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Vorrichtung zur automatischen Regelung von Setzmaschinen mit Servo-Motor
Das Patent 857031 betrifft eine Regelvorrichtung, insbesondere für Setzmaschinen,
zum Waschen von hohlen, Erzen od. dgl. mittels ,eines Servo-Motors, der vom einem
durch die auszutragenden Stoffe be@einflußten Schwimmer gesteuert wird, wobei, der
Servo-Motor aus einem hydraulischen Motor mit einem in .einem Zylinder ,angeordneten
Kolben besteht, der die Regelorgane bewegt. Der Druck auf beiden Seiten des Kolbens
wird mittelbar durch den Schwimmer je nach dem Anteil der auszutragenden Stoffe
verändert. Die vorliegende Erfindung betrifft die Weiterbüdung :einer Regelvorrichtung
nach dem Haupt-Patent. Gemäß deiner Ausführungsform. der Erfindung ist jede Zylinderseite
zum Beeinflussen der Drücke auf den beiden Seiten des Kolbens mit einer Leitung
für den Zu- oder Abfluß des Druckmittels .ausgerüstet, und beide Leitungen werden
von einem Dreiwegehahn gesteuert, der vom Schwimmereinstellbar und vom Kolben nachstellbar
ist, so daß einer bestimmten Schwimmerstellung eine bestimmte Kolbenstellung entspricht.
Weiterre
wesentliche Merkmale der Erfindung ergeben -sich aus der ' Iolgen den Beschreibung:
In der Zeichnung sind Ausführiurgsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar
zeigt Fig: r eine Graupenbettsetzmaschine im Schnitt, Fig. 2 Aufriß °und Schnitt
einer zwangsläufig gesteuerten Vorrichtung, entsprechend den Keinzelchen der Erfindung,
in Verwendung .auf eine Feinkorn- oder Graupenb.ettsetzmaschine, Fig. 3 Aufriß und
Schnitt des hydraulischen Verteilers, Fig.4 Grundriß und Schnitt desselben hydraulischen
Verteilers, Fig. 5 eine Grobkornsetz.maschine im Schnitt. Die in Fig. i dargestellte
Setzmas.qhine ist eine Graup;enbettsetzmmaschine, bestehend ;aus mehreren hintereinandergeschalteten
Elementen mit je, einer Antriebskammer i, in welcher sich ein Kolben 2 bewegt,
der dem Wasser eine hin und her gehende Bewegung- erteilt: Dieses Wasser durchströmt
das gelochte, Blech 3, das Graupenbett 4 und bewirkt eine Verlagerung des zu waschenden
Gutes, z. B. ihn zwei; Schichten 5 und 6, wobei das Gut der Schicht 5 das schwerste
ist.
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Die Erfindung betrifft reine Vorrichtung, welche den Austrag des schweren
Gutes 5 durch das Graupenbett 4 und den gelochten Setzgutträger 3 selbsttätig regelt.
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Zu diesem Zweck befindet sich zwischen der Antriebskammer i und dem
Setzgutträger jedes Elementes reine sich über seine ganze Breite erstreckende Luftkammer
7; welche durch einen Hahn 8 mit der Atmosphäre verbunden werden kann. Wenn dieser
Hahn vollständig geschlossen ist, bleibt die Kolbenbewegung ohne Wirkung auf die
Luftkammer 7, und diie gesamte Wassermenge geht durch das Setzbett, was Üem maximalen
Austrag der schweren Stoffe entspricht.
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Ist im Gegensatz dazu der Lufthahn 8 weit geöffnet, kann das Wasser
sich frei in der Luftkammer 7 auf und ab bewegen. Die Wirkung des Wasserstoßes auf
das Setzbrett und somit der. Austrag des schwersten Gutes 5 ist dann ein Minimum.
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jeder Stellung des Schließorgans des Lufthahnes 8 :entspricht daher
eine genau, - bestimmte Austragsmenge der schweren Stoffe. Um die selbsttätige Regelung
zu erzielen, genügt res, den Lufthahn mehr ,oder weniger zu öffnen, wenn nie Schichthöhe
5 kleiner ,oder größer wird. -Zu diesem Zweck taucht rein Schwimmer in die Schichten
5 und 6 des Setzbettes ein. Die Erfahrung zeigt, daß; diese beiden Schichten sich
wie Flüssigkeiten mit verschiedener Dichte verhalten; die der Wasserbewegung ausgesetzten
Stoffre bleiben sozusagen ,in Schwebe.
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Die Gleichgewichtslage des Schwimmers ist ab-
hängig von dien
jeweiligen Schichtdicken 5 und 6, deren Summe konstant bleibt.
