DD141188A5

DD141188A5 - Vorrichtung zur betaetigung von hydraulischen kolben-zylinder-einrichtungen

Info

Publication number: DD141188A5
Application number: DD78210231A
Authority: DD
Inventors: Bernhard J Tinnes
Original assignee: Metacon Ag Industrieausruestun
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1980-04-16
Also published as: IT7831332A0; FR2413572B1; IT7829915A0; LU80740A1; GB2011629B; JPS54100766A; FR2413572A1; ATA938378A; PL114711B1; AT382102B; IT1100868B; GB2011629A; CH639464A5; JPS6249707U; PL212211A1; BE873230A; CS219897B2

Description

.Berlin,d.27.4.1979 54 685 T6

Hydraulische Kolben-Zylindereinrichtung und Verfahren zu ihrer Betätigung

Anwendungsgebiet der Erfindung;·

Die Erfindung; kann im Maschinenbau, in der Metallurgie, insbesondere beim Metallschmelzen, angewendet v/erden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine bekannte technische: Lösung, DE-AS 11 299 432, beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stellwegmessung bei einer mit einem Druckmedium beaufschlagten Kolben-Zylinder— Einheit. Danach sollen verhältnismäßig große Weglängen des Stellweges bei" einer Kolben-Zylinder-Einheit so gemessen werden, daß über den größten Teil des Meßweges eine gute Linearität zwischen Meßsignal und Weg erstellbar ist. Nach dieser technischen Lehre wird der bewegbare Kolben als der eine Teil des Meßumformers verwendet, während der andere Teil des Meßumformers im Inneren des Zylinders ortsfest an der Zylinderwandung angeordnet ist. Der gesamte Meßumformer kann, damit im Inneren der Kolben-Zylinder-Einheit eingebaut sein. Der Hachteil, den diese bekannte technische Lösung aufweist, ist in einer mangelhaften Gebrauchswerteigenschaft zu sehen. So sind die Meßwerte, die erzielt werden, relativ ungenau, u.a. durch Temperatureinflüsse, die Meßeinrichtung ist nur mit großem 'Aufwand zu demontieren und eine lineare Proportionalität der Ausgangssignale ist nipht über den gesamten. Hub des Kolbens erreichbar. Hinsichtlich des Verfahrens

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ist keine Eichung der Positionsmeßeinrichtung möglich.

Ziel der Erfindung .·.- .

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Kolben—Zylinder-Einrichtung mit einer zugeordneten Positionsmeßeinrichtung und ein Verfahren für deren Betätigung zu schaffen, die verbesserte Gebrauchswerteigenschaften aufweisen, und die Kolben-Zylinder-Einrichtung einfach und robust zu gestalten.

Darlegung: des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Bewegung des beweglichen Schieberteils direkt zur Meßwerterzeugung zu verwenden, eine leichte Auswechselbarkeit der einzelnen Bauteile zu erreichen, einen hohen mechanischen und thermischen Schutz. durch kompakte Bauweise und sinnvolle Kühlung zu erreichen und eine elektrische Steuerung und Kontrolle der Gießvorgänge zu ermöglichen. Hinsichtlich des Verfahrens zur Betätigung der Vorrichtung besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Eichen der Positionsmeßeinrichtung und eine Anpassung an den Stellhub der Kolben—Zylinder-Einrichtung zu ermöglichen,

Srfindungsgemäß" wird diese Aufgäbe hinsichtlich der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung dadurch gelöst, daß das Induktionsspuleninstrument an einem Ende zum Einschrauben in den Zylinder mit Gewinde versehen ist und eine Anschlagfläche -besitzt, und daß vor der Anschlagflache lose Distanzscheiben angeordnet werden können, von denen die von der Anschlagfläche am weitesten entfernt liegende Distanzscheibe beim Einschrauben des Xnduktionsspulenelementes mit der Stirnfläche des Zylinderdeckels in Eingriff tritt. Dabei ist der Spulen-. kern am. freien Ende einer Stange angebracht, die am anderen Ende an einem-Stopfen befestigt ist, der. in ein Gewinde i

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der hohlen Kolbenstange gegen eine in dieser gebildete Schulter eingeschraubt ist. Der Spulenkern ist in der mittleren öffnung des Gehäuses des Induktionsspulenelementes durch ein z,lic aus Poly te traf luorä thy len bestehendes. Führung sstück geführt, das mit der Wandung des Gehäuses in Gleiteingriff steht. Dieses Führungsstück hat erfindungsgemäß mehrflügelige: Gestalt mit zwischen den Flügeln liegenden Durchtritten und ist im zusammengebauten Zustand zwischen einer Schulter, die an der den Spulenkern tragenden Stange gebildet ist, und dem gegenüberliegenden Ende des Spulenkerns unter vorbestimmten Axialdruck angeordnet. Der Spulenkern ist dazu auf das Ende der Stange aufgeschraubt und in seiner Stellung gesichert. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Positionsmeßeinrichtung mit einem Anzeigeinstrument und einem Schreiber elektrisch gekoppelt. Dabei ist das Anzeigeinstrument mit einer Drucktasterdose körperlich vereinigt,

