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Förder- und Schneidvorrichtung für Stabmaterial
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Förder- und Schneidvorrichtung
mit intregrierter Längenmessung für Stabmaterial wie Betonstahl mit Fördereinrichtung,
Schneideinrichtung sowie Meßkanal für das Stabmaterial.
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Um gerippten Betonstahl in der gewünschten Länge zu schneiden, werden
normalerweise Zählräder benutzt, die auf der Rippenoberfläche aufliegen und aufgrund
deren Struktur eine Wellenlinie abtasten, so daß insbesondere bei höherer Fördergeschwindigkeit
der Oberflächenkontakt verlorengeht. Daraus resultieren Meßfehler. Aber auch bei
fortwährendem Kontakt auf der Oberfläche wird aufgrund des Abfahrens eine Wellenlinie
durch das Zählrad nicht die Länge genau bestimmt, die abgeschnitten werden soll.
Diese Fehler sind zwar bei kurzen Längen gering und betragen bei Stäben von etwa
1 m nur 1 -2 mm. Jedoch ist die Fehlergröße bei Meßlängen von 3 - 14 m entsprechend
größer und unregelmäßig, so daß die erforderlichen Schnittläng#ntoleranzen von in
etwa + 0,5 cm nicht mehr eingehalten werden können. Ferner besteht bei den bekannten
Förder-, Schneid-und Meßeinrichtungen nicht die Möglichkeit, einen zum Beispiel
12 m
langen Stab in 2 x 6 m lange Stäbe zu unterteilen, da die Fördereinrichtungen
grundsätzlich vor der Schneideinrichtung angeordnet sind. Demzufolge muß der zu
schneidende Stab stets um den Abstand länger sein, der dem Abstand zwischen Schneideinrichtung
und Fördereinrichtung entspricht. Andernfalls wäre eine Förderung nicht mehr möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Förder- und Schneidvorrichtung
der zuvor beschriebenen Art so auszubilden, daß eine genaue Schnittlängenbestimmung
möglich ist, die unabhängig von der Länge der zu schneidenden Stäbe ist, wobei außerdem
eine Vermessung und Förderung über die gesamte Länge des Stabes erfolgen kann und
gleichzeitig sichergestellt ist, daß bei hoher Fördergeschwindigkeit ein einwandfreies
Stoppen, Ablängen und Auswerfen des Stabmaterials erfolgt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßkanal
in festgelegten Abständen Abtasteinrichtungen für die Kopfseite des Stabmaterials
aufweist und der Schneideinrichtung ein an und für sich bekanntes auf dem Stabmaterial
abgestütztes Zählrad zur Längenmessung nachgeordnet ist.
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Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag ist sichergestellt, daß mittels
der in dem Meßkanal angeordneten Abtasteinrichtungen Längeneinheiten des abzulängenden
Stabes ermittelt werden, die im Abstand b mit zum Beispiel b = 1 m meterbreit liegen,
wohingegen mittels des an und für sich bekannten Zählrades der Längenbereich erfasst
wird, der kleiner als der Abstand b zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtasteinrichtungen
ist. Soll zum Beispiel ein Stab der Länge von 5,50 m abgeschnitten werden, und sind
die Abtasteinrichtungen im Meßkanal im Abstand von 1 m angeordnet, so müssen zunächst
5 Abtasteinrichtungen von der Kopfseite des abzulängenden Stabes durchfahren werden,
um dann mittels des Zählrades die verbleibenden 50 cm zu
erfassen.
Sodann kann der Schnitt erfolgen. Durch diesen erfindungsgemäßen Vorschlag ist sichergestellt,
daß immer nur die Meßtoleranzen in Kauf genommen werden müssen, die von dem Zählrad
verursacht werden, also Meßungenauigkeiten, die bei der Abmessung von zum Beispiel
maximal 1 m durch das Zählrad erfolgen, egal ob der geschnittene Stab 1 m oder 14
m lang ist. Daraus ergibt sich erkennbar der Vorteil, daß die mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung abgeschnittenen Stäbe hinsichtlich der Längentoleranzen den üblichen
Anforderungen nicht nur genügen, sondern diese sogar übertreffen.
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Da beim Transport. des abzulängenden Stabmaterials ein sogenannter
"Bremsweg" mit berücksichtigt werden muß, also der Weg, um den das Stabmaterial
nach Ausschalten der Fördereinrichtung weiterbewegt wird, ist nach weiterer Ausgestaltung
der Erfindung die erste Abtasteinrichtung von der Schneidvorrichtung in einem Abstand
a angeordnet, der im Vergleich zu den Abständen b zwischen den übrigen Abtasteinrichtungen
um den Bremsweg verringert ist. Dadurch ist sichergestellt, daß der Schnitt unter
Berücksichtigung des Bremsweges an der gewünschten Stelle erfolgt. Mit anderen Worten
sind die Abtasteinrichtungen untereinander in gleichen Abständen b angeordnet und
das Zählrad selbst dient zu einer Längenmessung y mit y C. b.
