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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Aufschütten von Beschickungsgut in Elektroden, die bei der Herstellung von Elektroden
angewendet werden.
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Bekannt ist ein Verfahren zum Aufschütten von Besckickungsgut in Elektroden,
bei dem auf ein sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegendes Profilband Beschickungsgut
aufgeschüttet wird. Die Kontrolle der Menge des aufgeschütteten Beschickungsguts
erfolgt, indem der fertige Elektrodendraht geöffnet und die Schichtmenge pro Bandeinheit
gemessen wird, wonach, den erhaltenen Angaben entsprechend, die Menge des aufgeschütteten
Beschickungsguts geändert wird.
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Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die Unmöglichkeit, ständig eine
lineare Abhängigkeit zwischen der Bandgeschwindigkeit und der pro Bandeinheit aufgeschütteten
Beschickungsgutmenge zu unterhalten, da die auf eine Bandeinheit aufgeschüttete
Beschickungsgutmenge sich in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Beschickungsguts
- Feuchtigkeit, Körnung, Kornform und Komponentenzusammensetzung ändert. Außerdem
ändert sich die Beschlckungsgutmenge pro Bandeinheit in Abhängigkeit vom tecnr.lschen
Zustand der Dosiervorrichtung.
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Die Einstellung des "-üllungsgrades ist ein langwieriger und arbeitsaufwendiger
Vorgang, der die Zerstörung der Fertigproduktion en#ordert. Die aufgeschüttete Beschickungsgutmenge
wird manuell mittels Waagen gemessen, was mit einem wesentlichen Zeitaufwand verbunden
ist.
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Die bekannte Vorrichtung zum Aufschütten von Beschickungsgut besteht
aus einer Dosiervorrichtung, die durch eine Regelvorrichtung mit dem Geschwindigkeitswandler
des Bandes
verbunden ist, der seinerseits mit den Antriebsrollen
mechanisch gekoppelt ist.
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Die Nachteile der bekannten Vorrichtung sind auf die Nachteile des
bekannten Verfahrens zurückzuführen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Aufschütten von Beschickungsgut in Elektroden zu schaffen, die eine konstante Beschickungsgutmenge
pro Bandeinheit gestatten.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Pufachütten
von Beschickungsgut in Elektroden gelöst, bei dem das Beschickungsgut auf ein sich
mit konstanter Geschwindigkeit bewegendes Profilband aufgeschüttet wird, wobei die
Mange des aufgeschütteten Beschickungsgutes automatisch, je nach der mittels Ultraschallimpulse
bestimmten Abweichung des Niveaus des tatsächlich aufgeschütteten Beschickungsguts
von dem vorgegebenen erforderlichen Niveau geregelt wird.
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Außerdem wird die Aufgabe auch durch eine Vorrichtung zum Aufschütten
von Beschickungsgut in Elektroden gelöst, die aus einem Rechteckimpulsgenerator
besteht, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Frequenzteilers verbunden ist, wobei
der Ausgang des letzteren mit dem Eingang für die Synchronisation der Folgefrequenz
des Impulsgenerators in Verbindung steht, dessen Ausgang seinerseits an einen Ultraschallfühler
gekoppelt ist. Der Ultraschallfühler ist starr befestigt und senkrecht nach unten
über dem sich unter ihm in waagerechter Richtung bewegenden Netallprofilband gerichtet,
wobei er gleichzeitig mit dem Eingang eines Begrenzungsverstärkers verbunden ist,
dessen Ausgang mit einem der Eingänge einer ersten UND-Schaltung mit zwei Eingängen
in Verbindung steht, und der andere Eingang dieser Schaltung am Ausgang eines ersten
Verzögerungselements gekoppelt ist, dessen Bingang mit dem Ausgang des Teilers verbunden
ist. Der Ausgang
der ersten UND-Schaltung ist an den Eingang R eines
ersten RS-Triggers gekoppelt, dessen Ausgang S mit dem Teiler verbunden ist. Sein
direkter Ausgang ist an den Eingang einer zweiten UND-Schaltung mit zwei Eingängen
angeschlossen, deren Ausgang mit dem Eingang eines ersten Zählers verbunden ist.
Der Nulleingang des ersten Zählers ist an den Ausgang des Teilers angeschlossen
und die entsprechenden Ausgänge des Zählers sind parallel mit den entsprechenden
Eingängen eines Dekoders verbunden, dessen N-Ausgang an den Eingang R eines zweiten
RS-Triggers gekoppelt ist, dessen Eingang S mit dem Teiler in Verbindung steht.