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Eichen der Positionsmeßeinrichtung zur Anpassung an den Stellhub der hydraulischen Kolben—Zylinder-Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Spannung und Weg der Positionsmeßeinrich— tung über den gesamten Verstellbereich festgestellt und mit dem sich für die konstruktive Ausführung aus Spuleneinrichtung und Spulenkern ergebenden idealen theoretischen Verhältnis verglichen wird, und daß danach relative Axialbewegung zwischen der Spuleneinrichtung und dem Spulenkern hervorgerufen wird, um das festgestellte Verhältnis mit dem idealen Verhältnis in Übereinstimmung- zu. bringen. Dazu'wird der Spulenkern zum Ausführen einer axialen Relativbewegung zwischen der Spuleneinrichtung und dem Spulenkern ortsfest gehalten und die Spuleneinrichtung bewegt. Danach wird erfindungsgemäß die·Positionsmeßeinrichtung nach ausgeführter Relativbewegung zwischen. Spuleneinrichtung und Spulenkern in der dann hervorgerufenen Relativstellung zwischen ihnen in der hydraulischen

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Kolben-Zylinder-Einrichtung befestigt.

Schließlich ist zum Hervorrufen der verschobenen Relativstellung- zwischen Spuleneinrichtung und Spulenkern an der Spuieneinrichtung eine Ausbildung vorgesehen, die das Anordnen und Abnehmen von losen Distanzscheiben, ermöglicht.

Die. Erfindung bezieht sich auf verbesserte Vorrichtungen zur Betätigung von hydraulischen Kolben—Zylinder-Einrichtungen, insbesondere zum Betrieb eines Bödenverschlusses für Metallschmelzeenthaltende Gefäße.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine einer hydraulischen Kolben—Zylinder—Einrichtung zugeordneten Positions— meßeinrichtung, die aus einem elektrischen Gerät mit zwei zusammenwirkenden Elementen besteht, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei zu: jeder Relativlage zwischen den beiden Elementen ein bestimmtes Ausgangssignal gehört»

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figo Tr: eine schematische Darstellung einer Metallgießanlage, bei welcher der Schieberverschluß' eines Gießgefäßes mittels einer hydraulischen Kolben—Zylinder-Einrichtung betätigt wird, die ihrerseits vorzugsweise elektrisch gesteuert wird, wobei die hydraulische Kolben—Zylinder-Einrichtung mit einer Positionsmeß— einrichtung versehen istj

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.Fig. 2:. eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht der mit der Positionsmeßeinrichtung versehenen hydraulischen Kolben-Zylinder-^Einrichtung;

Fig. 3: eine in weiter vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht eines Teiles der Positionsmeßeinrichtung;

Fig. 4: eine in. vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht eines Führungsstückes gemäß der Erfindung: und

Fig. 5: eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, anhand welcher eine Eichung der Positionsmeßeinrichtung erläutert wird.

Fig. ΐ zeigt einen Schieberverschluß 1i an einem Flüssigmetallbehälter 2, aus welchem ein Metallstrahl 3 beispielsweise in eine Stranggußkokille 4 fließto Der Schieberverschluß weist einen linear beweglichen Schieberteil 5 auf, der über eine nicht dargestellte lösbare Kupplung mit der Kolbenstange 6 einer doppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung" 7 vorzugsweise kräftschlüssig und axial spielfrei verbunden ist» Ein Steuerschieber 8 sorgt in Verbindung mit einer elektrohydraulischen Antriebseinrichtung für die gewünschte Zuteilung der Bewegungsenergie, d.h. von hydraulischem Druckmittel, an die hydraulische Kolben-Zylinder-Einrichtung 7 ('nachstehend der Einfachheit halber als Hydraulikzylinder bezeichnet). Die elektrohydraulische; Antriebseinrichtung v/eist u«a. gemäß der Darstellung einen Signalwandler 9, eine Drucktasterdose TO mit Anzeigeinstrument TOa sowie. einen Schreiber 1ΐ, dia nachstehend im einzelnen beschrieben werden, auf.

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Die Positionsmeßeinrichtung ist, wie. aus Fig. 2 ersichtlich, in der hohl ausgebildeten Kolbenstange 6 der hydraulischen Kolben-Zylinder-Sinrichtung 7 (nachstehend der Einfachheit halber als Hydraulikzylinder bezeichnet) untergebracht... An ihrem gemäß Pig. 2 rechten· Ende ist die Positionsmeßeinrich— tung: 15 mit einer Leitung XZ verbunden, die ihrerseits mit dem Signalwandler 9 verbunden ist. Der Signalwandler 9 ist mit der Drucktasterdose. 10 und mit dem Anzeigeinstrument tOa verbunden und speist letzteres mit Signalen in Abhängigkeit von den über die Leitung 112 empfangenen Signalen. Diese Signale sind wiederum zur Arbeitsstellung des beweglichen Schie— berteiles 5 proportional. Das Anzeigeinstrument 1,0a ist vorteilhaft in der üblichen Drucktasterdose 1iO angeordnet, die dem Gießer zur manuellen.Steuerung des Schieberverschlusses dient.

Die. Kolbenstange 6 weist an ihrem gemäß Pig. 2 linken Ende einen Mitnehmer 13 auf, der. ein Bestandteil der oben erwähnten Kupplung: darstellt, die; für eine in axialer Richtung praktisch spielfreie Verbindung zwischen der Kolbenstange 6 und dem beweglichen Schieberteil 5 dient. Die Kupplung gewährleistet exakte Übereinstimmung- der jeweiligen Arbeitslage des beweglichen Schie.berteiles 5 und der Kolbenstange 6.