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Ferner ist der Abstand b zwischen den Schneidmessern der Schneideinrichtung
und der ersten Abtasteinrichtung um den Betrag x geringer als der Abstand b zwischen
den jeweiligen anderen Abtasteinrichtungen, wobei x dem Halteweg des Stabmaterials
nach Aussetzen der Fördereinrichtung ist. Die Abtasteinrichtungen selbst können
vorzugsweise mit Sensoren zusammenwirkende Schwenkklappen sein. Diese Klappe wird
von dem Stabkopf betätigt, um so die Sensoren zu aktivieren, die seinerseits zum
Beispiel Impulse an ein Zählwerk abgeben, um so die Ist-Länge der abzulängenden
Stäbe beim Passieren der Schalterklappen zu bestimmen. Durch die Schalterklappen
ist
sichergestellt, daß der Anfang des Betonstahls sicher erfasst
wird, egal ob der Stab gebogen ist oder im Meßkanal im Boden-, Seiten-oder im Kopfbereich
gefördert wird.
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In weiterer hervorzuhebender eigenerfinderischer Ausgestaltung der
Erfindung geht das Zählrad vorzugsweise von einer (zweiten) Druckrolle einer (zweiten)
der Schneideinrichtung nachgeordneten Fördereinheit aus, wobei eine weitere (erste)
Fördereinheit vor der Schneideinrichtung angeordnet ist und jede Fördereinheit eine
Druckrolle und eine Förderrolle, zwischen denen das Stabmaterial verläuft, umfasst
und die Förderrollen selbst synchron angetrieben sind. Dabei können die Förderrollen
vorzugsweise von zwei über eine Hydropumpe betätigte und in Reihe geschaltete Hydromotoren
angetrieben werden. Mit anderen Worten umfasst die Fördereinrichtung zwei vor und
hinter der Schneideinrichtung angeordnete Fördereinheiten, wodurch sichergestellt
ist, daß das abzulängende Stabmaterial über seine gesamte Länge erfassbar ist, um
es zu fördern, so daß nicht nur die gesamte Länge bestimmt werden kann, sondern
auch die gesamte Länge zum Schneiden von Stäben unterschiedlicher Größen ausgenutzt
werden kann. Dabei sind die Förderrollen - wie erwähnt - mittels Hydromotoren betätigt,
die in Reihe geschaltet sind, so daß sichergestellt ist, daß beide Motoren entweder
stillstehen oder gleichzeitig laufen. Es ist demzufolge ein absoluter Synchron verlauf
garantiert.
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In weiterer hervorzuhebender Ausgestaltung der -Erfindung sind die
Förderrolle und die Druckrolle der zweiten der Schneideinrichtung nachgeordneten
Fördereinheit von einem Steuersystem derart betätigbar, daß zunächst die Förderrolle
während des Schneidvorgangs wegschwenkbar ist, um so einen problemlosen Auswurf
des abgeschnittenen Stabes zu ermöglichen, wodurch die Durchsatzleistung erhöht
wird, wohingegen die Druckrolle so lange in der Förderposition bleibt, bis der Schnittvorgang
abgeschlossen ist, um so ein Ausweichen des Stabmateria-ls nach oben auszuschließen.
Erst dann erfolgt
ein Wegschwenken. Umgekehrt wird zunächst die
Förderrolle in die Förderbahn des Stabmaterials geschwenkt, um so eine Führung für
das Material in den Meßkanal hinein sicherzustellen. Dieses Steuern der Förder-
und Druckrolle erfolgt nun dadurch, daß diese jeweils über einen Schwenkarm mit
einem Steuer- und Anpreßzylinder verbunden sind, wobei die Hebelarme zwischen Schwenkpunkt
und Zylinder von Druckrolle und Förderrolle unterschiedlich gewählt sind. Mit anderen
Worten ist der Hebelarm der Förderrolle länger als der Hebelarm der Druckrolle gewählt,
um so den zuvor beschriebenen Schwenkvorgang bei auf die Hebelarme einwirkender
gleicher Kraft sicherzustellen.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Längenmessung
eines Betonstahls mit einem Zählrad, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Förder- und Schneidvorrichtung
für Betonstahl und Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Fig. 2.