Sein direkter Ausgang ist an einen der Eingänge einer dritten UND-Schaltung mit
zwei Eingängen angeschlossen. Der zweite Eingang der dritten UND-Schaltung ist mit
dem Ausgang eines Differenzier-Formier-Kreises verbunden, dessen Eingang an den
direkten Ausgang des ersten RS-Triggers gekoppelt ist. Der Ausgang der dritten UND-Schaltung
ist mit je einem der Eingänge einer ersten Gruppe von UND-Schaltungen mit zwei Eingängen
verbunden, deren Zweiteingänge mit den entsprechenden Ausgängen des ersten Zählers
in Verbindung stehen, und deren Ausgänge an die entsprechenden Eingänge eines Rechenwerks
angeschlossen sind. Die anderen Eingänge des Rechenwerks sind mit den Ausgängen
einer zweiten Gruppe von UND-Schaltungen mit zwei Eingängen verbunden, von denen
je ein Eingang mit dem Ausgang eines zweiten Zählers in Verbindung steht, und deren
Zweiteingänge mit den entsprechenden Ausgängen eines dritten Zählers gekoppelt sind,
dessen Eingang mit dem Ausgang einer dritten Zweieingangs-UND-Schaltung verbunden
ist. Der #.uilstelleingang des dritten Zählers ist mit dem Ausgang eines zweiten
Verzögerungselements verbunden, dessen Eingang mit dem Ausgang des zweiten Zählers
in Verbindung steht. Die Ausgänge mit niedrigerem Rang des Dekoders von N1 sind
an den Eingang eines Inverters und an einen der Eingänge einer vierten UND-Schaltung
mit zwei Ringängen angeschlossen, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang der dritten
UND-Schaltung verbunden ist. Der Ausgang der
vierten UND-Schaltung
ist mit dem Eingang eines vierten Zählers gekoppelt, dessen Nullstelleingang mit
dem Ausgang einer fünften UND-Schaltung mit zwei Eingängen verbunden ist, deren
einer Eingang mit dem Ausgang des Inverters in Verbindung steht, und deren anderer
an den Ausgang der dritten UND-Schaltung angeschlossen ist. Die Steuereingänge des
Rechenwerks sind mit dem Ausgang des zweiten Zählers und des Teilers verbunden und
die Ausgänge des Rechenwerks an den entsprechenden Eingängen eines Registers angeschlossen,
dessen Ausgang an einen AD-Umsetzer gekoppelt ist, dessen Ausgang seinerseits mit
dem Eingang einer Regelvorrichtung in Verbindung steht. Der zweite Eingang der Regelvorrichtung
ist mit dem Geschwindigkeitswandler des Bandes verbunden, der an Antriebrollen mechanisch
gekoppelt ist. Der Ausgang der Regelvorrichtung ist mit dem Eingang einer Dosiervorrichtung
verbunden, die sich im unteren Teil des Beschickungsgutsilos befindet.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, daß dadurch die Möglichkeit für eine
rechtzeitige Regelung der Flußmenge gegeben wird, ohne daß die Zerstörung der Fertigproduktion
erforderlich ist.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbelspials
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Blcckscaltur,g der Vorrichtung, Fig. 2 Zeitdlagramm
der Signale.
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Die Vorrichtung zum Pufachütten von Beschickungsgut in Elektroden
besteht gemäß Fig. 1 aus einem Rechteckimpulsgenerator 1, dessen Ausgang mit dem
Eingang eines Frequenzteilers 2 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang zur
Synchronisation der Folgefrequenz eines Impulsgenerators 3 in Verbindung steht.
Der Ausgang des Generators 3 ist an einen Ultraschallfühler 4 angeschlossen, der
starr befestigt ist
und senkrecht nach unten auf das sich unter
ihm in waagerechter Richtung bewegende Metallbandhalbzeug 33 gerichtet ist, auf
welchem sich der zu kontrollierende Fluß 34 befindet. Der Fühler 4 ist weiter mit
dem Eingang eines Begrenzungsverstärkers 5 verbunden, dessen Ausgang mit einem der
Eingänge einer UND-Schaltung 7 in Verbindung steht, deren zweiter Eingang an den
Ausgang eines Verzögerungselements 6 angeschlossen ist Der Eingang des Elements
6 ist an den Ausgang des Teilers 2 gekoppelt und der Ausgang der UND-Schaltung 7
mit dem Eingang R eines RS-Triggers (Flip-Flop) 8 verbunden, dessen Eingang S mit
dem Ausgang des Teilers 2 in Verbindung steht. Sein direkter Ausgang ist an den
Bingang einer UND-Schaltung 9 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Eingang eines
Zählers 11 verbunden ist. Der Nulleingang des Zählers 11 ist an den Ausgang des
Teilers 2 angeschlossen und die entsprechenden Ausgänge des Teilers 11 sind parallel
an die entsprechenden Eingänge eines Dekoders 12 gekoppelt, dessen N-Ausgang mit
dem Eingang R eines RS-Triggers 18 verbunden ist, dessen Eingang S mit dem Ausgang
des Teilers 2 in VerbIndung ~steht. Sein direkter Ausgang ist mit einem der Eingänge
einer UND-Schaltung 13 verbunden.
