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Heizeinrichtung fUr eine kontinuierlich arbeitende Formmaschine oder
Presse Heizeinrichtung für eine Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende
Presse fUr plattenformige und unter Wärmeeinwirkung g zu formende Werkstucke, die
zwei Gleitschuhe mit einander zugekehrten Oberflächen hat, über die zwei dünne,
angetriebene Metallförderbänder geführt sind, die eine Werkstück zwischen sich aufnehmen,
sowie mit quer Uber die Gloitschuhe angeordneten Heizelementen.
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Derartige Formmaschinen oder Pressen etgnene sich beys. ders zur Heratellung
laminierter Eunststoffplatten oder -bretter, Insbesondere befaset sich die Erfindung
g mit kontinuierlich arbeitenden Formpressen gemäß der DAS 1 213 916 (abentschrift
3 207 062), und an diesen soll wiederum eine Heizeinrichtung
verbessert
werden, wie sie in der Patentanneldung H 49 994 Ic/39a 7 (U.S.-Patentschrift 3 148
296) beschrieben wurde.
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In solchen Maschinen findet ein Paar eindloser, dünne ? Blechbänder
oder Bleckstreifen Verwendung, zwischen denen Werkstücke zwischen zwei einander
gegenüberliegenden bzw. nach innen gerichteten Gleitschuhen oder Platten hindurchgezogen
werden. Diese Gleitschuhe oder Plattendienensur Druck-und Wärmeübertragung auf die
e Werkstucke. Dies wird c7. durah gegenüberliegende, einander ergänzende Beheizungsfelder,
nach innen zusammenlaufende oder schräge Druckabschnit te und Aushärtungszonen in
den Gleitschuhen oder Platten erreichte durch die die Werkstücke nacheinander und
insbeson -dere kontinuierlich ch hindurchbewegt werden.
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Eines der robleme9 die beim Betrieb solcher Maschinen oder Pressen
auftreten, stellt sich, wenn druch eine solche Maschine Werkstücke mit einer solchen
Breite hindurchgeführt werden sollen, die etwas goringer als diejenige der Gleitschuhe
und der zugeordneten Bänder ist. In diesem Fal treten Wärmespannungen in den Metallbändern
auf, die diejeni gen überateigen, die sich bei der Verarbeitung von Werkstücken
der vollen Breite der Gleitschuhe und Metallbänder
argebeaz IM Im
letzteren Fall hat das Band eine im wesentlichen konstante Temperatur und es weist,
wenn überhaupt, nur sehr kleine Wärmespannungen auf.
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Um dieses Problem ou beseitigen wurde die Hsiseinrichtung nach der
US-Patentschrift 3 148 269 konstruiert. Diese Hoizc@nrichtung weist zwei Sätze von
Heizkörpern auf, von denen der eine Satz die Gleitschuhe und die Metallbänder tuber
ihre ganze Breite hinweg beheitzt, während der zweite Satz aus Zonenheizelementen
besteht, die jeweils nur den Bereich der Metallbänder erhitzen, den das Werkstück
zwischen diesen Hetallbändoi-n einnimmt.. Außerdem sind bei der bekannten Heizeinrichtung
Temperatursteuervorrichtungen vorgesehen. Btit deren Hilfe diejenigen Bereiche der
Metallder, die das Werkstück zwischen sich aufnshmen, auf dieselbe Temperatur gebracht
werden könne, wie die außerhalb der Werkstücke liegenden Bereiche der Metallbänder.
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Dank dieser Konstruktion lassen sich beim Durchlaufen zwischen den
Gleitschuhen Wärmespannungen in den Metallbändern im Bereich der Sußeren en Ränder
der Werkstücke vermeiden.
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Ab und zu fällt jedcoh bei einer solehen Heizeinrichtung eines der
HeizeleMente aus, beispielsweise weil es durchgebrannt sit; beid er Vielzahl der
verwendeten Widerstsndaheizelemente ist das Auffinden des ausgefallenen Heisolementa
mit
erheblichen Schwierigkeiten verbunden ; andererseits hat ein ausgefallenes Heizelement
aber auch zur Folge, daß die Beheizung der Metallbänder und der werkstücke nicht
mehr mit der gewünschten Gleichmäßgkeit erfolgt, so daß Ausschußware produziert
wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinriohtung
an einer Presse der eingangs erwähnten Art so auszubildenf daB ein schadhaftes Heizelement
leicht und sofort ermittelt werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
durch eine Anzeigevorrichtung zur Bestimmung ausgefallener Heizelemente gelöst.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn eine Signalquelle vorgesehen wirdr die sofort
auf den Ausfall eines Heislementes aufmarksam macht.
