die Stangen gewickelt und zwischen nebeneinander liegenden Schienen angeordnet sind. Die RoIIge-

schwindigkeit der Stahlrohre wird durch die von dem Magnetfluß erzeugte Bremskraft vermindert, der durch die elektromagnetischen Spulen erzeugt wird.

Die elektromagnetische Spule kann auf zweierlei

Weise erregt werden. Nach der CA-PS 960163 wird ein fester Gleichstrom zur Erregung verwendet, während nach der DE-OS 2622936 die Polarität des Gleichstroms periodisch umgekehrt wird. Die dabei auf die Stahlrohre ausgeübte Bremskraft setzt sich kombiniert zusammen aus

1. der magnetischen Anziehungskraft durch den durch die Spulen entwickelten Magnetfluß,

2. der Reibung zwischen den Stahlrohren und den Schienen, die durch die magnetische Anziehung erhöht wird und

3. die durch die Wirbelströme erzeugten Kräfte, die durch den magnetischen Fluß in den rollenden Stahlrohren entstehen.

Bei Erregung durch konstanten Gleichstrom nimmt die Rollgeschwindigkeit der Rohre infolge ihres Eigengewichts anfänglich allmählich zu. Darauf wird die magnetische Bremskraft durch die Magnetspulen wirksam und verzögert die erhöhte Rollgeschwindigkeit. Dieser Zustand der Rollgeschwindigkeitsänderung ist in Fig. 2 durch die Kurven S und R angedeutet. Bei diesem Verfahren ist es jedoch mühsam und zeitraubend, die Größe des Erregerstroms entsprechend der Größe der zu transportierenden Stahlrohre einzustellen. Ist nämlich der Erregerstrom zu gering, so werden die Stahlrohre nur unzureichend gebremst. Ist er dagegen zu hoch, so werden die rollenden Rohre stark verzögert und schließlich stillgesetzt. Bei der periodischen Umkehr des Gleichstroms ändert sich die Rollgeschwindigkeit der Stahlrohre gemäß Fig. 3 mit den periodischen Änderungen der Polarität. Ik diesem Fall beträgt die umgekehrte Erregung etwa 50% der vorwärts gerichteten Erregung, so daß der beim Abschalten der Vorwärtserregung vorhandene Restmagnetismus gelöscht oder aufgehoben wird. Die Erregungszeit in Vorwärtsrichtung beträgt üblicherweise 1 bis 3 s und die in Rückwärtsrichtung 0,5 bis 1,5 s. Zur Erleichterung der abwechselnden Erregung vorwärts und rückwärts kann ein Doppelkonverter-Thyristorschalter verwendet werden.

Fig. 3(b) und (c) zeigen die Änderung der Erregerspannung und des Erregerstroms durch eine Magnetspule während der Vorwärtserregung 71 und der Rückwärtserregung 73. Während der Vorwärtserregung wird ein Rohr an die magnetisierten Schienen angezogen und daher durch diese gebremst. Während der Rückwärtserregung werden die Schienen entmagnetisiert, so daß die Rohre ungebremst ausschließlich unter dem Einfluß ihres Eigengewichts die Schienen hinabrollen können. Diese abwechselnde Erregung und Gegenerregung, durch die die rollenden Stahlrohre gebremst und freigegeben werden, wird wiederholt, bis die Rohre die Enden der Schienen erreichen. Auf diese Weise werden die rollenden Stahlrohre bei Erregung verzögert und bei Gegenerregung wieder beschleunigt. Wird die bei Erregung erzeugte magnetische Kraft ausreichend gesteigert, so wird die Rollgeschwindigkeit der Stahlrohre gleich 0, d. h., sie werden stillgesetzt. Die Rohre werden also »schubweise« transportiert, wie durch die Kurve P in Fig. 2 gezeigt.

Bei der in der CA-P? 960163 beschriebenen Transportvorrichtung sind mehrere Magnetkernstangen parallel und in einem Abstand über mehrere geneigte, sich parallel zueinander und in Längsrichtung erstrekkende Schienen angeordnet, und es sind elektromagnetische Spulen um die Karnstangen gewickelt, während jede angrenzend an die Schienen angeordnet ist. Der durch jede elektromagnetische Spule erzeugte Magnetfluß läuft über einen TeO jedes Magnetkerns, der sich zwischen nebeneinander liegenden Schienen erstreckt, über die Schienen und die auf den Schienen rol'enden Stahlrohre. Demzufolge ist der Weg des Magnetflusses verhältnismäßig lang, so daß eine große elektrische Leistung erforderlich ist, um die Stahlrohre in der notwendigen Weise zu bremsen.