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Der zweite Eingang der UND-Schaltung 13 ist an den Ausgang eines Differenzier-Formier-Kreises
10 angeschlossen, dessen Eingang mit dem direkten Ausgang des RS-Triggers 8 in Verbindung
steht, wobei der Ausgang der UND-Schaltung 13 mit je einem der Eingänge einer Gruppe
von UND-Schaltungen 14 mit je zwei Eingängen verbunden ist, deren zweite Eingänge
an die entsprechenden Ausgänge des Zählers 11 gekoppelt sind, und deren Ausgänge
lt de* euisorechenden Eingängen eines Rechenwerks 15 verbunden sind, dessen weitere
Eingänge an die Ausgange einer zweiten Gruppe von UND-Schaltungen 16 mit je zwei
Eingängen angeschlossen sind, wobei je einer ihrer Eingänge mit dem Ausgang des
Zählers 19 verbunden ist. Die zweiten Eingänge der UND-Schaltungen 16 sind an die
entsprechenden Ausgänge des Zählers 17 angeschlossen, dessen Eingang mit dem Ausgang
der UND-Schaltung 13 verbunden ist. Der Nullstelleingang
des Zählers
17 ist an den Ausgang des Verzögerungselements angeschlossen, dessen Eingang mit
dem Ausgang des Zählers 19 verbunden ist. Die Ausgänge des Dekoders 12 mit einem
Rang niedriger als N1 sind mit dem Eingang eines Inverters 30 und mit einem der
Eingänge einer UND-Schaltung 29 mit zwei Eingängen verbunden, deren anderer Eingang
an den Ausgang der UND-Schaltung 13 angeschlossen ist. Der Ausgang der UND-Schaltung
29 ist mit dem Eingang des Zählers 22 verbunden, dessen Nullstelleingang mit dem
Ausgang einer UND-Schaltung 31 mit zwei Eingängen gekoppelt ist, deren einer Eingang
mit dem Ausgang des Inverters 30 und deren anderer Eingang mit dem Ausgang der UND-Schaltung
13 verbunden ist. Die Steuereingänge des Rechenwerks 15 sind mit dem Ausgang des
Zählers 19 und des Teilers 2 verbunden, und die Ausgänge des Rechenwerks 15 an die
entsprechenden Eingänge des Registers 23 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem
A/D-Umsetzer 24 verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang einer Regelvorrichtung
25 in Verbindung steht. Der zweite Eingang der Regelvorrichtung 25 ist mit dem Geschwindigkeitswandler
des Bandes 26 gekoppelt, der mit den Antriebsrollen 32 mechanisch verbunden ist.
Der Ausgang der Regelvorrichtung 25 ist an den Eingang der Dosiervorrichtung 27,
die sich im unteren Teil des Flußsilos 28 befindet, angeschlossen.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende: Die auf das Halbzeug
33 aufgeschüttete Flußmenge 34 wird indirekt durch die iu en Hin- und Rückweg durch
die Luft benötigte Zeit der Ultraschallimpulse von der Ausstrahlungsfläche des Fühlers
4 bis zur Oberfläche des Flusses 34 erfaßt. Diese Zeit ist dem Abstand von der entsprechenden
Oberfläche des Fühlers 4 bis zur Oberfläche des sich bewegenden Flusses 34 proportional.
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Ein Neßspannungsgenerator 1 erzeugt Rechteckimpulse mit unveränderlicher
Frequenz
(Fig. 2). Nach Teilung in eine bestimmte Zahl durch den Frequenzteiler 2 werden
diese Impulse in ~e Eingang zur Synchronisation der Folgefrequenz des Impulsgenerators
3 eingegeben.
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Die Hüllkurve der hochfrequenten elektrischen und folglich auch der
Ultraschallimpulse, die von der Oberfläche des Fühlers 4 senkrecht nach unten durch
die Luft zum sich in waagerechter Richtung bewegenden Fluß 34 ausgestrahlt werden,
soll eine steile Flanke aufweisen. Die von der Oberfläche des sich bewegenden Flusses
34 reflektierten Ultraschallimpulse werden nach Transformation durch den Ultraschallfühler
4 in elektrische Impulse samt den vom Generator 9 erzeugten (Fig. 2), verstärkt
und entsprechend vom Begrenzungsverstärker 5 begrenzt, wonach sie in einen der Eingänge
der UND-Schaltung 7 eingegeben werden, in deren anderen Eingang ein Signal vom Ausgang
des Verzögerungselements 6 eingegeben wird, das an den vorderen Flanken der synchronisierenden
Impulse eingeschaltet wird. Dieses Signal vom Ausgang des Verzögerungselements 6
dient zum Ausschalten des Einflusses des erzeugenden Impulses (der erste in Fig.