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Bine konstruktiv besondere einfache Anzeigevorrcihtung ergibt sich
dann, wenn zwei gleiche, der Beheizung der Metallbände: iiber ihre ganse Breite
dienende Hauptheizelemente parallel und in gleicher Messe longs der Breite dos zugehörigen
Metallförderbandes angeordnete Zonenheizelemente paarweise zusammengeschaltet sind.
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Weitere, vorteilhate Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale
ergeben eich aus den Patentansprüchen und/oder
aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeiehnung dargestellten Ausführungsbeispieles; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer kontinuierlich arbeitenden Prosae
in Seitenansicht ; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltung zum Betrieb
der Heizelemente in den Gleitschuhen der Presse nach Fig. 1 und Fig. 3 eine mehr
ins einzelne gehende Skizze der Schaltung gemäß Fig, 2 Dia in n Fig, 1 dargestellte,
kontinuierlich arbeitende Presse 10 hat zwei Gestellglieder 12, zwischen denen einander
gegenüberliegende Gleitschuhe 14 und 16 montiert sind. Ein Werkstück 18 soll in
der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung zwischen diesen Gleitschuhen hindurchgeführt
werden. Auf ihrer Einalufseite haben die beiden Gleitschuhe Einlaufabschnitte 20,
an die sich nacheinander Vorwärmabschnitte 22, Anpresschultern24, Auahärtungsabaehnitte
26 und XMhIzonen 28 anschließen. Daa Werkstück wird reibungsschlüssig zwischen zwei
endlosen, dünnen Metallbändern 30 gehalten und von diesen transportiert Dio Hetallbander
verlaufen über Gleitflächen 29 der Gleitschuhe 14 und 16 und sie ziehen das zwischen
ihsn angeordnote Werkstück zwischen diesen Gleltfiaohen hiuduroho Die
Vorwärmabschnitte
22 sind mit noch näher zu beschreibonden Heizelementen versehen, und auch die Aushärtungsabschnitte
26 haben ähnliche Heizelemente, die jodoch normalerweise mit einer häheren Temperatur
als diejenigen der Vorwärmabschnitte 22 arbeiten.
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Die Hetallbänder 30 stützen sich einerseits auf den Geste. 11 gliedern
ab und andererseits sind sie über Rollen geführt, die ebenso wie die Ges@llglieder
symmetrisch zu ciner Mittelebene angeordnet sind. Nacheinander sind die Metallbänder
über Rollen 32, 34 und 36 geführt, die zusammen mit anderen, nicht dargestellten
Rollen eine endlose Förderanlage bilden, Die Rallen 34 werden von einer Antriebseinheit
38 angetrieben, und die Rollen 36 sind in Richtung des Doppelpfeiles 40 verschiebbar,
um die Metallbänder unter spannung zu halten.
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Der Abstand zwischen den Gleitachuhen 14 und 16 kann dadurch eingestellt
werden, daß die getauschte Anzähl abnehmbarer Zwischenstücke 42 bis 48 mit den richtigen
Abmessungen ausgewählt wird. Der Befestigung der Gleitschuhe und der Zwischenstücke
dienen nicht dargestellte Befestigungselemente. Wegen einer sehr ins Detail gehenden
BeschrQibung der Presse 10 wird auf die bereits erwähnte üS-Patentschrift 3 207
062 (DAS 1 213 976) verwiesen.
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Im normalen Betrieb der Presse 10 weisen die Gleitschuhe 14 und 16
sowie die Metallbänder 30 ungefähr dieselbe Breite auf, und üblicherweise werden
auch Werkstücke mit dieser Breite bearbeitet.
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Um jedoch den Anwendungsbereich der Pressen zu erweitern, ist es wü@schenswert,
auch Werkstücke mit einer geringeren Breite als derjenigen der Gleitschuhe und Metallbänder
herstellen zu können.
