DE1266094B - Einrichtung zur automatischen Zentrierung eines Metallband-Bundes zum Dorn einer Haspelstation - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 65h

Deutsche Kl.: 47 k-5/10

D50878IXc/47k
18. August 1966
11. April 1968

Die Erfindung betrifft das Gebiet einer Einrichtung zur automatischen Zentrierung eines in einer prismatischen Mulde eines Hubwagens liegenden Metallband-Bundes zum Dorn einer Haspelstation, insbesondere bei Walzgut-Bandanlagen.

Von den, hinter Warm- oder Kaltwalzwerken angeschlossenen Breitbandanlagen sind Hubwagen bekannt (»DEMAG-Nachrichten«, Nr. 181, S. 18102 ff.), auf deren prismatischen Hubtischen die Bunde (Coils) mittels den Prismaflächen in Richtung der Längsachse ausgerichtet werden und mittels Hubtischverstellung je nach dem verschiedenen Bunddurchmesser auf die Höhe des Domes, beispielsweise des Wickeldornes, gebracht werden. Bisher obliegt dem Bedienungsmann an einer solchen Anlage die Aufgabe, den Bund hydraulisch so auf Dornhöhe zu fahren, daß er auf den ungespreizten Dorn aufgeschoben werden kann. Es liegt aber jeweils an der Sorgfalt des einzelnen Steuermannes, ob Beschädigungen an der Dornspitze oder an den Kernwindun- 2,0 gen des Bundes auftreten. Es ist leicht verständlich, daß Beschädigungen eines nahezu fertigen Produktes zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führen, die es zu vermeiden gilt.

Jedoch erweist sich die Bestrebung, durch Geschicklichkeit der Hubantriebsbedingung Bund und Dorn zusammenzuführen, als ziemlich unzureichend, da das Erfordernis der Genauigkeit ein zu hoch gestecktes Ziel darstellt. So sind beispielsweise bei einem Bundinnendurchmesser von 600 mm und einem Dorndurchmesser (ungespreizter Zustand) von 550 mm nur 25 mm Achsversetzung zulässig. Bei einiger Sicherheit muß dieser Wert noch kleiner gewählt werden.

Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr zur Aufgabe gestellt, die geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden, d. h. eine Einrichtung zu schaffen, die dem Bedienungsmann die Aufgabe abnimmt, den Dorn mehr oder weniger genau in den Kern des Bandbundes zu manipulieren.

Nach der Lehre der Erfindung wird diese Aufgabe derart gelöst, daß ein oder mehrere Strahlensender vorgesehen sind, deren jeweils quer zu den Mantellinien des Bandbundes gerichtete Strahlen eine Breite einschließen, die größer als der Bandbunddurchmesser ist, wobei die beidseitig des Strahlenschattens hinter dem Bandbunddurchmesser verbleibenden Anteile des Strahlenbundes in getrennten Empfängern elektrisch vergleichbar und deren Differenzwert zur Steuerung des Bundhubantriebs benutzbar sind. Unter Beibehaltung des bisherigen elektrohydraulischen Systems des Bundhubantriebes gelingt es somit Einrichtung zur automatischen Zentrierung eines Metallband-Bundes zum Dorn einer Haspelstation

Anmelder:

DEMAG Aktiengesellschaft,

4100 Duisburg, Wolfgang-Reuter-Platz

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Peter Heintz, 4330 Mülheim-Speldorf

leicht, den Bund in den Bereich der Strahlensender zu bringen. Ab dieser Stellung übernimmt einzig und allein die elektrische Steuerung das Messen des Achslagenhöhenunterschiedes zwischen Bundachse und Dornachse. Die hieraus erhaltenen Meßwerte gestatten, den Bund mit großer Genauigkeit in Einführlage zu heben. Dornbeschädigungen und Bundkernschäden sind somit ausgeschlossen. Das Bundzentrieren geht auf diese Weise nicht nur ohne jeden Schaden vor sich, sondern in einer verhältnismäßig kurzen Zeit, so daß der Bedienungsmann völlig unbekümmert diese Arbeit nur noch auszulösen braucht.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist ferner so ausgebildet, daß die Strahlensender aus übereinander symmetrisch zur Dornachse im Abstand angeordneten Lichtquellen mit Schlitzabdeckung bestehen. Damit ist ein straffumrissenes Lichtband geschaffen, das die Kontur des Bandbundes exakt abgrenzt. Für jeden Durchmesser der in Walzwerken vorkommenden Bunde kann die erforderliche Lichtbandbreite erzeugt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die teilweise bei Haspelstationen erwünschte einseitige Platzbelegung dadurch gewonnen werden, daß erfindungsgemäß die Strahlensender und -empfänger gemeinsam auf einer Seite des Bundes befestigt und an der anderen Bundseite Reflektoren angebracht sind. Auf diese Weise wird vermieden, daß sämtliche Zuleitungen unter der Gleisgrube des Bundwagens hindurchgeführt werden müssen. Außerdem sind alle elektrischen Schaltteile leicht in geschlossenen Kästen auf einer Seite zentral angeordnet.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung beinhaltet, daß der elektrische Vergleich in den getrennten Empfängern durch Vergleich der Empfängerausgangsspannungssignale durchführbar ist. Diese Signale können mittels Gleich- oder Wechselspan-

