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Vorschubsteuerung für eine Säge zum Abschneiden genau bemessener Walzgutlängen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschubsteuerung für eine Säge, durch,die ein
kontinuierlich aus einem Walzwerk austretendes Rohr in bestimmte Längen unterteilt
werden soll. Schon bei verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit der Rohrbewegung
ist es nicht möglich, die Säge zum Schnitt einfach in senkrechter Richtung zum Rohr
vorzuschieben. Man hat daher die Anordnung so getroffen, daß der Sägentisch von
einer bestimmten Ausgangsstellung synchron mit dem Röhr bewegt wird, hierbei .am
Ende dieser Bewegung den Schnitt ausführt und nach dem Schnitt in die Ausgangsstellung
zurückgeführt wird. Da für die Umsteuerung des Tischantriebes und für dessen Rücklauf
in die Ausgangsstellung Zeit benötigt wird, die nicht jedesmal genau gleich groß
gehalten werden kann, während dieser Zeit aber das Rohr sich kontinuierlich weiterbewegt,
ist es mit einer einfachen Steuerung mittels Endschaltern nicht möglich, genau gleich
große Längen von dem Rohr abzuschneiden.
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Dieses Ziel wird nun durch die Vonschubsteuerung gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß mit einer von dem Rohr angetriebenen Meßrolle :der Geber eines
Induktionsfernsteuersystems, dessen Empfänger von dem Vorschubmotor des Sägenitisches
verstellt wird, über ein Getriebe mit solchem Übersetzungsverhältnis gekuppelt ist,
daß die gewünschten Rohrlängenabschnitte jeweils einer r 8o°-Verdrehung des Gebers
gegenüber dem Empfänger entsprechen, und ferner dadurch, daß die in der Ständerwicklung
des Empfängers induzierte Spannung über einen Richtverstärker zwei Steuerkanäle
für
den Hin- und Rücklauf des Vorschubmotors des Sägentisches steuert und jedesmals
in .der Endstellung des Sägentisches nach dem Schnitt mittels im Eingangskreis des
Verstärkers angeordneter Kontakte zweier Umschaltrelais die Phase der Empfängerausgangsspannung
:im Eingangskreis des Richtverstärkers gewechselt und durch einen Endschalter der
den Vorschiubmotor über die Endlage hinausführende Steuerkanal abgeschaltet wird,
so daß dann der Vorschubmotor sofort auf die durch die Umschaltung der Phase der
Empfängerausgangsspannung um i 8ö° zurückverlegte neue stabile Synchronlage des
Fernsteuersystems zurückläuft.
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In der Zeichnung ist ein Ausfwhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt die- Schaltung; Fig. 2 und 3 sind Erläuterungsdiagramme.
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Das aus dem nicht .dargestellten Walzwerk kontinuierlich austretende
Rohr 18 soll von der mit einem eigenen Antriebsmotor 24 versehenen Säge 7 unterteilt
werden, die so auf dem Sägentisch 18 angeordnet ist, daß sie kurz vor,dem Ende der
Bewegung des Tisches in Richtung des Pfeiles A das Rohr zerschneidet. Der Sägentisch
16 wird über ein Getriebe 6 von dem Motor 2 angetrieben, dessen Feld 2a .konstant
erregt ,ist und dessen Anker von dem Leonard@generator i mit,den Steuerfeldern ja
und 1b gespeist wird. Im Stromkreis der Steuerfelder ja und 1b liegen die Kontakte
8b und gb zweier Endschalter 8 bzw. g, die von den Nocken 1o bzw. i i am Sägentisch
betätigt werden.
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An dem Rohr 18 liegt eine Meßrolle 17 an, mit der mit großer Genauigkeit
.die Bewegung des Rohres gemessen wird und die über ein stufenlos einstellbares
Riemengetriebe 23 den Geber 4 einer Induktionsfernsteuerschaltung antreibt, dessen
einphasig erregte Ständerwidklung 4a am Wechselstromnetz liegt. Die Übersetzung
zwischen der Meßrolle 17 und dem Geber 4 ist so eingestellt, daß eine r8o°-Verdrehung
der Geberwelle .der gewünschten Rohrlänge entspricht. Mit dem Geber 4 ist dreiphasig
der Empfänger 5 verbunden, der mit dem Anker des Antriebsmotors, 2 für den Sägentisch
gekuppelt ist. Die Ständerivicklung 511 des Empfängers liegt über die Kontakte r411
und 1511 zweier Umschaltrelais 14 bzw. 15 an der Primärwicklung eines Transformators
21, dessen mit einer Mittelanzapfung versehene Sekundärwicklung mit je einem Ende
mit -dem Gitter der Röhren 1g und 2o verbunden ist.