In einer mittleren Längsbohrung ΐ4 der Kolbenstange 6 ist die Positionsmeßeinrichtung 15 untergebracht. Die Positionsmeßeinrichtung T;5 weist eine. Spuleneinrichtung ΐβ (Pig. 3) auf, die an. dem gemäß Fig. 2 rechten Ende an einem Deckel des Hydraulikzylinders T befestigt ist und vorzugsweise in eine Öffnung des Deckels eingeschraubt ist. Die Spuleneinrichtung. 1:6 umgibt einen Spulenkern ta, der an einer Stange 17 befestigt ist, die ihrerseits an ihrem.gemäß Fig. 2 linken Ende--an einem Stopfen 19 befestigt ist. Der Stopfen 19 ist

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in der Kolbenstange β fest angeordnet. Der Stopfen 19 ist vorzugsweise in ein in der Kolbenstange G vorgesehenes Gewinde eingeschraubt. Zur genauen Positionierung des Stopfens 19 und damit des Spulenkerns TS ist in der Kolbenstange. 6 eine Schulter 119a gebildet, gegen welche der Stopfen 19 geschraubt wird, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Mit dieser Ausbildung ist nicht nur eine genaue Positionierung des Spulenkerns 118 gewährleistet, sondern auch ein bequemes Auswechseln ermöglicht.

Der Hydraulikzylinder weist in seinem Deckel 20 eine, Druck— mittelöffnung 21: auf. In gleicher Weise weist der Hydraulikzylinder an seinem gemäß Fig. 2 linken Ende eine Druckmittelöffnung 22 auf. Die Druckmittelöffnungen 21! und 22 stehen mit dem Inneren des Hydraulikzylinders in Verbindung-, und durch entsprechende Steuerung der mit den Druckmittelöffnungen 21 und 22 verbundenen Leitungen (Fig. T.) kann eine; Bewegung des Kolbens 23 innerhalb des Zylinders hervorgerufen werden.

Es ist ersichtlich, daß" bei jeder Bewegung des Kolbens 23 sich auch dessen Kolbenstange 6" und damit die den Spulenkern 1^!8. tragende Stange Ti7 bewegt. Hierdurch ergibt sich für jede Bewegung des Kolbens 23 eine Relativbewegung zwischen dem Spulenkern 18 und der Spuleneinrichtung 16, Demgemäß entspricht jeder Arbeitsstellung des beweglichen Schieberteiles 5 eine bestimmte Relativstellung von Spulenkern T8 und Spuleneinrichtung T 6".

Die Spuleneinrichtung- 16 weist gemäß der Darstellung mehrere Einzelspulen auf. Vorzugsweise ist die Spuleneinrichtung 16 eine Induktionsspulenkombination, die für jede Stellung des Spulenkerns 18 relativ zu ihr eine bestimmte proportionale induzierte Spannung abgibt« Diese Spannung wird über die Lei-

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tung 12 als Signal an den Signalwandler 9 angelegt, der dieses Signal entsprechend auswertet.

Me Kolbenstange 6 ist praktisch dauernd von Druckmittel umgeben. Hieraus ergibt sich für die innerhalb der Kolbenstange: 6. angeordnete: Positionsmeßeinrichtung T5 eine: temp era tür stabilisierende Wirkung, so daß die Bezugstemperatur der Positionsmeßeinrichtung 15 auch im Betrieb keine großen Schwan- ' kungen erfährt. Hieraus wiederum ergibt sich eine. Vergleichsweise hohe Meßgenauigkeit. ^r '

Zusätzlich ist die: Positionsmeßeinrichtung T;5 direkt von Druckmittel umspült, da der Durchmesser der Spuleneinrichtung T.6 kleiner als der Durchmesser der längsbohrung 1'4 der Kolbenstange 6' ist. In den verbleibenden Ringspalt zwischen der Außenfläche der Spuleneinrichtung t6 und der Wand der Längs— bohrung 114 kann Druckmittel eintreten, welches durch die Druckmittel öffnung; 21'. hindurch in den Hydraulikzylinder gelangt ,

Die Druckmittelöffnung 21 ist im Deckel 20 exzentrisch gebildet und steht mit einer mittleren Ausnehmung 20a in "Verbindung, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der dem Kolben 23 zugewandten Fläche des Deckels 20 gebildet ist«, Die Ausnehmung 20a könnte alternativ auch in der dem Deckel 20 zugewandten Fläche des Kolbens 23 gebildet sein. Sie dient dazu, bei der exzentrischen Druckmittelzufuhr zu gewährleisten, daß das zugeführte Druckmittel sich.derart gleichmäßig verteilt, daß eine: konzentrische Kraft auf den Kolben 23 ausgeübt wird (Fig. 2>.

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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich und oben bereits beschrieben, ist die Spuleneinrichtung¹ 1i6 mittig in den Deckel 20 eingeschraubt. Dadurch ist der Ringspalt zwischen der Außenfläche der Spuleneinrichtung 1:6 und der Innenwand der Längsbohrung 'T4 an der gemäß Pig. 2 rechten Fläche des Kolbens 23 offen, so daß eine direkte Druckmiftelverbindung zwischen dem genannten Ringspalt und der Druckmittelöffnung 21 besteht. Es ist ersichtlich, daß' die Größe des Ringspaltes zwischen der Außenfläche der Spuleneinrichtung 16" und der Innenfläche der.Längsbohrung 14 im wesentlichen nur insofern kritisch ist, als der Durchtritt von Druckmittel durch den Ringspalt ermöglicht werden soll.