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Wie bereits beschrieben, kann zwar die hier in Rede stehende Presse
zur herstellung von Werkstücken geringerer Breite eingesetzt werden, jedoch treten
dann die Probleme mit der Heizeinrichtung auf, die zu unnötigen und unerwünschten
Längsschubspannungen in den Metallbändern 30 sowie möglicherweise zu einer übermäßigen
Beheizung dieser Metallbänder und der Gleitflnehen 29 fiih-ren ; dies hat wiederum
zur Folge, daß leicht andere Teile der Presse, wie beispielsweie Lager oder dgl.
und die Heizelemente selbst überhitzt werden.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen im Detail die erfindungsgemäße Heizeinrichtung
für die Presse 10. In Figur 2 sind eines der Metallbänder 30 und ein WerkstUck 18
geringerer Braite strichpunktiert dargestellt. über die volle Breite des Metallbandes
30 arstreckt sich cine Heizeinrichtung 50 mit zwei Haptheizelementen 52, die ebenfalls
nahezu so breit wie dae Metallband sind. Mit den HauptheizeleEenten ist elektrisch
eine Temperatursteuervorrichtung 54
verbunden, die ein Thermoelement
55 aufweist, das im zugehörigen Gleitschug nahe dem metallband 30 und dessen einem
Randbereioh angebracht ist. Mit Hilfe der Hauptheizelemente 52 können also die e
Metallbänder 30 längs ihrer ganzen Breite beheizt werden, und die tursteuervorrichtung
54 bewirkt, daß die Hauptheizelemente 52 immer dann von Strom durchflossen werden,
wenn die Temperatur der Metallbänder 30 unter einer vorbestimmten Temperatur liegt.
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Die Heizvorrichtung 50 weist ferner mehrere Zonenheizelemente 56 auf,
die von einer Temperaturdifferenzsteuervorrichtung 58 gesteuert werden. Die letztere
steuert entsprechend dem von einem Thermoelement 60 abgegebenen Signal, wobei dieses
Thermoelement im Gleitsehuh in der R§he der Oberfläche des jeweiligen Metallbandes
30 und in densen Mittelbereich und damit in der Mitte des durobsustehenden WerkstUckes
angeordnet ist. Wie am besten die Figur 3 erkennen luit. sind die Zonenheiz-elemente
56 parallel zueinander geschaltet und paarweise zusammengefaßt, und jedem Paar ist
ein Schalter 62 zugeordnet, so daß der Heizstromkreis ftir das entsprechende Paar
von Zonenheizelementen gescbloeaen ist, wenn der zugehUrige Schalter 62 seine Schließstellung
einnimmt.
Die beiden äußersten, d.h. im äußersten Randbereich der
Metallbänder befindlichen Zonenheizelemente 56 bilden also ein Po. ar und werden
vom links außen liegenden Schalter 62 (Fig.3) gesteuert ; das nächstäußere Paar
von Zonenheizelementen 56 wird d von dem an zweiter Stelle von links liegenden Schalter
62 (Pig. 3) gesteuertusw.
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Wenn nun WerkstUcke 18 mit einer geringeren Breite alß derjenigen
der Metallbänder 30 hergestellt werden sollen, so werden diejenigen Schalter 62
geschlossen, die den innerhalb der Querabmessungen der Werkstücke 18 liegenden Zonenheizelementen
56 zugeordnet sind, während die Schalter 62 fUr die außerhalb des Weges der Werkstucke
liegenden Zonenheizelamente offen sind.
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Für ein Werkstück 18, wie es inFig.3dargestelltist,sind also die beiden
gemäß Fig. 3 rechts liegenden Schalter 62 geschlossen, während die beiden links
liegenden Schalter (Fig 3) offen bleiben. Die Temperaturdifferenzstouervorrichtung
58 ist so eingestellt, daß das Thermcelement 60 den Stromkreis, der die beiden Leitungen
64 und 65 enthält, anschließt, wenn die Temperatur um einen vorbestimmten Wert unter
derjenigen liegt, die von der Temperatursteuervorrichtung 54 aufrecht
erhalten
wird. Auf diese Weise liefern die eingeschalteten Zonenheizelemente 56 die fUr das
Vorwärmen und Aushärten des Werkstückes 18 erforderlichen Wärmemengen, während diejenigen
Zonenheizelemente, die außerhalb des Weges der Werketücke 18 liegen, stillgelegt
bleiben und deshalb nicht unnötigerweise die Randbareichf : der Metallbänder 30
erhitzen.