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Aus der gleichen Wechselstromquelle, die auch die Ständerw icklung
4a des Gebers speist, wird über den Transformator 22 eine einstellbare Gittervörspannung
an die Röhren 1g und 2o angelegt, die in jedem Augenblick infolge der Anschaltung
des Transformators 22 an die Mitte der Sekundärwicklung des Transformators 2.r bei
-dem Gitter der Röhre 1g in bezug auf die Anodenspannung entgegengesetzt gerichtet
ist wie beim Gitter der Röhre 2o.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird auf Fig. 2 und 3 verwiesen
und zunächst angenommen, daß der Empfänger 5 gegenüber demGeber 4 in der neutralen
Nullstellung steht, in der in deT Wicklung 5a keine Spannung induziert wird, und
daß der Empfänger in dieser Lage festgehremst ,ist, während der Geber 4 von der
Meßrolle 17 ausgedreht wird; die Verbindung von der Ständerwicklung 511 zum
Transformator 2r sei hierbei durch die Kontakte i411 in deren Schließlage hergestellt.
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Sobald der Geber 4 aus der neutralen Stellung (Stellung Null) gegenüber
dem feststehenden Empfänger 5 hinausgedreht -wird, wird in der Statorwicklung 511
eine Wechselspannung induziert, die beispielsweise in Phase mit der Wechselspannung
des den Ständer 4a des Gebers 4 speisenden Netzes ist. Dann induziert die vom Empfänger
5 an den Transformator 2,1 angelegte Wechselspannung in der oberen Hälfte der Sekundärwicklung
dieses Transformators 21 eine Spannung, die in Gegenphase mit der .an dem Gitter
der Röhre 2o liegenden Wechselvorspannung 22 liegt; infolgedessen wird die Röhre
2o leitend gemacht und das Feld ja des Leonardgenerators erregt. Je weite der Geber
4 aus der Nullage verdreht wird, um so größer wird bis zu einer Verdrehung bis zu
go° die Amplitude der in der Statorwicklung 511 induzierten Spannung, und um so
höher würde der über die Röhre 2o und die Feldwicklung ja fließende Strom. Je weiter
sich der Geber aus seiner go°-Verdrehung gegenüber dem Empfänger der Stellung r8o°-VerdTehung
nähert, um so kleiner wird die in der Ständerwickiung 5a induzierte Spannung, bis
sie schließlich bei 18o° gleich Null wird. Wenn der Geber über diese Lage hinaus
verstellt wird, keh ;rt sich die Phase der in der Statorwicklung 5a induzierten
Spannung um, und diese induziert dann in der unteren Hälfte der Sekundärwicklung
des Transformators 21 eine Spannung, die in CGegenphase mit der an dem Gitter der
Röhre 1g liegenden Wechselvorspannung 22 liegt, und hierdurch wird nun die Röhre
1g leitend und das Feld 1b des Generators erregt. Die Röhren 1g und 2o sind nun
so ausgebildet, daß sie .bereits bei einer kleinen Amplitude der vom Empfänger angelegten-
Wechselspannung voll ausgesteuert sind, so daß also, wie idurch die voll ausgezogenen
Linien in Fig. 2 angedeutet ist, .das Feld 1b angenähert während der ganzen Zeit,
während der sich der Geber von der Stellung Null bis zur Stellung 18o° bewegt, voll
erregt ist und umgekehrt das Feld 1a während derjenigen Zeit voll erregt ist, während
der sich der Geber von der Stellung 18o° bis zur Stellung Nullbewegt. Aus Fig. 2
ist ferner ersichtlich, daß beiderseits der Stellung Null die Felder ja und 1b so
erregt werden, daß sieden Antrieb auf die Stellung Null hinzuführen versuchen, während
beiderseits der Stellung 18ö° die Felder ja und 1b den Antrieb von dieser Stellung
wegzubewegen suchen. Die erste Stellung wird daher als stabile Stellung, die,Stellung
18o° als labile Stellung bezeichnet. Wie aus der vorstehenden Erläuterung ferner
hervorgeht, wird der Wechsel von der Erregung des Feldes 1b auf die Erregung des
Feldes ja dadurch bewirkt, daß sich die Phasenlage der von der Ständerwicklung S11
an den Transformator 21 angelegten Wechselspannung umkehrt. Einen Wechsel der Phasenlage
um 18o°
kann man .aber auch erreichen, indem man die Zuführungsleitungen
von der Ständerwieklung 511 zum Transformator 21 miteinander vertauscht, und zwar
mittels der Kontakte i4d und 15d. Dies ist jin Fig. 3 veranschaulicht, und hieraus
ist ersichtlich, daß dann auch die stabile Lage um i8o° verlegt wird.
