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Vorrichtung zur berührungslosen Breitenmessung von bewegtem bandförmigem
Gut, insbesondere von Walzgut Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen
Breitenmessung von bewegtem bandförmigem Gut, insbesondere von Walzgut, bei welcher
im Strahlengang zweier im Abstand der Sollbreite des zu messenden Gutes angeordneter
und mit nachgeschalteten Anzeigeverstärkern versehener Abtasteinrichtungen je eine
rotierende Blende mit einer feststehenden Blende so zusammenwirkt, daß der Sichtweg
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gutes in rascher Folge über deren Kanten hin
und her bewegt wird, Es sind bereits Vorrichtungen zur Fehimessung der Breite von
bewegten Streifen, insbesondere von Walzgut, bekannt, die rein mechanisch arbeiten
und infolge der hin und her bewegten Teile nur wenige Messungen in Bezug auf die
Geschwindigkeit der bewegten Streifen gestatten. Zweckmäßigerweise werden zwei Meßstellen
verwendet, die auf den Sollwert eingestellt werden und die Messung an den beiden
Rändern des bewegten Streifens senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung ausführen.
Weicht die Breite vom Sollwert ab, so sprechen die beiden Abtasteinrichtungen zu
verschiedenen Zeiten an, und man kann diese Zeitdifferenz zur Messung der Abweichung
benutzen. An Stelle mechanischer Meßvorrichtungen können auch lichtelektrische Abtasteinrichtungen
verwendet werden, wobei umlaufende zylindrische Blendenträger benutzt werden, die
bei schnellem Umlauf aber mit erheblichen Nachteilen behaftet sind. Man sieht Verstärker
vor, die auf eine Brükkenschaltung arbeiten und die mit erheblichem Energieverlust
behaftet sind. Um diese Nachteile zu beheben, sind erhebliche Verstärkungen mit
zusätzlichen Störungsmöglichkeiten notwendig, die der Anwendung derartiger Anlagen
im rauhen Betrieb entgegenstehen.
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Man hat auch versucht, mit Fernsehröhren oder Multipliern die Abtastung
der Kanten des bewegten Streifens vorzunehmen. Hierbei ist man jedoch an das Spektralgebiet
der Fernsehröhren und der Multiplier gebunden. Es ist daher meist eine Anordnung
von künstlichem Licht erforderlich. Es ist auch bereits bekannt, nicht den Sichtstrahl,
sondern den Lichtstrahl zu steuern, was jedoch mit erheblichem Aufwand durch rotierende
Spiegel und besonderer Lichtquelle verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit der die Abweichung von einer Sollbreite bei bewegtem
Streifen mit betriebssicheren Mitteln gemessen wird, die in ihrem Zusammenwirken
die Nachteile der bekannten Breitenfehlermeßeinrichtung vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung rotierender
Blendenscheiben, jedoch in einer solchen Ausbildung, daß ihre Blendenschlitze spiralförmig
ausgebildet sind und beide Blendenscheiben synchron und gleichsinnig angetrieben
werden und daß die den photoelektrischen Abtasteinrichtungen nachgeschalteten Anzeigeverstärker
so ausgebildet sind, daß bei auftretendem Signal jeweils der zuerst ansprechende
Verstärker die Anzeige des anderen blockiert.
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Die Einschaltdauer des zuerst ansprechenden Verstärkers bildet also
ein Maß für die Abweichung vom Sollwert der Breite des Prüfgutes. Die rotierenden,
ebenen Blendenscheiben gemäß der Erfindung lassen sich in einfachster Weise hochtourig
ausbilden, und die sich gegenseitig blockierenden Verstärker können als einfache,
d. h. betriebssichere Gebilde dargestellt werden, wobei von der Verstärkerleistung
nichts verlorengeht.
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Zweckmäßigerweise wird der Breitenfehler durch Impulse definiert,
die von einer oder von beiden Blendenscheiben geliefert werden. Um einen Synchronlauf
der beiden Blendenscheiben zu erreichen, werden diese elektrisch oder mechanisch
bzw. synchron angetrieben gekoppelt. Es ist ferner vorteilhaft, die beiden Abtasteinrichtungen
auf einem gemeinsamen Laufschlitten anzuordnen, der seitlich durch einen Motor verschoben
wird, wenn eine oder beide Blendenscheiben links oder rechts von der Mitte ansprechen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
veranschaulicht. Es zeigt Abt. 1 die vollständige erfindungsgemäße Abtasteinrichtung,
Ab b. 2 die beiden rotierenden Blendenscheiben in einer praktischen Ausführung,
A
b b. 3 die Verstärkeranordnungen, welche die beiden Fehlzähler steuern.
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In A b b. 1 bedeutet 1 den bewegten Streifen, der durch ein Walzgut
quer zur Bewegungsrichtung dargestellt ist und dessen Breite festgestellt werden
soll.
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Die Breite wird durch zwei Abtasteinrichtungen festgestellt, die aus
den Optiken 2 und 3 und den Zellen (Photowiderständen) 4 und 5 bestehen. Vor den
Zellen 4 und 5 sind die rotierenden Blendenscheiben 6 und 7 angeordnet, die in Verbindung
mit den feststehenden Blenden 11 jeweils nur einen schmalen, rechteckigen Bereich
auf den Zellen 4 und 5 abbilden. Die beiden rotierenden Blendenscheiben 6, 7 werden
durch Kegelräder 8, 9 gekoppelt und über einen Motor 10 angetrieben. Macht der Motor
10 z. B. 3000 Touren, so durchlaufen die Blendenscheiben 6 und 7 in der Sekunde
mindestens 50mal den Meßbereich, d. h., es erfolgen pro Sekunde 50 Messungen, die
für die Praxis immer ausreichen dürften, da sich die größten Geschwindigkeiten von
Walzgut auf 10 bis 20 m/sec. belaufen.