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Fig. 1 ist ein gerippter Betonstahl 1 rein schematisch und im Ausschnitt
dargestellt, der an seiner Oberfläche im Abstand c zueinander angeordnete Rippen
aufweist. Um die Länge des Betonstahlstabs 1 zu bestimmen, wird bekanntlich auf
der Oberfläche ein Zählrad 3 aufgesetzt, das gleichzeitig eine Druckrolle sein kann
oder von dieser ausgeht. Mit dem Zählrad 3 wirkt ein Meßimpulssensor 4 zusammen,
der von in dem Zählrad 3 vorhandene Ausnehmungen derart
betätigt
wird, daß zum Beispiel beim Abrollen einer Wegstrecke von 1 cm ein Impuls über den
Sensor 4 an einen Zähler abgegeben wird.
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Wie die Fig. 1 verdeutlicht, weicht die reale Meßlinie i aufgrund
der Rippen von der tatsächlichen Länge des Betonstahlstabs 1 ab. Das Meßrad 3 muß
daher Höhendifferenzen d durchfahren, wodurch die ermittelte Länge von der tatsächlichen
Länge in einem Umfang abweichen kann, der außerhalb der zulässigen Schnittlängentoleranzen
liegt. Ferner kann es bei hohen Geschwindigkeiten auftreten, daß die Zählräder 3
durch das Wechselwirken mit den Rippen nicht mehr auf dem Stab 1 selbst zu liegen
kommen, so daß ebenfalls Falschmessungen auftreten. Diese Nachteile sind insbesondere
dann gravierend, wenn Stäbe großer Längen von zum Beispiel 3 - 14 m ermittelt werden,
um dann die Stäbe abzulängen.
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In Fig. 2 ist nun eine erfindungsgemäße Förder- und Schneidvorrichtung
dargestellt, mit der nicht nur eine einwandfreie Längenerfassung möglich ist, sondern
gleichzeitig sichergestellt ist, daß ein Stab 23 in der Vorrichtung über seine gesamte
Länge gefördert werden kann, so daß demzufolge die volle Stablänge ausgenutzt werden
kann.
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Gleichzeitig soll der Auswurf der abgeschnittenen Stäbe schnell erfolgen
können, wodurch ein hoher Durchsatz gewährleistet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Schneideinrichtung mit
einem unteren feststehenden und einem oberen beweglichen Schneidmesser 12 bzw. 13,
zwei beidseitig der Schneideinrichtung angeordnete Fördereinheiten 24 und 25 sowie
einen Meßkanal 16, in dem die Länge der abzuschneidenden Stäbe 23 bestimmt wird.
Die Fördereinheiten 24 und 25 bestehen jeweils aus Druckrollen 2 und 3 sowie Förderrollen
5 und 6. Dabei werden die Förderrollen 5 und 6 jeweils vorzugsweise über eine Kupplung
von je einem Hydromotor 8 angetrieben, die in Reihe geschaltet sind. Dabei befinden
sich die Hydraulikmotoren 8 in einer Öldruckleitung 10, die in einem Ölreservoir
11 mündet bzw. von
diesem ausgeht. Ferner ist in der Leitung 10
eine Hydropumpe 9 angeordnet. Durch das in Reihe Schalten der Hydromotoren 8 ist
sichergestellt, daß der Antrieb der Fördereinheiten 24 und 25, d.h.
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der Förderrollen 5 und 6 vollständig synchron erfolgt. Betätigt nämlich
Hydromotor 8 die Fördereinheit 24 nicht, so kann gleichfalls der Hydromotor 8 die
Fördereinheit 25 nicht bewegen, da der Ölförderstrom von der Pumpe 9 bei Punkt e
in den ersten Hydromotor einfließt, bei Punkt f diesen verläßt, um bei Punkt g in
den zweiten Hydromotor einzutreten, von dem aus das Öl im Punkt h ausströmt, um
über die Leitung 10 in den Tank 11 zu gelangen.
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Durch das Anordnen der Fördereinheiten 24 und 25 vor und hinter der
die Schneidmesser 12 und 13 umfassenden Schneideinrichtung ist sichergestellt, daß
eine Förderung des Stabes 23 über die gesamte Länge erfolgt. So kann zum Beispiel
ein Stab der Länge 12 m in zwei Stäbe der Länge 6 m unterteilt werden, da der Stab
vor bzw. hinter der Schnittkante von einer der Fördereinheiten 24 und 25 stets erfaßt
ist.
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Um eine genaue Längenbestimmung des Stabes 23 vorzunehmen, wird dieser
in den Meßkanal 16 geführt. In dem Meßkanal 16 befinden sich Abtasteinrichtungen,
die im Ausführungsbeispiel aus mit Sensoren 17 zusammenwirkenden Klappen 15 bestehen.
Diese Klappen 15 werden von dem Kopf des Stabes 23 betätigt, wodurch die Sensoren
aktiviert werden, die ihrerseits Signale an eine Zähleinrichtung oder ähnliches
abgeben, um so eine Längenbestimmung vornehmen zu können. Die Abtasteinrichtungen
15, 17 sind nämlich in regelmäßigen Abständen innerhalb des Meßkanals angeordnet.