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nung proportional der Lichtbandabdeckung ausgelegt werden. Außerdem ist es einfach, beispielsweise, einen empfindlichen Gleichspannungsmesser zu eichen, um direkt den Durchmesser des Bundes ablesen zu können.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Ausgänge der getrennten Empfänger über ein Differentialrelais, wie beispielsweise ein Transistorrelais, als Schaltrelais gegeneinanderge-

Einführstellung vor den Dorn 2 gebracht. Jedoch liegt dort die eingezeichnete Höhendifferenz χ zwischen Bandbundachse 14 und Dornachse 15 vor.

In Fig. 2 ist nunmehr auf einer Seite des BandbundeslO, der sich anfänglich in der Lage 16 tefindet, eine Anordnung von zwei getrennten Lichtstrahlensendern (Lichtquellen) 17 und 18 vorgesehen. Deren durch Schlitzabdeckung oder dergleichen erzeugte Lichtbänder 19 und 20 treffen auf die Rücken

schaltet sind. Solange die beiden Lichtbänder unter- io teile 21 und 22 des Bandbundes in der Lage 16.

schiedlich abgedeckt sind, herrscht auch zwischen den Durch die totale Abdeckung des unteren Lichtbandes

20 entsteht über eine weiter nicht gezeigte Schaltung in den getrennten Empfängern 23 und 24 ein Spannungsunterschied, dessen Wert dem Bundhubantrieb

beiden elektrischen Ausgängen eine Spannungsdifferenz, die zum Ansprechen der zwischengeschalteten Relais führt.

Schließlich besteht eine Ausgestaltungsform des 15 13 zugeleitet wird, erfindungsgemäßen Gegenstandes in einer solchen Die praktische Form der Empfängerseite kann beiAnordnung, daß an die Arbeitskontakte der Schalt- spielsweise so gestaltet sein, daß ein Siliziinö-Fotorelais über weitere Hilfsschaltschütze die Magnet- element als Fänger des verbleibenden LidhtStrahlspulen eines Vierwege-Dreistellungsventils eines hy- anteils 25, 26 dient, wobei der Lichtstrahl oder die draulischen Bundhubantriebs angeschlossen sind. 20 Lichtimpulse in elektrische Impulse verwandelt werden. Deren Umfang erfolgt durch die nachgescHaJÜfc Elektronik mit Hilfe von Vorverstärker-, Impulsformer-, Impulsintegrätions- und Endverstärkerstufsn in ein der Lichtbandabdeckung proportionales

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 25 Gleich- oder Wechselspannungssignal. Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden In Fig. 3 sind der Sender (17, 18) und die Emp-

näher erläutert. i ( 24) h i ß Mßb

F i g. 1 zeigt die Anordnung einer Haspelstation mit einem Bundhubwagen im Aufriß;

Jeder von den Empfängern weitergeleitete Impuls vermag somit die Ventile zu beeinflussen, um entweder eine Auf- oder Abwärtsbewegung des Kolbens bei einer Hydraulikeinrichtung zu bewirken.

fängerseite (23, 24) nochmals in größerem Maßstab dargestellt.
Anschließend an die beiden Empfänger 23 unfl :

pg

F i g. 2 stellt die zu F i g. 1 gehörende Seitenansicht 30 deren massefreien Ausgänge (Generator G) p dar, wobei die erfindungsgemäße Einrichtung eben- weise eine Gleichspannung von 0 bis 6 Volt je nach ll i Sii i Abdeckung des Lichtbandes entnommen werden

kann, befindet sich nach den F i g. 4 bis 8 eine Schali i id ih Brih

gg
falls in Seitenansicht zu sehen ist;

F i g. 3 stellt die Seitenansicht gemäß F i g. 2 dar, wobei lediglich das Prinzip der Erfindung an Hand

tung, die die beiden möglichen Bewegungsrichtungen

ii

der Sender und Empfänger sowie des Bandbundes 35 des Prismatisches 9 berücksichtigt.

gezeigt ist;

F i g. 4 zeigt das Schaltbild der gegeneinandergeschalteten Empfänger, wobei das Differentialrelais aus