Druckmittel kann auch aus dem Ringspalt zwischen der Außenfläche -der Spuleneinrichtung; 1;6~ und der Innenwand der Längsbohrung 14 ins Innere der Spuleneinrichtung 116" fließen, da diese an dem gemäß den Fig. 2 und 3 linken Ende offen ist, und v/eil die den Spulenkern 1:8 tragende Stange 1? einen Durchmesser hat, der kleiner als de.r Innendurchmesser der hohl zylindrischen Spuleneinrichtung ΐδ ist.

Es ist noch zu bemerken, daß der Hydraulikzylinder gekühlt ist. Zu dji.esem Zweck ist ein Kühlmantel 24 Vorgesehen, der mit Zutritts- und Austrittsöffnungen 25 und 26 für das Kühlmittel versehen ist« ·

Die Spuleneinrichtung ΐ6 weist ein Gehäuse 27 aus gegenüber dem verwendeten Druckmittel korrosionsbeständigem Material, z.B. aus unmagnetischem, rostfreiem Stahl, auf, mittels welchem die Spulen hermetisch dicht abgeschlossen sind. Dies bedeutet, daß das Gehäuse 27 die Spulen sowohl auf der Außenseite als auch auf der Innenseite hermetisch dicht umgibt bzw. abschließtc

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Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Spuleneinrichtung- 1:6 drei Spulen 28, 29 und 30 auf, die nebeneinander angeordnet sind und die insgesamt in dem Gehäuse 27 mittels einer Vergußmasse in ihrer Stellung festgelegt sind. Die mittlere Spule 29 ist die· Erregerspule, während die seitlichen Spulen 28 und 30 Empfängerspulen sind.

Die elektrischen Anschlüsse der Spulen 28 bis 30 sind an dem gemäß Fig. 3 rechten Ende der Spuleneinrichtung 1;6 in zweckentsprechender Weise mit Änschlußstiften 31a eines Steckerteiles 31: verbunden, der in ein© Öffnung des Gehäuses 27 eingesetzt ist und der mit einem entsprechenden Stecker 3Tb verbunden werden kann, der am Ende: der Leitung 1!2 vorgesehen ist.

Wie; weiter ersichtlich, weist das Gehäuse 27 im Bereich des gemäß Fig. 3 rechten Endes Außengewinde. 32 auf, mittels welchem die Spuleneinrichtung 1:6 von der gemäß Fig. 2 rechten. Seite her in den Deckel 20 des Hydraulikzylinders eingeschraubt werden kann.

Der Spulenkern TS besteht vorzugsweise aus einer Hickei-Eisen-Legierung hoher Permeabilität. Der Spulenkern 1:8 ist über ein Führungsstuck 18a geführt, welches im Inneren des Gehäuses 27 angeordnet ist und mit der Wandung des Gehäuses 27 in Gleiteingriff steht. Das Führungsstück T8a kann beispielsweise aus Polytetrafluorethylen' o. dgl« bestehen.

Das Führungsstück TSa hat mehrflügelige Gestalt, und bei der dargestellten Ausführungsform CFig. 4) sind drei Flüsgel T8b. vorgesehen. Die Flügel TSb legen sich mit ihrer Außenfläche jeweils gegen die Wandung der inneren Öffnung des Gehäuses 27«- Dabei belassen die Flügel 18b zwischen siel* Durchgänge bzw. Öffnungen,: durch welche Druckmittel hinfiurchteten kann.

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Das Führungsstück 1.8a ist auf das freie Ende der Stange 17 aufgeschoben, und befindet sich in der zusammengebauten Stellung unter vorbestimmtem Axialdruck zwischen einer an der ,Stange 17 gebildeten Schulter T;7a und dem ihm gegenüberliegenden Ende des Spulenkerns 18. Der vorbestimmte Axialdruck wird dadurch erhalten, daß das Führungsstück TSa zwischen der Schulter 1^:7ä und dem Spulenkern 18 zus einmenge drückt wird. Hierzu wird der Spulenkern 18 auf das freie Ende der Stange T7 in entsprechendem Ausmaß¹ aufgeschraubt. Durch das vorbestimmte axiale Zusammendrücken des Pührüngs Stückes T8a v/erden die' Außenflächen der Flügel T8b geringfügig gegen die Wandung der inneren öffnung des Gehäuses 27 gedruckt, wodurch wiederum erreicht wird, daß¹ der Spulenkern. 18 in der gewünschten Lage innerhalb, des Gehäuses 27 gehalten ist, ,

Der Durchmesser der den. Spulenkern T8 tragenden Stange 17 ist nicht kritische Er sollte jedoch kleiner als der Durchmesser des Führungsstückes 18a sein, um eine Berührung zwischen der Stange 117 und dem Inneren des Gehäuses 27' zu vermeiden.

Es ist zu bemerken, daß die. Spuleneinrichtung auch anders als dargestellt aufgebaut werden kann. Wichtig ist nur, daß für den gesamten Hub des Kolbens 23 für jede Relativstellung zwischen Spulenkern T8 und Spuleneinrichtung 1.6 ein bestimmtes Ausgangssignal auf der Leitung T2 erhalten wird.

Durch die Erfindung werden verschiedene. Vorteile erzielt.

