DE1073071B - Kopierwerk, msbe sondere fur Schlusselkanter in Walzwerken - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Kopierwerke, die insbesondere für Schlüsselkanter, Scheren und Schrägaufzüge in Walz- und Hüttenwerksbetrieben geeignet sind.

Zur Ausführung komplizierter elektrischer Schaltvorgänge sind mechanische Kopiergeräte bekannt, die aus einer Vielzahl längs einer Welle nebeneinander angeordneter, geeignet geformter Nockenscheiben bestehen, welche jeweils einen oder mehrere Nocken aufweisen, die je nach der Drehwinkelstellung Kontakt- ίο systeme schließen oder öffnen. Die Kopierwerke sind mit einer Drehachse der zu steuernden Anordnung in geeigneter Weise gekuppelt. Die Nocken der einzelnen Scheiben oder Schablonen sind entsprechend dem geforderten Ablauf der Schaltvorgänge zueinander versetzt angeordnet.

Derartige Kopierwerke weisen zuweilen besonders in den obengenannten Anwendungen erhebliche Nachteile auf.

Ein Nachteil besteht darin, daß eine der Vielzahl der Kontakte entsprechende Anzahl von Zuleitungen erforderlich ist, die meist in einem für den Betriebsablauf ungünstigen Bereiche liegen und häufig, z. B. durch glühende Schlacke oder mechanische Beschädigungen, gefährdet sind. ^a5

Bei einer Zerstörung, Beschädigung oder Betriebsstörung des Kopierwerkes ergibt sich ein umständlicher Aus- und Einbau, der sehr zeitraubend ist. Die Reparatur des Kopierwerkes bedingt außerdem eine sehr kritische Ein- und Nachstellarbeit, wobei die Korrektur der Einstellung bestimmter Segmente leicht zu einer Verschiebung benachbarter Segmente führt.

Ein Hauptnachteil der genannten Kopierwerke besteht in dem Verschleiß der Kontaktteile, so daß sich der geforderte Kontaktschließweg häufig bei längerer Betriebsdauer ändert und dadurch Betriebsstörungen hervorruft.

Ein weiterer Nachteil der mechanischen Kontaktsysteme besteht darin, daß in vielen Fällen Kontakt-Prellungen nicht verhindert werden können. Insbesondere bei schnellen Schaltvorgängen ergeben sich häufig derartige S chwingungsvorgänge, welche die tatsächliche Kontaktschließzeit verfälschen.

Die bekannten Kopierwerke bedingen außerdem einen großen Raumaufwand, was bei der häufig in den Hütten- und Walzwerken herrschenden Beengung zu einer ungenügenden Zugänglichkeit der sehr reparaturanfälligen Kopierwerke führt.

Da die Kopierwerke entweder im Freien oder in großen Hallen aufgestellt sind, sind sie weitgehend auch den Witterungseinflüssen ausgesetzt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vermeidung der obengenannten Nachteile. Erfindungsgemäß Kopierwerk,

insbesondere für Schlüsselkanter
in Walzwerken

Anmelder:

Klöckner -Werke Aktiengesellschaft,
Duisburg, Mülheimer Str. 50

Bernard Bisschopinck, Georgsmarienhütte,
ist als Erfinder genannt worden

ist an Stelle mechanischer Nockenkontaktsysteme die Kontaktweglänge eines gedachten Nockens durch die Phasendifferenz zweier Gitterwechselspannungen festgelegt, die nur dann die Schließung bzw. öffnung des Auslösestromkreises einer steuerbaren elektronischen Vorrichtung bewirken, wenn beide Spannungen einen positiven Wert aufweisen, wobei die Länge dieses Intervalls als Maß für die Kontaktweglänge des zu reproduzierenden Nockens dient und wobei das System der beiden Gitterwechselspannungen gegenüber einer festverbleibenden Anodenspannung der steuerbaren elektronischen Vorrichtung phasenverschoben werden kann.

Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung wird dieselbe an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

Fig. 1 zeigt eines der bekannten Kopierwerke;

Fig. 2 zeigt ein Schaltschema des erfindungsgemäßen elektrischen Kopierwerkes, welches zum Ersatz und zur Reproduktion des mechanischen Kopierwerkes nach Fig. 1 dient;

Fig. 3 veranschaulicht den Verlauf der beiden Gitterspannungen sowie die Anodenspannung der gittergesteuerten Gasentladungsröhre;

Fig. 4 veranschaulicht ein weiteres Spannungsdiagramm mit der Abschneidespannung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind auf der Welle 1 Nockenscheiben 2, 2' und 2" vorgesehen. Auf den Nockenscheiben befinden sich die Nocken 3, 3' und 3".· Das Ende 4 der Welle ist mit einer nicht dargestellten Anordnung, z. B. mit der Welle eines Schlüsselkanters verbunden. Bei der Drehung des Schlüsselkanters lösen die Nocken 3, 3' und 3" entsprechend ihrer Phasenverschiebung mittels der Gegenkontakte 5, 5' und 5" Schaltvorgänge aus. In dem veranschaulichten

909-709/360

"Ausführungsbeispiel findet ein Kontakt zwischen dem Nocken 3" und 5" statt, wodurch ein bestimmter Schaltvorgang ausgelöst wird. Der Übersicht halber sind die elektrischen Zuleitungen nicht gezeichnet. Die charakteristischen Größen des Kopierwerkes sind also gegeben durch die Länge des Kontaktweges der Nocken und durch die mittlere Winkelversetzung der einzelnen Nocken untereinander.

In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, die ein solches Kopierwerk elektrisch zu reproduzieren gestattet und eine Ersetzung des mechanischen Kopierwerkes durch ein einfaches, raumsparendes und fast störungsfreies elektrisches System ermöglicht, welches außerdem von einem kleineren geschlossenen Bedienungsraum aus betätigt werden kann, so daß sich keine Zerstörungsgefahren durch ungeschickte Handhabung oder sonstige Nachteile ergeben, wie sie eingangs ausführlich geschildert worden sind.

Das Drehstromnetz mit den Phasen R, S und T speist einen Drehstrommotor M, der im nachfolgenden Drehregler genannt wird. Im Rotorkreis des Drehreglers befindet sich der schematisch durch diePrimärwicklungen U, V und W und die Sekundärwicklungen U', V und W sowie U", V" und W" veranschaulichte Polygontransformator y, dem Wechselspannungen beliebiger Phasenlage entnommen werden können. Eine Phase des Drehstromnetzes ist mittels der Leitung L₁ an die Anode der gittergesteuerten Gasentladungsröhre R₁ angeschlossen, während der Erdleiter MP an die Kathode der Röhre R₁ angeschlossen ist. Der Vollständigkeit halber kann eine zweite Röhre R₂ vorgesehen werden, die im Gegentakt zu der Röhre R₁ geschaltet ist. (Die Heizspannung für die Röhren wird den Transformatorwicklungen F₁₁ und F₁₂ entnommen.)

Der Anodenwiderstand R_a dient zur Strombegrenzung der gittergesteuerten Gasentladungsröhren.

Aus dem Polygontransformator y werden die beiden Gitterspannungen S₁ und S₂ entnommen und vorzugsweise über Transformatoren T₁ und T₂ auf den Gitterkreis G₁ bzw. G₂ übertragen. Im nachfolgenden soll lediglich der Gitterkreis G₁ betrachtet werden; analoge Ausführungen gelten für den Gitterkreis G₂. In den Gitterkreis G₁ ist der Widerstand R_g sowie der Gleichrichter G₁₁ eingeschaltet.