ία Darüber hinaus liegen die elektromagnetischen Spulen zwischen den Schienen frei, so daß sie leicht zerstört werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Transport zylindrischer Gegen-

u stände aus Stan! zu schaffen, bei der bei einfachem Aufbau und wirksamem Schutz der elektromagnetischen Spulen die Gegenstände möglichst wirksam gebremst werden.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Spulen im Stegbereich der mittleren Rollschienen sitzen, sind sie vor äußeren Beschädigungen wirksam geschützt. Dabei ist der magnetische Pfad verhältnismäßig kurz, weil der Abstand zwischen der mittleren Rollschiene und den beiden äußeren Rollschienen nicht durch die elektromagnetische Spule beschränkt ist. Aus diesem Grund lassen sich bei der erfindungs-

% gemäßen Vorrichtung starke magnetische Flüsse erzeugen, die den die geneigte Ebene hinabrollenden Gegenstand wirksam schützen. Der elektromagnetische Fluß jeder Spule verläuft durch vier unterschiedliche, je verhältnismäßig kurze magnetische Pfade, so

3f daß der Gesamtbetrag des magnetischen Flusses, der auf den abrollenden Gegenstand bremsend wirkt, praktisch unverändert und verhältnismäßig hoch ist, und zwar unabhängig von der Stellungsänderung des Gegenstandes gegenüber den elektromagnetischen

«ι Spulen.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.
Zur weiteren Erläuterungen der Erfindung wird auf die Figuren 4 bis 7 Bezug genommen.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Transportieren zylindrischer Gegenstände aus Stahl. Sie enthält vier Gruppen von Roll-Schienenanordnungen. Die Anzahl der Gruppen kann natürlich

χ entsprechend der Länge der zu transportierenden Stahlgegenstände gewählt werden. Jede Schienenanordnung enthält drei Schienen 21, 22a und 22b, die die Stahlrohre aufnehmen und einen Teil des Weges des von der elektromagnetischen Spule 27 erzeugten

ss Magnetflusses bilden.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Anordnung der Fig. 4; Fig. 6 zeigt den Querschnitt VIII-VIII der Fig. 5.
Gemäß Fig. 6 sind die Schienen 21, 22a und 22b

μ zusammen mit Eisenkernen 23, 28a und 2Sb mittels Schraubbolzen 26, 26', 29a und 29b auf einer Stahlplatte 24 befestigt. Die Stahlplatte 24 ist zusammen mit dem Eisenkern 23 auf einem in besonderer Art gefoi.nten Träger 25 befestigt, und zwar mittels der

6s Schraubbolzen 26 und 26'. Eine Rippe 32 dient zur Verstärkung des Trägers 25. Es kann eine geeignete Anzahl von Rippen vorgesehen werden, um die Stahlrohre 10, die Schienen. Stahlplatten, Magnetkerne,

Spulen usw. in ausreichender Weise zu stützen. Ein Teil des von der Magnetspule 27 erzeugten Magnetflusses verläuft durch einen magnetischen Weg, der durch gestrichelte Linien angedeutet ist und den Eisenkern 23, die Schiene 21, das Stahlrohr 10, die Schiene 22a, den Eisenkern 28a und die Stahlplatte24 umfaßt. Ein weiterer Teil des Magnetflusses verläuft durch einen weiteren, durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Weg, der symmetrisch zu dem vorstehend beschriebenen Weg liegt. Das heißt, die elektromagnetische Spule und die Eisenkerne sind in ummantelter Bauform angeordnet. Die Schiene 21 und der Kern 23 dienen als ein Innenpol bzw. als ein innerer Pol-Eisenkern, die Schiene 22a und der Eisenkern 28a als äußerer Pol bzw. als äußerer Pol-Eisenkern. Die Stahlplatte 24 dient als Joch. Ebenso dienen die Schiene 226 und der Kern 286 als Außenpol bzw. äußerer Pol-Eisenkern. Der innere Pol 21 und die äußeren Pole 22a und 226 sind so angeordnet, daß ihre oberen Oberflächen im wesentlichen miteinander fluchten. Eine Zuleitung 30 der Magnetspule 27 verläuft durch einen Verdrahtungskanal bzw. zu einem Anschlußkasten 31, der auf einer Seite der Rippe 30 des Trägers 25 befestigt ist und zum Anschluß einer nicht gezeigten Steuereinrichtung dient.