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Ein erster Vorteil besteht darin, daß sehr genaue; Meßwerte erhalten werden, da die Bewegung des beweglichen Schieber— teiles 5 direkt zur Meßwerterzeugung verwendet wird. Dies ergibt sich daraus, daß einerseits der bewegliche Schieber— teil 5 über eine praktisch spielfreie Kupplung direkt mit der Kolbenstange G des Hydraulikzylinders verbunden ist, und daß andererseits der bewegliche Teil der Positionsmeßeinrich— tung 1:5 mit der Kolbenstange 6 unverrückbar verbunden ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Positionsmeßein— richtung 15 ohne Demontage des Zylinders bequem eingebaut und ausgebaut werden kann, so daß leichte Auswechselbarkeit gegeben ist.

Ein weiterer Vorteil besteht" darin, daß¹ die Positionsmeßeinrichtung H5 bei normalem Betrieb keinen großen Temperaturschwankungen unterworfen, wird, so daß die Ausgangssignalwerte direkt verwendet werden, können.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß"¹ die Positionsmeßeinrichtung mechanisch geschlitzt angeordnet ist, da. sie praktisch vollständig innerhalb des Zylinders der Kolben—Zylinder-Einrichtung untergebracht ist.

Es ist noch festzustellen, daß die axiale Länge der Positionsmeßeinrichtung; 1.5 und insbesondere der Spuleneinrichtung TG kurzer als die: axiale Länge des Zylinders der Kolben-Zylinder-Einrichtung 7 ist. Dennoch wird erreicht, daß über den gesamten Hub des Kolbens 23 lineare Proportionalität der Ausgangssignale erhalten wird.

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Es ist noch festzustellen, daß die Darstellung der Spuleneinrichtung IG in Fig. 3 eine, schematische Darstellung ist. Bei praktischen Ausführungsformen können die verschiedenen Spulen beispielsweise einander überlappend und in Übereinstimräung mit der jeweils gewünschten Steuercharakteristik gewickelt sein. .

Bei Verwendung der Erfindung zum Betrieb eines Bodenverschlusses für Metallschmelze: enthaltende Gefäße werden- wichtige Vorteile erzielt, weil es nunmehr möglich ist, eine elektrische Steuerung zu verwenden, mittels welcher Steuerung und Kontrolle von Gießvorgängen beträchtlich erleichtert werden können. Beispielsweise ist es möglich, das bereits grwähnte; Anzeigeinstrument vorzusehen und mit diesem die jeweilige Stellung des beweglichen Schieberteiles für die Bedienungsperson deutlich anzuzeigen. Gleichzeitig können die Stellungen des beweglichen Schieberteiles mit einem Schieber aufgezeichnet werden, wodurch eine nachträgliche Kontrolle des Gießvorganges, beispielsweise, unter Einschluß der Kontrolle des Elattenverschleißes, ermöglicht ist.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wie gemäß der Erfindung vorgesehen,.wenn das Anzeigeinstrument 10a mit der Druck— tasterdose 10 körperlich gekoppelt ist. Die Drucktasterdose 1;0 enthält, wie aus Fig. ΐ ersichtlich,· mehrere Betätigungsknöpfe, die dazu dienen, gewünschte.·Bewegungen des beweglichen Schieberteiles 5 hervorzurufen. Wenn nun das Anzeigeinstrument TOa mit der Drucktasterdose 10.praktisch eine körperliche. Einheit bildet, kann die Bedienungsperson die άμΓοΙι Betätigung entsprechender Knöpfe hervorgerufenen Bewegungen des beweglichen Schiebertciles 5 anhand einer Betrachtung des Anzeigeinstrumentes 10a direkt und unmittelbar verfolgen und kontrollieren.

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Es ist bei der Erfindung auch möglich, bei Kenntnis der Badhöhe: im Gießgefäß den beweglichen Schieberteil 5 genau in eine Stellung zu- bringen, die einer gewünschten. Ausflußmenge; je Zeiteinheit entspricht.

Beim Stranggießen kann der Zufluß⁷ an Schmelze zur Kokille oder zum Zwischengefäff auf einfache Weise stabil geregelt werden, indem das von der Positionsmeßeinrichtung 15 gelieferte Signal an den Regelkreis rückgekoppelt wird, mit welchem in Abhängigkeit der Füllhöhe in der Kokille bzw. im . Zwischengefäß ein Sollwert—Istwert—Vergleich vorgenommen wird. Hierdurch ist eine· vergleichsweise einfache weggbhangige Regelung geschaffen.

Es kann weiterhin vorteilhaft eine Bffindestschrittlange in die Steuerung- eingeführt werden derart, daß bei Jeder noch bo kurzen Betätigung^ des entsprechenden Drucktasters eine vorbestimmte Bewegungslänge des beweglichen Schieberteiles 5 hervorgerufen wird. Die Mindestschrittlänge kann einstellbar gemacht werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auf einfache Weise; ein Speicher vorgesehen werden kann, in den bestimmte Stellungen des beweglichen Schieberteiles eingespeichert werden· Hierbei ist es dann möglich, solche bestimmte Stellungen des beweglichen Schieberteiles nach Bedarf abzurufen. Hierdurch 1st die Verwendung von Programmen für diese Torgänge ermöglicht.

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Es ist bei der .Erfindung, auch auf einfache Weise möglich, eine Sicherung dagegen vorzusehen, daß der bewegliche Schieberteil vollständig geschlossen wird.

Durch Ve rwendungder..Druck tasterdose mit Anzeigeinstrument ist es für die Bedienungsperson möglich, sich an irgendeiner geeigneten Stelle aufzuhalten. Die Bedienungsperson ist daher in der Lage, sich in sicherer Entfernung von der Gießvorrichtung aufzuhalten, gegebenenfalls sogar innerhalb einer geschützten Kabine.