In der Fig. 3 sind nun die entsprechenden Spannungsverhältnisse veranschaulicht. Die beiden Gitterspannungen S₁ und S₂ mögen sich mit einer Phasenverschiebung von beispielsweise 60° überlagern. Wie man leicht der Schaltung entnehmen kann, tritt nur in den schraffiert aufgeführten Bereichen, in denen beide Spannungen einen positiven Wert aufweisen, eine Zündung der gittergesteuerten Gasentladungsröhre auf, wenn die Anodenspannung in einer entsprechenden Phasenlage ist. Die Anodenspannung ist in Fig. 3 gestrichelt veranschaulicht. Es sei angenommen, daß die Drehgeschwindigkeit der Welle des Drehreglers klein gegenüber der Zeitdauer der Periode des Wechselstromes sei. In der in Fig. 3 angedeuteten Phasenlage kann daher keine Zündung der gittergesteuerten Gasentladungsröhre stattfinden, weil in dem Bereich, in dem die beiden Gitterspannungen ^₁ und .S₂ positiv sind, die Anodenspannung in der negativen Phase ist. Wenn nun die Welle des Drehreglers um einen mechanischen Winkel α verstellt wird, so verschieben sich auch beide Gitterspannungen S₁ und S₂ um einen genau entsprechenden Winket und zünden nach Zurücklegung des Winkelbereiches α am Fußpurikt der positiven Halbwelle P₂ der Anodenspannung.· Hierdurch wird entsprechend dem mechanischen Kopierwerk der auszulösende Kontakt hergestellt, und ein im Anodenstromkreis der gittergesteuerten Gasentladungsröhre befindliches Schaltorgan wird betätigt. Erst wenn der schraffierte Bereich der beiden Gitterspannungen S₁ und S₂ die positive Halbwelle nach weiterer Drehung durchschritten hatte, hört der Zündvorgang auf.

Um nun zu erreichen, daß der Überlappungsbereich der beiden Gitterspannungen ein Maß für die Winkelbreite des Nockens wird, muß sichergestellt werden, daß beim Weiterdrehen des Drehreglers nur in diesem Bereich eine Zündung auftritt. Ohne zusätzliche Maßnahmen würde die Winkelbreite des Nockens etwa 180° plus der doppelten Länge des Überlappungsbereiches betragen. Ein so großer Kontaktweg des Nockens ist aber in vielen Fällen unerwünscht. Zu diesem Zweck wird eine in Fig. 4 veranschaulichte weitere Spannung Z benötigt, die im nachfolgenden Abschneidespannung genannt wird. Diese Spannung verläuft synchron zur Anodenspannung A und ist gegenüber derselben um einen Betrag verschoben, der etwas mehr als 180° beträgt, so daß sich ein kleiner Bereich ergibt, in dem die Anodenspannung A und die Abschneidespannung Z gleichzeitig einen positiven Wert annehmen. Wird nun diese Abschneidespannung über den Transformator T₃ dem Gitterkreis G₁ zugeführt und zwischen Gitter und Kathode der Röhre ein Gleichrichter geeigneter Polarität vorgesehen, so kann nur in dem engen Bereich, in dem diese beiden Spannungen positiv werden, eine Zündung stattfinden. Wandert nun der den Nocken repräsentierende schraffierte Bereich der Gitterspannungen ^₁ und S₂ infolge der Drehung des Drehreglers in den Fig. 3 bzw. 4 nach rechts, so findet nur dann eine Zündung statt, solange der schraffierte Bereich in dem sehr kleinen positiven Bereich B liegt, in dem die Anodenspannung und die Abschneidespannung positiv sind. Eine Zündung der gittergesteuerten Gasentladungsröhre findet also praktisch nur für den Zeitraum statt, in dem der schraffierte positive Bereich über den kleinen Positivbereich B hinweggeführt wird.

Somit ist die Phasenverschiebung zwischen den Gitterspannungen S₁ und S₂ eine einwandfreie Reproduktion des Kontaktweges der üblichen mechanischen Nockensysteme.

Zur Ausnutzung beider Halbwellen des Wechselstromes kann ein zweiter Gitterkreis G₂ vorgesehen sein, der entsprechende Schaltelemente R_g', G₂₁ und G₂₂ und R₂ aufweist.

Für die Reproduktion eines zweiten Nockens werden dem Polygontransformator zwei weitere Spannungen ^₁ und S₂ entnommen, die gegenüber den Spannungen S₁ und S₂ des anderen Systems um einen Phasenbetrag verschoben sind, der dem Winkelabstand der beiden Nocken entspricht.

Der Drehregler und der Polygontransformator können für alle Systeme gemeinsam verwendet werden. Im allgemeinen weist ein Polygontransformator so viele Abgriffmöglichkeiten auf, daß genügend Spannungen entnommen werden können, um auch ein sehr kompliziertes System mechanischer Nockensätze zu reproduzieren.