Gemäß Fig. 5 sind die Innenpolkerne 23 in einer Reihe unter dem Innenpol 21 angeordnet; ihre Abstandsteilung beträgt L. Die äußeren Polkerne 22a und 28b unterhalb der äußeren Pole 22a und 226 sind auf der Mittellinie jeder Teilung angeordnet; die Teilungen für die inneren Pol-Eisenkerne 23 sind im wesentlichen gleich der Teilung L₀. Der innere Polkern 23 ist von der Erregerspule 27umschlossen, nicht jedoch die äußeren Pol-Eisenkerne 28a und 286. Es sei nun angenommen, daß die Erregerspule 27 derart erregt wird, daß die magnetische Schiene 21 und der Innenpol 23 den N-PoI und die magnetischen Schienen 22a und 22b als Außenpol den S-PoI bilden.

Im folgenden seien zwei verschiedene Lagen des Stahlrohrs betrachtet:

1. Befindet sich das Stahlrohr 10 im wesentlichen rechts oberhalb der Mitte des Innenpols 23, so bilden sich vier geschlossene, symmetrische magnetische Schleifen P für den Magnetfluß einer Erregerspule durch den inneren Eisenkern 23, die innere magnetische Polschiene 21, das Stahlrohr 10, die äußeren magnetischen Polschienen 22a oder 226, den äußeren Pol-Eisenkern 28a oder 286 und das Joch 24. Die in den geschlossenen Schleifen P durch den Magnetfluß erzeugte

Anziehungskraft dient als Widerstand gegen die Bewegung des Stahlrohrs 10 aus der vorliegenden Stellung in Längsrichtung der Schienenanordnung.

2. Befindet sich das Stahlrohr 10 oberhalb der äußeren Pole 28a und 286, so bilden sich vier geschlossene, symmetrische Schleifen Q durch das Stahlrohr für die Magnetflüsse der beiden vorhandenen Spulen, wobei jede Schleife die gleiche Weglänge für den Magnetfluß bildet wie im Fall (1). Die durch die Magnetflüsse erzeugte Anziehungskraft dient ebenfalls als Widerstand gegen die Bewegung des Stahlrohrs 10 aus der vorliegenden Stellung in Längsrichtung der Schienen.

In den beiden Fällen (1) und (2) haben die vier geschlossenen MagnetSußpfads gleiche Länge. Im Fall (1), d. h., wenn das Stahlrohr 10 sich oberhalb des inneren Pol-Eisenkerns 23 befindet, bilden sich vier geschlossene Magnetpfade aus, und zwar durch den inneren Pol-Eisenkern, eine Erregerspule und vier äußere Pol-Eisenkerne. Im Fall (2), d. h., wenn sich das Stahlrohr 10 oberhalb der äußeren Pol-Eisenkerne 28a und 286 befindet, bilden sich vier geschlossene Magnetpfade aus, und zwar durch die beiden inneren

Pol-Eisenkerne, zwei Erregerspulen und zwei äußere Pol-Eisenkerne. Vergleicht man die beiden Fälle, so verläuft der Weg für einen gesamten effektiven Magnetfluß durch einen inneren Pol-Eisenkern, ein Stahlrohr, zwei äußere Pol-Eisenkerne, und ein Joch,

so daß die effektiven Magnetpfadlängen in beiden Fällen im wesentlichen zueinander gleich sind.

Mit anderen Worten, der innere Pol-Eisenkern 23 und die äußeren Pol-Eisenkerne 28a und 286 sind zickzackförmig angeordnet, so daß die effektiven

magnetischen Weglängen unabhängig von der Lage des Stahlrohrs 10 verhältnismäßig kurz und im wesentlichen gleich sind.

Wie erwähnt, kann zur Erregung der Magnetspulen ein Gleichstruin fester Polarität verwendet werden.

Bei der Anordnung der Fig. 4 kann z. B. der Spule ein konstanter Gleichstrom zugeführt werden, so daß die inneren Pole stets den Nord- und das Joch stets den Südpol darstellt. Vorzugsweise werden die Polaritäten des Gleichstroms abwechselnd und periodisch

geändert.

Die räumlichen Abmessungen jeder Schienenanordnung werden nach der Größe der zu transportierenden Rohre usw. bestimmt. Typische Abmessungen sind in der der Beschreibung folgenden Tabelle

angegeben.