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Zur Erzielung der selbsttätigen Regelung genügt jes, den Schwimmer
9 und den Lufthahn. 8 durch reine Vorrichtung nach der Erfindung zu verbinden, von
der ein Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt ist. Der Schwimmer 9 ist an einer
Stange io befestigt, welche in r i und 12 gelenkig mit Hebeln 13 und 14 verbunden
Ist. Der 'Hebel 13 kann sich frei in dem Punkt 15 bewegen. Der Hebel 14" welcher
im Punkt 16 drehbar gelagert ist, trägt ein Küken 17, das durch den Schwimmer
9 bewegt wird. Der :,aus Küken 17 rund Halmgehäuse 25 bestehende Verteiler
verbindet durch den Kanal i 9 .mit Hilfe eines nachgiebigen Rohres 2 i eine Diruckölzuleitung
18 mit dem Oberteil des Zylinders 20 und mit Hilfe ,eines nachgiebigen Rohres
22 die Druckölzuleitung mit dem Unterteil des Zylinders 2o. Das Kühen
17 besitzt auf der Gegenseite einen Kanal 23, durch welchen die nachgiebigen
Rohre 21 und 22 mit dem Rücklaufrohr 24 verbunden werden können.
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Dias Hahngehäuse 25 ist durch eine Schubstange 26 und -einen Hebel
27 mit einer Kolbenstange 28 verbunden, und eine Reihe von Verstellmöglichkeiten
29" 30, 3 4 32 und 33 ;gestattet, 'das Verhältnis zwischen dem Öffnungsweg
des Luftschiebers 34 `und dem Schwimmerausschlag zu verändern.
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Wenn der Schwimmer steigt, wird rdie 1)ruckölleitung 18, die in den
beweglichen Kanal i9 des Kükens 17 mündet, rdurch rdas nachgiebige Rohr 2
i mit dem ioberen Teil des Zylinders 20 in Verbindung gebracht. Außerdem wird durch
den Kanal 23 des gleichen Kükens 17 der untere Teil .des Zylinders 2o mit
dem Rücklauf verbunden.
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Untier der Drruckwirkung im oberen Teil des Zylinders 20 wird der
Kolben 28 nach. unten bewegt und schließt das Luftventil34. Bei seiner Abwärtsbewegung
nimmt der Kolben 28 den Hebel 27 mit und bewirkt mit Hilfe der Schuhstange 26 eine
Verdrehung .des Verteilergehäuses 25, wodurch die Ölzufuhr gedrosselt wird. Die
Abwärtsbewegung des Kolbens 28endet erst, wenn das Hahngehäuse weit genug verdreht
isst, um die Druckölzufuhr 18 vollständig zu sperren.
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Gleichzeitig ist der Rücklauf gesperrt, und der Kalben wird -in dieser
durch den Schwimmer be-
stimmten Lage festgehalten.
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In gleicher Weise wird beim Senken des Schwimmers der untere Teil
des Zylinders 2o durch den Kanal i 9 mit Hilfe Gers nachgiebigen Rohres 22 ;mit
Dirucköl gespeist und.derobere Teil durch den Kanal 23, gegenüber von 19
gelegen, mit dem Rücklauf verbunden. Der durch das Drucköl hervorgerufene Überdruck
bewirkt ein Steigen des Kolbens und somit das Öffnen des Ventils 34 der Luftkammer.
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Während der Aufwärtsbewegung betätigt die Kolbünstange mit Hilfe der
starren Verbindung 26
das Hahngehäuse und drosselt auf diese Weise den Ölzu-
und -rücklauf.
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Wenn durch irgendeine Ursache der Kolben von äußeren Kräften beansprucht
wird und seine vom Schwimmer bestimmte Lage verläßt, so. wird das Hahngehäus:e verdreht
und somit die Druckölzufuhr geöffnet. Dieser 'O' lzustrom führt den Kolben in die
ursprüngliche Stellung zurück.
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Jeder Lage des Schwimmers 9 entspricht also eine bestimmte Lage des
Kolbens 28, d. h. eine genau bestimmte Öffnung des Lufth hnes 34.
Fig.3
und q. zeigen Einzelheiten des als Beispiel gegebenen Ölverteilers. Dieser besteht
aus dem Küken 17, das an dem Hebel i q. befestigt ist, dessen Gelenke 16
und 12 ihm erlauben, infolge der Bewegung des Schwimmers 9 zu pendeln. Dias Küken
hat zwei gegenüberliegende Kanäle i g und 23. Der Kanal i g verteilt die D.ruckölzufuhr
in die Rohre 21 und 22, während :der Kanal 23, der i g gegenüberliegt, dieselben
Rohre 2 i und 22 mit dem Rücklauf verbindet. Dias Hahngehäuse 25 ist um das
Küken drehbar und wird durch die Schubstange 26 betätigt.
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Fig. 5 zeigt als Beispiel eine Verbindungsvorrichtung zwischen Schwimmer
und Lufthahn für eine Grobkornsetzmaschine.