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Beim normalen, nun zu beschreibenden Betrieb ist der Empfänger 5 nicht
festgebremst, sondern er wird dem Geber 4 nachgedreht. Essei angenommen, daß der
Sägentisch in der Ausgangsstellung steht, in der der Nocken io am Sägentisch 16
den Endschalter 8 heruntergedrückt hält. Der Kontakt 8b ist daher geöffnet und hierdurch
der Stromkreis für die Feldwicklung 1b des Leonardgenerators unterbrochen. Die Relais
12 bis 15 sind sämtlich unerregt.
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Zur Inbetriebnahme der Anlage wird zunächst das Walzwerk in Gang gesetzt,
so,daß der Ausstoß des fertig gewalzten und geschweißten Rohres 18 beginnt. Zweckmäßig
wird bereits vor dem Austritt des Rohres aus dem Schweißwalzwerk die Meßrolle 17
beispielsweise durch einen Hilfsmotor mit Überholungskupplung annähernd auf die
der Produktion entsprechende Drehzahl gebracht. Das Einschalten des Sägentischantriebes
erfolgt dann durch kurzzeitiges Drücken des Druckknopfes ig, wodurch das Umschaltrelais
14 und das Hilfsrelais 13 eingeschaltet werden. Das Umschaltrelais 14 hält sich
nach Loslassen des Druckknopfes ig über seinen Arbeitskontakt 14a und den Ruhekontakt
15b des Relais 15. Das Hilfsrelais 13 hält sieh über .seinen Arbeitskontakt 13a
und Ruhekontakt i2b des Hilfsrelais 12 und bereitet durch Schließen seines Kontaktes
13c den Einschaltstromkreis für das Umschaltrelais 15 vor. Das Umschaltrelais 14
schließt seine Kontakte 14d im Eingangskreis des Richtverstärkers 3. Es sei nun
angenommen, daß @in diesem Augenblick die Phasenlage des von der Statorwicklung
5a des Empfängers 5 auf den Eingang des Verstärkers 3 gegebene Wechselspannung derart
ist, daß die Röhre ig leitend ist. Das an diese Röhre angeschlossene Feld ib des
Leonardgenerators i kann aber trotzdem nicht erregt werden, da sein Stromkreis durch
den Endschalter 8 unterbrochen ist. Wenn nun beim Weiterdrehen der Meßrolle 17 und.damitdes
Gebers 4 dieser die stabile Nullage mit dem Empfänger 5 überschreitet, wird sofort
die Phase im Ausgangskreis der Statorwicklung 511 umgekehrt und :dadurch die Röhre
ig .gesperrt und die Röhre 20 leitend gemacht. Infolgedessen wird das Feld ja des
Leonardgenerator.s über den geschlossenen Endschalterkontakt 9b erregt, und der
Motor 2 treibt nun den Sägenti.sch @im Vorlaufsinne (RichtungA) an. Gleichzeitig
dreht der Motor 2 den Empfänger 5 dem Sender 4 nach, so daß der Sägentisch 16 synchron
mit der Bewegung der Meßrolle 17 angetrieben wird.
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Am Ende des Vorlaufs des Sägentisches wird der Schnitt durch Querverschieben
der Säge 7 ausgeführt und kurz darauf der Endschalter 9 durch den Nocken i i betätigt.
Der Endschalter 9 schaltet durch Öffnen seines Kontaktes 9b das Feld'ia des Generators
i ab, so daß ein Überfahren der Endlage verhindert wird. Durch seinen Kontakt ga
schließt der Endschalter 9 den vom Hilfsrelais 13 vorbereiteten Stromkreis für das
Umschaltrelais 15, das durch Öffnen seines Kontaktes 15b den Hilfsstromkreis für
das Umschaltrelais 14 unterbricht. Infolgedessen werden die Kontakte 14d im Eingangskreis
des Richtverstärkers 3 geöffnet und statt dessen die Kontakte 15d geschlossen.