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Bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung bewirken zwei verschiedene
Heizkreise die Beheizung des Vorwärm- und des Aushärtungsabschnittes. Ein erster,
die beiden Hauptheizelemente enthaltender Heizkreis wird von einem im Gleitschuh
in kurzem Abstand von der äußeren Kante des zugehörigen Metallbandes 30 angeordneten
Thermoelement gesteuert. Die beiden Hauptheizelemente 52 sind parallel zueinander
geschaltet und erstrecken sich über die ganze Breite des zugehörigenMetallbandea.Hingegenaind
die Zonenheizelemente 56 paarweise und in so gober Anzahl installiert, daB sie sich
zusammen ebenfalls über die ganze Breite des Gleitschubes und damit des Metallbandes
erstrecken. Jedoch ist jedem Paar von Zonenheizelementen 56 ein besonderer Schalter
62 zugeordnet, so daß diese Zonenheizelemente paarweise eingeschaltet werden können.
Das Thermoelement 60 steuert die Zonenheizelemente
56, und es
ist ungefähr in der Mitte des Géitschuhes angebracht. Werden nun WerkstUcke bearbeitet,
die schmäler als die ItetallbEnder sind, so bleiben die außerhalb der Bahn der WerkstUcke
liegenden Zonenheizelemente abgeschaltet.
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Der von den Zonenheizelementen eingenoSmene Bereich wird auf einer
Temperatur gehalten, die ungefdhr 2, 8°C unter der Temperatur des Bereichs der Hauptheizelemente
liegt. Infolgedessen führen die Hauptheizelemente die durch Wdrmeabfubr an die Hetallbänder
sowie an die Umgebung abgegebene Energie zu. Sobald nun die Presse in Gang gesetzt
und die WerkstUcke zwischen den Gleitnchuhen hindurchgezogenwerden,fällt die Temperatur
in dem Bereich der Zonenheizelemente stark ab. Sobald die Temperatur unter der an
der Temperaturdifferenzsteuervorrichtung eingestellten liegt, werden die Zonenbeizelemente
56, Qeren zugehdrige Schalter geschcssen sind, beheizt, so daß sie den im Bereich
4 der WerkstUcke liegenden Tell der Presse aufheizen. Entsprechend der jeweiligen
Temperatur werden dann die Zonenheizelemente 56 an-und abgeschaltet damit die eingestellte
Temperatur im mittleren sowie in den Randbereicben der Bahn der WerkstUcke eingehalten
wird. AuBerdem werden auch die Hauptheizelemente 52 automatisch an-und abgeschaltet,
damit die normale Temperatur seitlich des Weges der
Werkstücke
aufrecht erhalten wird, und die diesen Bereichen zugeführte Wärme reduziert, die
von den Zonenheizelementen 56 zuzuführende Energie.
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Wie bereits ermähnt, ist es außerordentlich schwierige in derartigen
Schaltungen mit mehreren parallel zu einer variablen Stromquelle geschalteten Verbräuchern
einen Fehler in einer Zweigleitung festzustellen. Bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung
stellen die von Thermostaten gesteuerten Haupt. und-Zonenelemente 52 bzw. 56 die
Verbraucher dar, und der Heizstrom wird entsprechend dem jeweiligenWärmebedarfan-undabgestellt
bzw. verändert. Infolgedessen kann dieser Heizstrom in jedem Zweig der Schaltung
jeden Wert zwischen einem Maximalwert und dem Wert Null annebmen, was die Fehlernuche
außerordentlich erschwert.
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Um diesen Nachteil ou beseitigen, wurden die einzelnen Leiterzweige
magnetisch so miteinander gekoppelt, daß jeder Ausfall in einem der Leiterzweige
oder eines Heizelementenpaares sofort ermittelt werden kann. Zu diesem Zweck wurden
die Hauptheizelemcnte und auch die Zcnenheizelemente 52 bzw. 56 paarweise
jeweils
zu zweit zusammengefaßt und parallel geschaltet. Yon jedem Heizelement eines jeden
Paares verläuft eine Leitung durch die Primärseite eines Transformators, jedoch
miteinander entgegengesetztem Richtungssinn, so daß sicb eine Magnetflußkompensation
und somit eine stromlose Sekundärwicklung ergibt, solange die die beiden zugehörigen
Beizelemente durchfließenden StrUme gleich sind. Selbstverständlich musse bei einer
solchen Heizvorrichtung die Heizelemente gleiche Widerstände haben. Fällt nun eines
der Heizelemente eines solchen Paares aus, so ert sich der Stromfluß in einer der
beiden-Leitungen der Primärseite des Transformators, so daß sich die Magnetflüsse
nicht mehr keapensieren und in der Primärwicklung des Transformators oine Spannung
induziert wird. Anhand der Figuren 2 und 3 noll nun diese Art der Fehleranzeige
näher erläutert werden.