So sind nach F i g. 4 die beiden Spannun

abnahmen G gegeneinandergeschaltet, wobei dazwischen ein Differentialrelais 27 liegt. Solange die beiden Lichtbandanteile 25 und '$& unterschiedlich groß Fig. 5 mit den gegeneinandergeschalteten Relais 40 sind, herrscht auch zwischen den beiden elektrischen gezeigt ist; Ausgängen eine Spannungsdifferenz, die zum Anspre-

F i g. 6 stellt das Differentialrelais mit seinen Ar- chen eben dieses Relais 27 führt. Das Relais 27 entbeitskontakten dar, über die in hält für die beiden Funktionsrichtungen je ein Relais

F i g. 7 weitere Hilfsschütze die Magnetspulen eines d_l und d₂, denen am Eingang Sperrdioden 28 und 29 Vierwege-Dreistellungsventils vom Hubtischzylinder 45 zugeordnet sind. Hierdurch wird erzielt, daß nur ]6-

steuern;

Fig. 8 zeigt schließlich die Verbindung zwischen dem Magnetventil aus F i g. 7 mit den Magnetspulen sowie mit dem Hubzylinder.

In F i g. 1 ist eine Haspelstation 1 mit einem Dorn 2 ersichtlich. Auf dem Fundament 3 und Gleisen 4 verfährt ein Bundhubwagen 5, dessen Antrieb aus einem Kolbentriebwerk 6 besteht. Das Kolbentriebwerk 6 sowie ein großer Teil des Bundhub-

weils eines der beiden Relais anspricht.

In F i g. 5 ist die grundsätzliche Gegeneinand&rschaltung nochmals hervorgehoben.

F i g. 6 zeigt die Verflechtung des Steuerkreises mit dem Arbeitskreis der Schaltrelais d_x und d%. Die Spulen (oder Schaltungen bei Transistorrelais) A₁ und d_t des Steuerkreises stellen den Kontakt für die Arbeitsrelais d% und d₄ her. Letztere sind in Fig. 7 gezeigt, mit den Magnetspulen S₁ und $_s eines Vier

wagens 5 befinden sich unter Hüttenflur 7, so daß 55 wege-Dreistellungsventils 30 verbinden." Dessen Zueine Grube 8 gebildet ist, aus der der Bundhub- leitungen 30 und 31 führen zum Bundhubantrieb 13. wagen 5 nur mit seinem Prismatisch 9 herausragt. In Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

der gezeichneten Situation befindet sich ein Band- Wird durch ein in die Meßzone eingebrachtes Bund bund 10 auf dem Prismatisch 9 des Bundhub- 10 das untere Lichtband 20 vollständig, das orj&re, wagens 5. Weitere Bandbunde 11 und 12 liegen be- 60 19, jedoch überhaupt nicht abgedeckt, so wird die reit, vom Dorn 2 der Haspelstation 1 aufgenommen anstehende Spannungsdifferenz das Relais 27 und die zu werden. Sie sind von einem nicht weiter gezeigten
Drehkreuz dort abgelegt worden.

Jeder einzelne dieser Bandbunde 11 und 12 wird durch Verfahren des Bundhubwagens 5 mittels des Kolbentriebwerkes 6 und durch Absenken des Prismatisches 9 mittels des Bundhubantriebes 13, in

diesem Fall ebenfalls ein Kolbentriebwerk, in die

pg

Magnetspule 30 für die Prismatischaufwärtsbewegung erregt. Der Prismatisch 9 mit dem daraufliegendea Bund 10 fährt mit konstanter Geschwindigkeit aufwärts. Der Bund 10 tritt dabei in die obere Lichtbandebene 19 ein, und die Spannungsdifferenz beginnt sich zu verkleinern. Bei einem Spannungsuriterschied, der beispielsweise der Ansprechspannung

eines vorgesehenen Transistorrelais entspricht, fällt dieses ab, und der Prismatisch 9 bleibt sofort stehen. In dieser Stellung hat der Bund 10 nahezu beide Lichtbänder zu gleichen Teilen abgedeckt. Es ist aber auch die Stellung, bei der Dorn- und Bundachse (14 und 15) zusammenfallen.

Durch die symmetrische Anordnung der Lichtbänder 19 und 20 zu der Dornachse 2 ergibt sich bei gleicher Abdeckung der Lichtbänder Spannungsgleichheit, wenn Dorn- und Bundachse auf gleicher Höhe stehen. Dabei ist es gleichgültig, ob ein Bund 1000 oder 1900 mm Bundaußendurchmesser aufweist.