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Die Folge hiervon ist, daß die Phase der Eingangsspannung am Verstärker
3 um i8o° geschwenkt wird, mit der Wirkung, daß aus der stabilen Synchronlage der
Kreisfunktion der Systeme 4 und 5 eine labil geworden ist (Fig. 3), so daß der Motor
:2 die um i8o° versetzte neue stabile Synchronlage suchen muß. Hierbei ist dem Motor
2 die Bewegungsrichtung A auf die infolge der fortschreitenden Bewegung des Gebers
4 vorauseilende stabile Synchronlage durch die Unterbrechung der Zuleitung zum Feld
ja durch Öffnung des Kontaktes gb abgeschnitten, so daß nur der Rücklauf in Richtung
B auf die nacheilende stabile Synchronlage ausgeführt werden kann. Dabei kehrt der
Endschalter 9 in seine Ruhelage zurück. Die Wiedereinschaltung des Feldes ja bleibt
hiernach zunächst ohne Wirkung, weil während des ganzen Rücklaufes in Richtung B
über die Systeme 4 und 5 nur das Feld 1b erregt wird. Hierbei bleibt das Umschaltrelais
15 über den Selbsthaltekontakt 15a und den Ruhekontakt i4P eingeschaltet.
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Der Rücklauf in Richtung B muß mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgen,
daß der Endschalter 8 betätigt wird, bevor das Einlaufen des Motors 2 in die nacheilende
stabile Synchronlage die Umkehr seiner Drehrichtung veranlassen würde. Dies ist
notwendig, damit über den Kontakt 811 und den Kontakt 15c das Hilfsrelais 12 eingeschaltet
wird. Dadurch wird über den Sperrkontakt 12b das Hilfsrelais 13 abgeschaltet, so
daß bei der nächstfolgenden Betätigung des Endschalters 9 in der Vorlaufrichtung
A das Umschaltrelais 14 über die Kontakte ga und i2c zum Einschalten gebracht wird.
Der Vorlauf in Richtung A beginnt, sobald der Geber 4 durch das gleichmäßig aus
dem Walzwerk austretende Rohr über die Synchronlage des in der Ausgangslage des
Sägentisches zunächst festgehaltenen Empfängers 4 hinweggedreht wird. Das in der
Endlage eingeschaltete Umschaltrelais 14 unterbricht zunächst den Haltestromkreis
des Umschaltrelais 15, so daß die Spannung des Empfängers 5 am Verstärker 3 erneut
um 18o° geschwenkt wird. Hierdurch wird infolge der Unterbrechung der Zuleitung
zum Feld ja mit Hilfe des Kontaktes gb der Motor 2 zum Rücklauf in Richtung B gezwungen,
wodurch die gleichförmige Wiederholung des Arbeitsspieles erreicht wird.
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Aus der vorstehenden Erläuterung der Erfindung geht hervor, daß der
Vorlauf des Sägentisches synchron mit der Bewegung der Meßrolle 17 und damit mit
dem Vorschub des Rohres 18 erfolgt. Das Ende des Vorlaufs ist hierbei durch den
Endschalter 9 genau festgelegt. Dadurch, daß bei Betätigung des Endschalters 9 jedesmal
die stabile Synchronlage des Fernsteuersystems um i8o° zurückverlegt wird und nach
schnellem Zurückführen des Sägentisches
in die Ausgangslage der
neue Vorlauf erst dann beginnt, wenn der Geber q. die Synchronlage mit dem Empfänger
5 gerade überschreitet, entspricht der Vorschub immer genau einer i8o°-Verdrehung
des synchron vom Rohr 18 angetriebenen Senders q.. Es müssen sich daher immer genau
gleich große Rohrabschnitte ergeben. Zur Änderung der Rohrlängen, die abgeschnitten
werden sollen, ist es nur notwendig, die Übersetzung des zwischen Meßroile 17 und
System q. angeordneten veränderlichen Vorgeleges 23 zu ändern. Zur Erhöhung der
Genauigkeit des Schnittansatzes kann die Steuerung noch durch zusätzliche Verwendung
von zwei weiteren Fernsteuersystemen ergänzt werden, die in Grob-Fein-Schaltung
mit den bereits dargestellten Systemen q. und 5 zusammenarbeiten.