Bei der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform befindet sich die Positionsmeßeinrichtung in der Druckmittel-Strömung. Es ist aber auch möglich, eine trockene Anordnung der Spuleneinrichtung TG in der Kolbenstange 6 vorzusehen, in welchem Fall zwischen der Außenfläche der Spuleneinrichtung 16 und der Wand der Längsbohrung t'4 Dichtungen angeordnet werden. Außerdem müßten in diesem Fall Entlüftungsöffnungen vorgesehen sein, die den Raum, in welchem die Positionsmeßeinrichtung 15 angeordnet ist, mit der Umgebung; verbinden. Solche Entlüftungsöffnungen könnten praktisch bei der in Fig. 3 wiedergegebenen Spuleneinrichtung TS im gemäß der Figur rechten Endteil derart vorgesehen sein, daß sie das Innere des Gehäuses 27, in welchem der Spulenkern 18 angeordnet ist, mit der äußeren Umgebung, verbinden«,

Bei. Verwendungen von Vorrichtungen gemäß der Erfindung ergibt sich noch ein Problem hinsichtlich der Linearität der Signale über den Verstellweg der Positionsmeßeinrichtung, Es ist bereits gesagt worden, daß es erwünscht ist, die Positionsmeßeinrichtang im Inneren der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung anzuordnen, um die. Positionsmeßei-nrich-

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tung im wesentlichen vor schädlichen äußeren Einflüssen zu schützen, und um insgesamt eine mechanisch einfache Ausführung zu- erhalten. Dies bedeutet aber wiederum, daß die lan-» ge der eigentlichen Positionsmeßeinrichtung praktisch'¹ nicht langer als der Stellhub der Kolben-Zylinder-Einrichtung sein kann, wenn man nicht die Kolbenstange und damit den Zylinder verlängern will, was aber verständlicherweise unerwünscht ist. Hierbei ist es aber schwierig, über die relativ kurze: länge der Positionsmeßeinrichtung Linearität der Signale zu verwirklichen. Tatsächlich wird dies erst durch die Spulen— ausführung erreicht,· wie sie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist. Aber selbst in diesem Fall entspricht der erzielbare lineare Bereich maximal der Länge des Stellhubes»

Bei der Hersteilung, von Positionsmeßeinrichtungen ergeben sich aber unvermeidbar Toleranzen, und zwar insbesondere hinsichtlich der exakten Anordnung der Spülen 28 bis 30 und hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften der Spulenkerne 18; Somit ergeben sich in der Praxis bei einer fertigen Yor·- richtung in der Regel kleine axiale "Verschiebungen des linearen Bereiches. Dies führt aber dazu, daS im Bereich eines Endes des Stellweges keine Linearität der Signale mehr vor- handen ist. Durch die- vorliegende Erfindung werden Maßnahmen vorgeschlagen, um auch in diesem Fall zu gewährleisten, daß über den gesamten Stellhub Linearität -der Signale vorhanden ist.

In Fig. 5 ist mit 0 die ideale Null-Linie bezeichnet, d,h_e diejenige Linie, die. wenn sie durch die Mitte der Spuleneinrichtung 16 und durch die Mitte des Spulenkerns 18 geht, im Idealfall die nullstellung der Positionsmeßeinrichtung 15 darstellt» ·

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Mit I bzw* II sind die beiden idealen bzw* theoretischen linien bezeichnet, welche die seitlichen Begrensungslinien für den linearen Meßbereich der Positlonsmeßeinrichtung 115 darstellen« Die Empfindlichkeitskurve ist mit III bezeichnet, und aus Pig. 5 ist ersichtlich, daß diese Kurve III innerhalb der Grenzen I und II eine Gerade ist, so daß in diesem Bereich Linearität der Signale erhalten ist.

In der Praxis körnen jedoch diese Idealen Bedingungen nicht erreicht werden, und in Fig. 5 ist als ein Beispiel eine mögliche Abweichung* - zufolge Fertigungstoleransen,τ durch entsprechende unterbrochene Linien O¹, 1^:i:, 2*" und 3¹ dargestellt* Es ist ersichtlichj daß bei der Abweichung« die einer praktischen Ausführung entspricht, der Nullpunkt gegenüber dem idealen Nullpunkt um einen Betrag von χ gemäß' Fig. 3 nach links verschoben ist* Dies würde für die Praxis bedeuten, daß im Bereich des gemäß' Fig. 5 rechten Endes des Stellhubes keine linearität mehr vorhanden wäre. Um dies zu vermeiden, wird erfindungsgemäß durch besondere Maßnahmen der lineare Bereich derart verschoben, daß er mit dem idealen Bereich zusammenfällt. Für den vorliegenden Fall würde das bedeuten, daß" zwischen den Spulen 28 bis 30 und dem Spulenkern 18 eine Relativbewegung" um den Betrag· χ hervorgerufen werden muff. Allgemein ist es möglich, die Spuleneinrichtung ortsfest zvL lassen und den Dauermagneten zu verschieben. Bei einer praktischen Ausführung gemäß der vorlie?- genden Erfindung wird es" jedoch vorgezogen, die. Spulen .28 bis 30 -relativ zu dem Spulenkern 18 zu verschieben und in der verschobenen Lage festzulegen. Für diesen Zweck weist das Gehäuse 27 an seinem gemäß Fig. 5 rechten Ende eine Anschlagfläche 34 auf, vor welcher bei der dargestellten AusfUhrunceform drei Distanzscheiben .33 lose angeordnet sind.