Der Abstand beträgt im Ausführungsbeispiel b und kann einen Wert von zum Beispiel
1 m aufweisen. Die Anzahl der betätigten Klappen 15 gibt demzufolge Aufschluß über
die Istlänge des Stabes, wobei die erste Klappe 26 in bezug auf die Schneideinrichtung
12, 13 einen Abstand a aufweist, der geringer als der Abstand b zwischen den weiteren
im Meßkanal 16 vorhandenen Abtasteinrichtungen ist. Der Abstand a ist gegenüber
der Länge b um eine Strecke x verringert, die dem Bremsweg des
Rundmaterials
23 nach Ausschalten der Fördereinheiten 24 und 25 entspricht. Beläuft sich zum Beispiel
der Bremsweg auf 35 cm, so ist der Abstand a = 65 cm, sofern der Abstand b = 1 m
beträgt. Durch das Einberechnen des Bremsweges x ist sichergestellt, daß der Stab
nach Ausschalten der Fördereinheiten 24 und 25 an der gewünschten Schneidposition
zwischen den Messern 12 und 13 zum Stillstand gelangt, um so die gewünschte Länge
des Stabes 23 abschneiden zu können.
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Um eine Länge kleiner als b erfassen zu können, wird ein an und für
sich bekanntes Zählrad benutzt. Wie im Zusammenhang mit der Fig. 1 verdeutlicht,
weist die Druckrolle 4 das Zählrad auf, um nun Längenabtastungen vorzunehmen, die
kleiner als der Bereich b ist.
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Wird demzufolge verlangt, daß ein Stab der Länge von 4,80 m abgeschnitten
wird, so fördert die Vorrichtung über die Fördereinheiten 24 und 25 solange den
Stab 23, bis die ersten vier Klappen bei b = 1 m betätigt werden, um dann die Hydropumpe
und damit die Hydromotoren 8 abzustellen, wenn das Zählrad eine Länge von 80 cm
abgetastet hat. Der Stab kommt dann nach dem Bremsweg x, der im Abstand a zwischen
der Klappe 26 und der Schneideinrichtung berücksichtigt wird, zwischen den Schneidmessern
12 und 13 zu stehen, um dann in der gewünschten Länge abgeschnitten zu werden. Aus
diesem Beispiel wird erkennbar, daß die absolute Längentoleranz unabhängig von der
tatsächlichen Länge der abzuschneidenden Stäbe ist, sondern vielmehr durch die Fehler
behaftet sind, die durch die Messung mit dem Zählrad 3- verursacht werden. Diese
Fehler sind jedoch zur Gesamtlänge vernachlässigbar.
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Um einen hohen Durchsatz, also ein schnelles Auswerfen des abgeschnittenen
Stabes nach dem Schneidvorgang sicherzustellen, wird noch während des Schneidens
die Förderrolle 6 von dem Stab 23 weggeschwenkt, um so den Auswurf des anschließend
abgeschnittenen
Stabes zu vereinfachen. Erst wenn der Schneidvorgang
abgeschlossen ist, wird die Druckrolle 3 weggeschwenkt. Dieser Bewegungsablauf kann
durch einfache konstruktive Maßnahmen realisiert werden, wie Fig. 3 verdeutlicht.
So sind die Druckrolle 4 und die Förderrolle 6 über Schwenkarme 18 bzw. 19 von einem
Lagerbock 22 aufgenommen.
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Die Schwenkarme 18 und 19 sind um Achsen 27 und 28 verschwenkbar.
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Am hinteren freien Ende der Schwenkarme 18 befindet sich ein Hydrozylinder
20, durch den die zuvor erläuterten Bewegungsabläufe eingeleitet und durchgeführt
werden. Damit die Reihenfolge eingehalten wird, also beim Schneidvorgang zunächst
die Förderrolle 6 und dann die Druckrolle 4 wegzuschwenken und beim Fördern eines
neuen Stabes zunächst die Förderrolle 6 in den Förderweg zu bewegen, um anschließend
die Druckrolle 4 abzusenken, weisen die Schwenkarme 18 und 19 in bezug auf den Zylinder
20 unterschiedliche Hebelarme m und n auf. Der Hebelarm n zwischen Druckzylinder
20 und Drehachse 2~7 des Schwenkarms 19 ist größer gewählt als der entsprechende
Hebelarm m des Schwenkarms 18. Sofern nun auf beide Schwenkarme durch den Zylinder
gleiche Kräfte einwirken, wird erkennbar zunächst die Förderrolle 6 betätigt, um
anschließend die Druckrolle 4 wegzuschwenken. Mit dem Bezugszeichen 21 ist eine
untere Begrenzung der oberen Rollenstellung für die untere Rolle 6 angegeben.
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