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In der A b b. 1 ist der Fall dargestellt, in dem die Blickrichtung
der Zellen 4 und 5 über die Blenden 11 und die spiralförmigen Blendenschlitze 12
gerade die Kanten des Walzgutes 1 überwandern und die Sollbreite stimmt. Die Abtastpunkte
wandern nach links, und der Zeitpunkt des Überlaufens der Kanten ist verschieden,
wenn das Walzgut 1 nicht die Sollbreite besitzt.
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Die in A b b. 1 dargestellten Teile werden durch die A b b. 2 erläutert,
welche die beiden ebenen, rotierenden Spiralblendenscheiben 6 und 7 im einzelnen
darstellt. Auf den Blendenscheiben 6 und 7 sind spiralige Strahlendurchlässe 12
dargestellt, die mit der obengenannten Geschwindigkeit umlaufen. Die feststehenden
Blenden 11 sind ebenfalls in Abt. 2 dargestellt nebst angenommener Randpunkte 13
und 14 des Walzgutes. Wird angenommen, daß das Walzgut 1 zu breit ist, so spricht
die Zelle 4 über den Abtastpunkt 13 später an als die Zelle 5 über den Abtastpunkt
14. Bei Erreichen der Abtaststelle 14 wird durch die Zelle 5 eine Impulszählvorrichtung
eingeschaltet, die bei Überschreiten des Punktes 13 abgeschaltet wird. Die Impulse
werden durch die in der Scheibe 6 angebrachten Löcher 15 über die Abtasteinrichtung
16 gegeben. Spricht dagegen zuerst die Zelle 4 an, so ist das Walzgut zu schmal,
und es wird über die Zelle 4 die Impulszählvorrichtung betätigt. die das Fehlmaß
angibt. Eine zweite Abtasteinrichtung 17 ist dem spiraligen Lichtspalti2 auf der
Scheibe 7 anangeordnet. Die Scheibe 7 trägt einen Spalt 18, der einen Winkel von
1800 überspannt. Gelangt der Impuls auf die Zelle 5 im Bereich der Spiralstrecke
21 bis 22 (180°) in den Verstärker, so bekommt auch im Abtaster 17 die nicht gezeichnete
Zelle eine Lichtfreigabe durch den Spalt 18.
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Kommt der Impuls auf die Zelle 5 später, d. h. im Bereich der Spirale
22 bis 23, so wird der Abtaster 17 verdunkelt. Die Abtasteinrichtung 17 stellt also
fest, ob der Impuls in der ersten Hälfte 21 bis 22 oder in der zweiten Hälfte 22
bis 23 erfolgt. Das Ansprechen des Abtasters 17 wird dazu benutzt, um einen als
Träger für die Abtasteinrichtungen dienenden Laufschlitten 19 über ein Antriebsritzel
20 nach links oder rechts zu drehen, je nachdem, ob der Spalt 18' bei der Impulsgabe
über 12 Licht freigibt oder nicht. Da es oft vorkommt, daß das Walzgut 1 aus seiner
normalen Lage auswandert, können damit
die Abtasteinrichtungen dem Walzgut nachgeführt
werden. Es wird auf diese Weise vermieden, daß das Walzgut aus dem Meßbereich der
Zellen 4 und 5 herauswandert.
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Man ordnet zwischen den Zellen 4, 5 und den Blenden 6, 7, 11 zweckmäßig
eine Optik an, welche die Optik 2 bzw. 3 auf der Zelle abbildet. Man erhält dadurch
ein verkleinertes, feststehendes Bild auf den Zellen 4 und 5.
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In A b b. 3 ist ein Beispiel für die Impulszählvorrichtung angegeben.
Die Photowiderstände 4, 5 werden durch die umlaufenden Scheiben 6, 7 entweder in
der Reihenfolge 4, 5 oder 5, 4 betätigt.
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Beispielsweise wird bei zu schmalem Walzgut infolge des Reihenwiderstandes
37 die Röhre 24 eingeschaltet. Diese betätigt das Zählwerk 25. Gleichzeitig wird
das Gitter der Röhre 26 über den Gleichrichter 27 und das Verzögerungsglied 28 positiv,
wodurch das Zählwerk 29 seine Steuerspannung wegen Vorschaltung des Widerstandes
30 verliert. Sobald die zweite umlaufende Scheibe 7 anspricht, wird die Röhre 31
über den Photowiderstand 5 und den Widerstand32 betätigt, ohne daß das Zählwerk
29 arbeiten kann. Es wird jedoch die Röhre 33 über den Gleichrichter34 und das Verzögerungsglied
35 betätigt und dem Zählwerk 25 über den Widerstand 36 die Spannung entzogen. Das
Zählwerk 25 läuft infolgedessen nicht weiter und gibt mit seinem Endwert den tatsächlichen
Fehler an. Es ist im folgenden nicht näher erläutert, wie der Entwurf des Zählwerkes,
der periodisch auftritt, auf Anzeigevorrichtungen oder Schreiber übertragen wird,
weil dies zu dem Allgemeingut der Technik gehört.
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Man kann auch durch die Röhren 24 und 31 rotierende Entladungsröhren
schalten, die dann entsprechend ihrer Leuchtsektorgröße den Fehler gut abzulesen
gestatten. Man spart dann den Zähler und den zugehörigen Impulsgeber 16 ein.