Die Abschneidespannung und die Anodenspannung können für sämtliche Systeme konstant bleiben, so daß sich diesbezügliche Einstellvorrichtungen erübrigen.

Eine "Korrektur des "erfindungsgemäßen Systems ist erforderlich, wenn die Umdrehungszahl der Welle des Drehreglefs in eine Größenordnung kommt, in der die Rotorfrequenz nicht mehr wesentlich von der Netz-

frequenz abweicht. In diesem Falle werden je nach der Drehrichtung des Rotors des Drehreglers, der die Kontaktvorgänge auslöst, die positiven Überlappungsbereiche der Gitterspannungen S₁ und S₂ vergrößert bzw. verkleinert. Diese Abweichungen können aber leicht durch eine entsprechend größer bzw. kleiner gewählte Phasenverschiebung der die Nockenlänge festlegenden Spannungen S₁ und ^₂ korrigiert werden.

Da im wesentlichen für jede zu steuernde Anordnung infolge der Kupplung mit dieser Anordnung die Drehzahl des Rotors vorgegeben ist, läßt sich im allgemeinen eine derartige Korrektur leicht erreichen.

Selbstverständlich können die elektronischen Gasentladungsröhren auch durch andere Zündelemente ersetzt werden. So kann z. B. jede elektronische Gasentladungsröhre durch ein entsprechendes Kippschaltsystem, z. B. eine geeignete Multivibratorschaltung ersetzt werden, die ausgangsseitig einen stromführenden und stromlosen Zustand aufweist, wobei durch gitterseitige Beeinflussung ein Umkippen von dem einen in den anderen Zustand bewirkt werden kann.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kopierwerk, insbesondere für Schlüsselkanter

in Walzwerken, dadurch gekennzeichnet, daß an »5 Stelle mechanischer Nockenkontaktsysteme die Kontaktweglänge eines gedachten Nockens durch die Phasendifferenz zweier Gitterwechselspannungen festgelegt ist, die nur dann die Schließung bzw. öffnung des Auslösestromkreises einer Steuerbaren elektronischen Vorrichtung bewirken, wenn beide Spannungen einen positiven Wert aufweisen, wobei die Länge dieses Intervalls als Maß für die Kontaktweglänge des zu reproduzierenden Nockens dient und wobei das System der beiden Gitter-Wechselspannungen gegenüber einer festverbleibenden Anodenspannung der steuerbaren elektronischen Vorrichtung phasenverschoben werden kann.

2. Kopierwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Reproduktion mehrerer mechanischer Nocken die Winkelversetzung der Nocken untereinander durch mehrere Systeme mit je zwei Gitterwechselspannungen gegeben ist, die gegeneinander eine festbleibende Phasendifferenz aufweisen, die der Winkelversetzung der Nocken untereinander entspricht.

3. Kopierwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rotorkreis eines Drehstrommotors ein Polygontransformator eingeschaltet oder angekoppelt ist, dem eine Vielzahl von Spannungen der verschiedensten Phasenlagen entnommen werden kann.

4. Kopierwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorkreis des Drehstrommotors von demselben Netz gespeist wird, aus dem auch der Anodenstrom für die steuerbare elektronische Vorrichtung, z. B. eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre, entnommen wird.

5. Kopierwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehreren bzw. sämtlichen Gitterwechselspannungen eine weitere Gitterspannung überlagert ist, die ungefähr eine Phasenverschiebung von 180° gegenüber der Anodenspannung aufweist, so daß beim Durchwandern der positiven Bereiche der Gitterwechselspannungen nur im Bereich, in dem sowohl die Abschneidespannung als auch die beiden Gitterwechselspannungen positiv sind, eine Zündung stattfinden kann.

6. Kopierwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden sich überlagernden Gitterspannungen über einem Gleichrichter entnommen wird und die beiden Gitterspannungsquellen über einen Ohmschen Widerstand in Verbindung stehen.

7. Kopierwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei steuerbare elektronische Anordnungen, z. B. gittergesteuerte Gasentladungsröhren, im Gegentakt geschaltet sind, um beide Phasen des Wechselstromes auszunutzen.

8. Kopierwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbare elektronische Anordnungen Kippschaltungen vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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