Tabelle

Art	MR8- MR8- E2B E2C	MR15- E4A	MR15- E5C	MR15 E5A	■ MR15- E5C	455	-MR15- E6A	MR15- E6C
Breite der Schiene (mm)	255 255	400	400	500	500	600	600
Teilung der Magnet spulen lpj (mm)	315 250 .	500	250	500	250	500	250
Kerndurch- innen messer (mm) außen	80 60		80		150 110		110
Magnetspule (Nennwerte)	150V= ,0,2A			220V=,0,59A
Einheitsgewicht kg/Einheit/m	115 120	305	350	415	485	530

(Fortsetzung Tabelle)

Art	MR8- E2B	MR8- E2C	MR15- E4A	MRlS- E5C	MR15- E5A	MR15- E5C	MR15- MR15- E6A E6C
elektrische Ein heitsleistung kw/Einheit/m	0,07	0,09	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2 0,4
Breite der Schieneneinheit L (mm)		310		460		560	660
Einheits-Brems- energie E- (N-m/Einheit)	1,59	2,29	8,15	11,5	16,5	25,0	37,3 54,2
Stahlrohrgröße	kleiner Durchm. (13 beim Schweißen		bis T	4-20" Nahtlos 4-16"	Nahtlos (mittl. Größe)

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Äusführungsform der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung. Der Grundaufbau mit den Schienen 21,22a und 22fr, den Magnetkernen 23, 28a und 28fr, der Stahlplatte 24 und dem Träger 25 ist der gleiche wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Bei der Ausführungsform der Fig. 9 sind zusätzlich mechanische Bremseinrichtungen mit federnden oder nachgiebigen Puffern 34a und 346 zwischen den Schienen 21 und 22a und den Schienen 21 und 22fr vorgesehen. Die Puffer 34a und 34fr, die aus geschäumtem Polyurethan bestehen, sind auf einer nichtmagnetischen Platte 33 aus Aluminium, nichtrostendem Stahl od. dgl. befestigt und an den unteren Oberflächen der Schienen 21, 22a und 22fr derart befestigt, daß die obere Oberfläche jedes Puffers 2 bis 5 mm höher liegt als die oberen Oberflächen der Schienen. Wenn das Stahlrohr 10 abrollt, werden die nachgiebigen Puffer deformiert und absorbieren einen Teil der Rollenergie des Rohres; die Puffer bewirken also zusammen mit der magnetischen Bremskraft eine wirksame Bremsung der rollenden Rohre.
Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen er-

gibt, sind also die magnetischen Weglängen des von den Magnetspulen erzeugten Magnetflusses unabhängig von der Lage des Stahlrohrs verhältnismäßig kurz. Verglichen mit der bekannten Kernanordnung wird der Streufluß um etwa 20 bis 30% verringert. Der

so magnetische Wirkungsgrad wird hierdurch merklich verbessert, und es treten Leistungseinsparungen von etwa 50% ein. Die Leistungsersparnis wird durch die nachgiebigen Puffer bei Erhöhung der Bremswirkung weiter gesteigert. Da weiter bei der erfindungsgemä-

3s ßen Transportvorrichtung die Spulen ummantelt sind, sind Beschädigungen durch äußere Einflüsse unmöglich.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

230242/459

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Transport zylindrischer Ge· genstände aus Stahl, mit mehreren, eine geneigte Ebene bildenden Rollschienen, die durch ein das Auflager für die Rollschienen bildendes Joch magnetisch miteinander gekoppelt sind, und mit einer magnetischen Bremseinrichtung mit wenigstens einer elektromagnetischen Spule zur magnetischen Steuerung der Rollgeschwindigkeit der Gegenstände während des Transports, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollschienen (22a, 21,226) zu Dreiergruppen zusammengefaßt sind, daß die mittlere Rollschiene (21) von mehreren in Längsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Eisenkernen (23) mit je einer darauf gewickelten elektromagnetischen Spule (27) unterstützt ist, daß die äußeren Rollschienen (22a, 22fr) von mehreren in Längsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Eisenkernen (Άα, Xb) unterstfitzt sind, und daß die die äußeren Rollschienen unterstützenden Eisenkerne in einer mittleren Lage zwischen benachbarten, die innere Rollschiene unterstützenden Eisenkernen angeordnet sind.

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Auflageeinrichtungen mit einem starren tragenden Rahmen, der sich im wesentlichen parallel zu den Rollschienen (21,22a, 22b) erstreckt und einen Auflageflansch aufweist, wobei der Jochabschnitt aus einer Stahlplatte (23) besteht, die sich in Längsrichtung der Schienen erstreckt und auf dem Auftegeflansch befestigt ist, wobei die Schienen und die Eisenkerne auf die Stahlplatte geschraubt sind.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch nachgiebige Puffer (34a, 346) mit einem länglichen nachgiebigen Teil, das zwischen die Schiene des inneren Polabschnitts und die Schiene jedes der äußeren Polabschnitte paßt und dessen Oberfläche über die geneigte Auflageebene hinausragt.