Λ

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Wird - immer noch bei dem dargestellten Beispiel - angenommen, daß die· Verschiebung des Füll-Punktes dem Betrag χ entspricht und χ = 5 ram, so: ist es, um den Null-Punkt mit dem idealen ITull-Punkt in Übereinstimmung zu bringen, ·>erforderlich, bei unveränderter lage, des Spulenkerns 18 das Gehäuse 27 der Spuleneinrichtung 16 um 5 mm gemäß¹ Pig«, 5 nach rechts zu^! verschieben« Dies wird dadurch erreicht, daff zu den schon vorhandenen Distanzscheiben 33 weitere Scheiben mit einer Gesamtdicke von 5 mm hinzugefügt werden..

Wird andererseits angenommen (nicht dargestellt), daß die' "Verschiebung bei einer praktischen Positionsmeßeinrichtung' um etwa 5'ram gegenüber dein idealen Fu.ll~P.unkt nach rechts vorhanden ist, so wäre es erforderlich, das Gehäuse 27 der Spuleneinrichtung 16" um 5 rom gernäß Fig« 5 nach links zu verschieben, Dies würde bei der dargestellten Ausführung dadurch erreicht, daß' — unter der Voraussetzung, daß die Distanzscheiben eine Dicke von 2,5 mm haben - zwei dieser Distanzscheiben 33 entfernt wurden.

Nach einer solchen Verschiebung durch Relativbewegung zwischen Spulenkern 18 und Spuleneinrichtung 16 ist gewährleistet, daß" der lineare Bereich der Positionsmeßeinrichteng H5 mit dem Stellhub der Vorrichtung übereinstimmt, so daß für ;}ede Verstellbewegung Linearität der Signale sichergestellt ist.

Bs ist noch festzustellen, daß in'Pig· 5 .die Verhältnisse anhand eines Spannungs-Weg-Diagramms dargestellt sind. In diesem Diagramm ist durch die Steigung der Linie HI die Empfindlichkeit der Positionsmeßeinrichtung wiedergegeben.

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Bei Anwendung von Vorrichtungen gemäß der Erfindung kann es der Fall sein, daß gewünscht wird, mehrere Vorrichtungen von einer einzigen Steuereinheit aus zu steuern. In diesem Fall ist es erforderlich, daß alle Positionsmeßeinrichtungen nicht nur hinsichtlich des Hull-Punktes korrigiert sind, sondern zusätzlich auch gleiche Empfindlichkeit haben. Gemäß' einer bevorzugten lusführungsform der Erfindung wird dies dadurch ausgeführt, daß aus einer Mehrzahl von Positionsmeßeijarichtungen diejenigen Einrichtungen ausgewählt werden, die. ähnliche Empfindlichkeit haben. Danach werden die Empfindlichkeiten der ausgewählten Positionsmeßeinrichtungen aneinander angepaßt, so daß sie im wesentlichen gleich sind· Dies wird dadurch ausgeführt, daß als Ausgangsbasis die Positionsmeßeinrichtung mit der kleinsten Empfindlichkeit verwendet wird. .Die Empfindlichkeit der übrigen Positionsmeßeinrichtungen wird dann dadurch verringert, daß die Länge des Spulenkerns tS verkürzt wird, wobei vorzugsweise Material gleichmäßig an beiden Enden des Spulenkerns TS entfernt wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Mittelpunkt des Magnetfeldes unverändert bleibt und das Feld insgesamt symmetrisch geändert wird.

Eine 'Arbeitsweise zum Korrigieren bsw. Verschieben des Full— Punktes einer Pösitionsmeßeinrichtung ist wie folgt*

Zunächst wird durch an sich bekannte und hier nicht beschriebene Mittel bei einer Positionsmeßeinrichtung das Spannungs-Weg-Diagramm gemäß' Fig. 5 hergestellt. Dieses Diagramm wird dann mit dem durch die konstruktive Ausführung der Pösitionsmeßeinrichtung bestimmten idealen theoretischen Spannungs-Weg-Diagramm verglichen und die Abweichung, ausgedrückt als Verschiebung des Hull-Punktes, ermittelt· Diese Abweichung ("die auf der Wegachse des Diagramms liegt) stellt dann das

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Maß für die vorzunehmende axiale Relativbewegung zwischen Spuleneinrichtung und Dauermagnet dar. Die Positionsmeßeinrichtung wird dann: in der korrigierten Relativstellung zwischen Spuleneinrichtung und Dauermagnet an der bzw* in der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung angeordnet« Wie oben bereits erläutert, wird die gewünschte korrigierte Relativstellung zwischen Spuleneinrichtung und Dauermagnet durch entsprechendes Hinzufügen oder Wegnehmen von Distanzseheiben erzielt· .

Um eine Korrektur der genannten Relativstellung nach beiden Richtungen vornehmen zu=können, ist die praktische Ausführung der Positionsmeßeinrichtung derart getroffen, daß diejenige Relativstellung zwischen Spuleneinrichtung: und Dauermagnet, die der idealen theoretischen Full-Stellung entspricht, bereits unter Verwendung bzw. Anordnung einiger Distanzscheiben erreicht ist. Demgemäß können zum Hervorrufen einer Korrektur dieser Relativstellung entweder Distanzscheiben entfernt oder Distanzscheiben hinzugefügt werden.