2), und seine Dauer muß größer sein als die Dauer des letzteren.
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Von der vorderen Flanke des ersten Impulses, der am Ausgang der UND-Schs#tung
7 erzeugt wird, wird der RS-Trigger 8 nullgestellt; derselbe von der vorderen Flanke
des sy-nchronisierenden Impulses vom Ausgang des Teilers 2 wird in Positier. "1"
gestellt. lt t der Nullstellung des Triggers 8 wird der Durchgang anderer Impulse
durch die UND-Schaltung 9 gesperrt, die vom Generator 1 in ihren anderen Eingang
eingegeben werden.
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Die Impulse von der UND-Schaltung 9 treten in den Eingang des Zählers
11 ein. Falls der Inhalt des Zählers 17 den Wert der vorgegebenen Zahl N erreicht
(das bedeutet, daß kein
Echosignal mit der erforderlichen Amplitude
eingegeben wurde), wird dieser Wert nicht berücksichtigt. Die nichtberücksichtigten
Werte werden vom Zähler 21 gezählt, und, falls M nacheinanderfolgende solche Werte
eingegeben werden (M = 2m, m wird vorgegeben), wird ein Signal über das Fehlen von
Beschickungsgut erzeugt. Falls der Inhalt des Zählers 11 kleiner ist als die vorgegebene
Zahl N1 (N1 C N), wird dieser Wert berücksichtigt und in den statistischen Mittelwert
einbezogen. Falls M nacheinanderfolgende Werte solcher Art erzeugt werden, die vom
Zähler 22 gezählt werden, dessen tingang mit den Ausgängen des Dekoders 12, die
einen Rang niedriger als N1 aufweisen, verbunden ist, wird ein Überfüllungssignal
erzeugt. Falls der Zähler 11 die Zahl N nicht erreicht, und der Trigger 8 nullgestellt
wird (Fig. 2), wird an der hinteren Flanke des Signals vom direkten Ausgang des
Triggers 8 ein Signal gebildet, das durch die UND-Schaltung 13 vom Einzelsignal
des RS-Triggers 18, der in Position "1" von den vorderen Flanken der synchronisierenden
Impulse des Teilers 2 gestellt ist, durchgelassen wird. Das Signal vom Ausgang der
UND-Schaltung 13 gestattet die Eingabe des Inhalts vom Zähler 11 in das Rechenwerk
15, wo er als Summe gespeichert wird, wonach der Zähler 11 vom nächsten Impuls des
Teilers 2 (Fig. 2) nullgestellt wird. Die Signale vom Ausgang der Schaltung 13 werden
in den Zähler 17 eingegeben, der nur die richtigen Werte zählt, d.h. nur diejenigen,
bei denen die Zahl N nicht erreicht wurde. Falls am Ausgang N des Dekoders 12 ein
Signal erzeugt wird, so wird dadurch der RS-Trigger 18 in Stellung "S versetzt,
die durch die UND-Schaltung 13 die eingabe -es Inhalts d-s Zählers 11 in das Rechenwerk
15 absperrt.
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Der Zähler 19 zählt 2k (k wird vorgegeben) Impulse vom Teiler 2, d.
h. 2k Werte. Nachdem vom Zähler 19 2k Impulse gezählt worden sind, wird ein Signal
gebildet, das die Singabe# des Kodes vom Zähler 17 durch die UND-Schaltungen 16
in das Rechenwerk 15 gestattet. Im Rechenwerk 15 wird der
Quotient
von der Division der gespeicherten Summe der richtigen Werte durch die Anzahl dieser
Werte erzeugt. Nach Erzeugung des Quotienten im Rechenwerk 15 wird er in das Register
23 übertragen, der Kode vom Register wird in den A/D-Umsetzer 24 eingegeben, von
wo er auf den Eingang des Reglers 25 rückgekoppelt wird, zu dessen zweitem Eingang
ein Signal vom Ausgang des Umsetzers "Geschwindigkeit - elektrisches Signal 26 zugeleitet
wird, wobei das Ausgangssignal des Reglers 25 die Menge des von der Dosiervorrichtung
27 gelieferten Flusses (Durchsatz) bestimmt.