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Die parallel zueinander geschalteten Hauptheizelemente 52 sind mit
einem ersten Transformator 66 gekoppelt. Von diesen beiden Hauptheizelementen führen
Leitungen 68 und 70 zu einer Primerwieklung dieses ersten Transformators 66, jedoch
sind diese beiden Leitungen so angeordnet, daß die Heizströme die Primärseite dieses
Transformators mit ntgegengesetzter Stromrichtung durchflieBen und sich ibre Magnetfelder
gegenseitig kompensieren,
wenn die Heizströme in den beiden Leitungen
68 und'70 glench groß sind. Eine Sekundärwicklung 72 des rmators 66 ist in Reihe
mit einer Signalquelle 74 geschaltet, die beliebig ausgebildet sein kann und auf
eine in der Sekundärwicklung induzierte Spannung anspricht.
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In gleicher Weise bilden Leitungen 76 und 78, die in Reihe mit den
Zonenheizelementen 56 eines jeden Paares dieser Heizelemente geschaltet sind, die
Primärseite eines zweiten Transformators 80, und zwar sind die beiden Leitungen
so angeordnet, daß die Heizströme die Primärseite in entgegengesetzten Richtungen
durchfließen. Infolgedessen heben sich auch dort die Magnez ex gegenseitig auf,
wenn die Heizströme in den Leitungen 76 und 78 gleich groß sind. FEllt nun jedoch
eines der Zonenheimelemente eines eingescbalteten Paares aus, so sind die Strume
in den Leitungen 76 und 78 nicht mehr länger gleich groß, so daß in einer Sekundärwicklung
82 des Transformators 80 eine Spannung induziert wird, die wieder die Signalquelle
74 in Gang setzt, da auch die e Sekundärwicklung 82 zusammen mit derjenigen des
ersten Transformators 66 im Stromkreis der Signalquelle liegt.
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In der dargestellten Schaltung spricht also die Signalquelle 74
an,
wenn in einer der beiden Sekunddrwicklungen 72 oder 82 eine Spannung induziert wird.
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Gibt nun die Signalquelle 74 ein Signal ab, so erhebt sich immer noch
die Frage, welches Heizelement ausgefallen ist ; dieses kann jedoch sofort lokalisiert
werden, wozu lediglich sämtliche Schalter 62 gebffnet werden müssen, so daß nur
noch die Hauptheizelemente 52 eingeschaltet sind. lot nun eines dieser Hautheizelemente
defekt, so zeigt dies unmit ; elbar an. Gibt jedoeh in diesem Zustand die Signal.
quelle kein Signal ab, so muB eines der Zonenheizelemente 56 fehlerhaft sein.
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Werden nun die Schalter 62 nacheinander oder jeweils nur einer geschlossen,
so kann leieht das Paar von Zouenheizelementen ermittelt werden, das das ausgefallene
Heizelement enthält, da --"'°'... sofort bei Schließen des zugehö. gen Scbaltern
62 die Signalquelle 74 anspricht.
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Mit Hilfe der vorstehend geschilderten Schaltung läßt sich also einfach
eine Anzeige fUr ein ausgefallenes Heizelsment bewerkstelligen, und das letztere
läßt sich außerdem aueh leicht lokalisieren. Da außerdem stets eine Magnetfeldkompßnsation
eintritt,
können auch pulsierende Ströme durch die Transformatoren
geschickt werden, ohne daß eine Sättigung befürchtet werden muß. Außerdem kdnnen
über denselben Transformator mehrere Kreise laufen, die aus vers¢hiedenen Spannungsquellen
gespeist werden. Die erfindungsgemäße Schaltung gestattet also die Überwachung einer
großen Anzahl voneinander unabhdngiger Parallelschaltungen.