Wie,aus Pig. 5 ersichtlich, ist die Anschlagfläche an einem Bund 35 gebildet, der sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, beim Anbringen der Spuleneinrichtung gegen- die Stirnfläche des Deckels 20 legt, wenn keine Distanzscheiben 33 vorhanden sind» Wenn Distanζscheiben 33 vorhanden sind, wie es gewöhnlich der Fall ist, legt sich demgemäß die von der Anschlagfläche". 34 am weitesten entfernt liegende Diatanζscheibe 33 mit ihrer freien Fläche gegen die Stirnfläche des Deckels 20, wenn die Spuleneinrichtung 16 an der Kolben-Zylinder-Einrichtung angeordnet wird* In Fig. 2: sind die Distanzscheiben 33 nicht dargestellte

Claims

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Erfindungganspruch

T. Hydraulische Kolben-Zylinder-Einrichtung, insbesondere zum Betrieb.eines Bodenverschlusses für Metallschmelze -enthaltende Gefäße, mit einer der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung zugeordneten Positionsmeßeinrichtung, die ein mit dem ortsfesten Zylinder der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung unverrückbar verbundenes Induktionsspulenelement, das sich in die hohl ausgebildete Kolbenstange erstreckt und mit einer elektrischen Steue- - rung verbunden ist, und einen im Innenraum des Induktionsspulenelementes angeordneten Spulenkern aufweist, der mit der Kolbenstange unverrückbar verbunden ist, · gekennzeichnet dadurch, daß das Induktionsspulenelement (16) an einem Ende zum Einschrauben in den Zylinder mit Gewinde (32) versehen ist und eine Anschlagfläche (34) besitzt, und daß vor der Anschlagfläche (34) lose Distanzscheiben (33) angeordnet werden können, von denen die von der Anschlagfläche am weitesten entfernt liegende Distanzscheibe beim Einschrauben des Induktionsspulenelementes (16) mit der Stirnfläche "des Zylinderdeckels (20) in Eingriff tritt.

2, Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß'

der Spulenkern (18) am freien Ende einer Stange (17) angebracht ist, die am anderen Ende an einem Stopfen (T9) befestigt ist, der in ein Gewinde in der hohlen Kolbenstange (6) gegen eine in dieser gebildete Schulter eingeschraubt ist,

3, Einrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Spulenkern (18) in der mittleren öffnung des Gehäuses (27) des Induktionsspulenelementes (16) durch ein

beispielsweise aus Polytetrafluöräthylen bestehendes Führungsstück (18a) geführt ist, das mit der Wandung des Gehäuses in Gleiteingriff steht«

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4· Einrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Pührungsstück (18a) mehrflügelige Gestalt mit zwischen den Flügeln liegenden Durchtritten hat.

5. Einrichtung nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß im zusammengebauten Zustand das Führungsstück (18a) zwischen einer Schulter (17a)» die an der den Spulenkern C18) tragenden Stange (17) gebildet ist, und dem gegenüberliegenden Ende des Spulenkerns unter vorbestimmten Axialdruck angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Spulenkern ('18} auf das Ende der Stange (TT) aufgeschraubt und in seiner Stellung gesichert ist.

7· Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Positionsmeßeinrichtung (T5)^:: mit einem Anzeigeinstrument C 10a) elektrisch gekoppelt ist.

8. Einrichtung-nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Anzeigeinstrument (TOa) mit einer Drucktasterdose CtO) körperlich vereinigt ist.

'S· Einrichtung nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß' die Positionsmeßeinrichtung (15) mit einem Schreiber (11;) elektrisch gekoppelt ist·

TO· Verfahren zur Betätigung der Einrichtung gemäß Punkt T bis 9, speziell zum Eichen der Positionsmeßeinrichtung zur Anpassung an den Stellhub der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung , wobei die Positionsmeßeinrichtung eine Spuleneinrichtung aufweist, in welcher ein Spulenkern angeordnet ist und relative Bewegung zwischen der

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Spuleneinrichtung und dem Spulenkern ermöglicht ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis von Spannung und Weg der Positionsmeßeinrichtung über den gesamten Verstellbereich festgestellt und mit dem sich für die konstruktive Ausführung aus Spuleneinrichtung und Spulenkern ergebenden idealen theoretischen Verhältnis verglichen wird, und daß danach relative Axialbewegung zwischen der Spuleneinrichtung und dem Spulenkern hervorgerufen wird, um das festgestellte Verhältnis mit dem idealen Verhältnis in Übereinstimmung zu bringen«

11", Verfahren nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß⁷ zum Ausführen einer axialen Relativbewegung zwischen der Spuleneinrichtung und dem Spulenkern der Spulenkern ortsfest gehalten und die Spuleneinrichtung bewegt wird.

12. Verfahren nach Punkt 1t, gekennzeichnet dadurch, daß die Positionsmeßeinrichtung nach ausgeführter Relativbewegung zwischen Spuleneinrichtung und Spulenkern in der dann hervorgerufenen Relativstellung zwischen ihnen in der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einrichtung befestigt wird.

13« Verfahrennach einem der Punkte 10 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß zum Hervorrufen der verschobenen Relativst ellung zwischen Spuleneinrichtung und Spulenkern an der Spuleneinrichtung eine Ausbildung vorgesehen ist_s di© das Anordnen und Abnehmen von losen Distanzscheiben er~ niögiichte ·

Hierzu 4 Blatt Zeichnung