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Das auf die Setzmaschine aufgegebene Haufwerk wird unter dem Einfluß
der hin und her gehenden Flüssigkeitsbewegung, die durch den Kolben 35 hervorgerufen
wird, in schwere und leichte Stoffe 36 bzw. 37 geschichtet, welche zu ihren jeweiligen
Austragsöffnungen wandern.
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Die schweren Stoffe gelangen in die Aus.tragskammer 38, welche die
Breite der Setzmaschine hat und an einer Stelle eine Luftkammer 39 trägt, die 'mit
der freien Atmosphäre durch einen Lufthahn,l.o in Verbindung gesetzt werden kann.
Die leichten Stoffe werden bei ¢ i beiderseits der Ka'm'mer 39 ausgetragen. Wenn
der Hahn 40 ganz geöffnet ist, kann das. Wasser, durch den Kolben bewegt, in der
Kammer 39 frei steigen und fallen, wobei es bei jeder Aufwärtsbewegung die schweren
Stoffe zwischen den beiden Klappen q.2 und 43 mitnimmt. Die Klappen sind so angeordnet,
daß die schweren Stoffe zwischen ihnen eine Böschung bilden und nur durch die Schwerkraft
abfließen. Wenn der Hahn q.o geschlossen ist, bleibt das Wasser in der Kammer 39
in Ruhe, und der Austrag an schweren Stoffen ist ein Minimann. Es entspricht :also
jeder Stellung des Kükens des Lufthahnes q.0 eine ganz bestimmte Austragsmenge an
schwerem Gut. Um die selbsttätige Regelung zu erreichen, genügt es, den Lufthahn
40 mehr oder weniger zu öffnen, wenn die Bettdicke des schweren Gutes mehr oder
weniger groß ist.
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Zu diesem Zweck ist in einem vertikalen Rohr ¢5, welches durch das
Setzbett und den Setzgutträger geht, ein Schwimmer 44 ,angeordnet. Dieses Rohr 4.5
ist auf beiden Seiten offen und steht mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß der
Schtvhmer den Bewegungen der Flüssigkeit, in welcher er schwimmt, frei folgen kann.
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Wenn die Schichtdicke der schweren Stoffe zunimmt, wird der Widerstand,
den das Setzbett der Wasserbewügung entgegensetzt, größer, und das bewegte Wasser
sucht durch das Rohr 4.5 auszuweichen; das bedeutet, daß die vertikalen Ausschläge
des Schwimmers größer werden.
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Wenn die Schichtdicke der schweren Stoffe aber kleiner wird, ist das
Bestreben des Wassers, durch das Rohr 45 auszuweichen, geringer, und somit sind
die vertikalen Schwimmerausschläge kleiner. Um also =eine sielbsttätigeAustragsregelung
der schweren Stoffe aus der Setzmaschine zu verwirklichen, genügt es, durch eine
geeignete Vorrichtung den Schwimmer 4.¢ und den Lufthahn 40 zu verbinden.
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So kann man für die in Fig. 5 dargestellte Grobkornsetzmaschine den
oben für Feinkorn- und Graupenbettsetzmaschine beschriebenen Siervo-Motor verwenden
!oder eine in Fig.6 und 7 gezeigte Variante, um einen Flügel 4.7 zu betätigen, der
am unteren Ende der Schwelle 43 gelenkig gelagert ist, oder :auch noch einen am
oberen Ende der Schwelle 43 gelenkig gelagerten Flügel 4.8. Flügel 47 würde z. B.
durch eine in 5o gelenkig gelagerte Stange 49 mit dem Servo-Motor verbunden.
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Derselbe S:ervo-Motor, der zwischen Schwimmer und Lufthahn geschaltet
ist, kann fallweise gleichzeitig den Lufthahn und die Flügel betätigen.
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Bei der Grobkornsetzm!aschine nach Fig. 5 können auch die Flügel 47
und 48 durch bewegliche Schieber, welche z. B. in Führungsschienen gleiten, ersetzt
werden. Diese Schieber sind durch Stangen mit dem. bzw. den Servo-Motoren, entsprechend
der Erfindung, verbunden. Diese Vorrichtungen können gleichzeitig einen Regellufthahn
betätigen.
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Die oben beschriebenen Vorrichtungen gestatten, auf das Regelorgan
des Luftschiebers die benötigte Kraft auszuüben; es genügt hierfür, die Abmess:ungen
des Zylinders und den Druck richtig zu bestiimimen, die Art der Flüssigkeit zu wählen
usw.
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Die für das selbsttätige Regeln von Setzmaschinen vorgesehene Erfindung
kann in allen Fällen verwendet werden, wo ein hydraulischer Servo-Motor für Verstellung
von Vorrichtungen benötigt wird, die veränderlicher Kräfte bedürfen und die von
einem Steuerorgan, welches nur eine kleine, konstante Kraft entwickelt, betätigt
werden sollen.