Der Bundtransport von der Bundablage (11, 12) zur Symmetrierzone (19, 20) und anschließend zum Dorn2 erfolgt folgendermaßen (Fig. 1):

Der Bedienungsmann fährt mit Hilfe seiner hydraulischen Steuerung den Hubwagen 5 mit abgesenktem Prismatisch 9 mittig unter das auf der Bundablage dem Dorn 2 am nächsten gelegene Bund 11. Er lüftet dieses so weit mit dem Prismatisch 9 an, daß es keinerlei Berührung mehr mit der Bundablage hat. Dann fährt er den Hubwagen 5 bis zur Meß- bzw. Zentrierzone (19, 20) vor. Die genaue Meßposition, bei der die Lichtbänder 19 und 20 genau senkrecht über dem Hubzylinder 13 stehen und bei der ein Spalt 33 im geteilten Hubtischaufbau für das untere Lichtband freigegeben wird, ist durch ein seitlich der Fahrschienen 4 angebrachter (nicht weiter dargestellter) Endtaster fixiert. Der Spalt 33 im Hubtisch 9 ist so weit ausgespart, daß selbst bei höchster Hubzylinderstellung das untere Lichtband 20 von der Hubtischkonstruktion nicht verdeckt und damit gestört werden kann.

Das nun in die Symmetrierzone (19, 20) eingebrachte Bund 10 unterbricht zunächst beide Lichtbänder 19 und 20, jedoch in unterschiedlichem Verhältnis. Nachdem der Betriebsmann den Drucktaster »Bundzentrierung« betätigt hat, hebt sich der Prismatisch so weit an, daß Dorn- und Bundachse (14, 15) eine Höhe bilden.

Das auf richtige Höhe gebrachte Bund 10 bleibt nun in der Symmetrierzone 19, 20 so lange stehen, wie der Dorn 2 durch ein gerade ablaufendes Bund 10 belegt ist. Der obenerwähnte Endtaster verhindert ein Weiterfahren des Wagens 5 in den Dornbereich. Erst nachdem das Bund abgelaufen ist und die gesamte Umwickelanlage auf Tippbetrieb arbeitet und die Anschlagplatte 34 in richtige Bundbreiteneinstellung gebracht und der Dorn 2 entspreizt ist, fährt der Wagen 5 automatisch oder von Hand gesteuert vor und schiebt das Bund 10 bis zur Anschlagplatte 34 auf. Ein in die Anschlagplatte 34 eingelassener berührungsloser Endschalter, der bei Annäherung des Bundes auf 20 bis 25 mm anspricht, bringt den Hubwagen 5 zum Stillstand. Dieser Endschalter ist der Einfachheit halber nicht weiter dargestellt. Anschließend fährt die Anschlagplatte 34 automatisch in die Ausgangsstellung gegen einen Endtaster zurück. Dieser gibt sogleich Kommando zum Absenken des Prismatisches 9 und zum Spreizen des Domes 2. Ein weiterer Endtaster, der in der untersten Stellung des Hubzylinders 13 anspricht, läßt den Hubwagen 5 automatisch aus den Dornbereich herausfahren.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur automatischen Zentrierung eines in einer prismatischen Mulde eines Hubwagens liegenden Metallband-Bundes zum Dorn einer Haspelstation, insbesondere bei Walzgut-Bandanlagen, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Strahlensender (17, 18), deren jeweils quer zu den Mantellinien des Bandbundes (10) gerichtete Strahlen eine Breite einschließen, die größer als der Bandbunddurchmesser ist, wobei die beidseitig des Strahlenschattens hinter dem Bandbunddurchmesser verbleibenden Anteile (25, 26) des Strahlenbandes in getrennten Empfängern (23, 24) elektrisch vergleichbar und deren Differenzwert zur Steuerung des Bandhubantriebs (13) benutzbar sind.

.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlensender (17,18) aus übereinander symmetrisch zur Dornachse (2) im Abstand angeordneten Lichtquellen mit Schlitzabdeckung bestehen.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlensender (17, 18) und -empfänger (23, 24) gemeinsam auf einer Seite des Bundes (10) befestigt und an der anderen Bundseite Reflektoren angebracht sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Vergleich in den getrennten Empfängern (23, 24) durch Vergleich der Empfängerausgangsspannungssignale durchführbar ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der getrennten Empfänger (23, 24) über ein Differentialrelais (27), wie beispielsweise ein Transistorrelais, als Schaltrelais gegeneinandergeschaltet sind.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß an die Arbeitskontakte der Schaltrelais (d₃, d₄) über weitere Hilfsschaltschütze die Magnetspulen (S₁, S₂) eines Vierwege-Dreistellungsventils (30) eines hydraulischen Bundhubantriebs (13) angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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