DD243815A3 - Pneumatische einrichtung zur steuerung einer haspel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Einrichtung zur Steuerung einer Haspel mittels pneumatisch-elektrischer Wandler zur Begrenzung von Bewegungen von Maschinenteilen gegeneinander, wobei ein in Druck und Menge ausreichendes Signal zur Schaltung des pneumatisch-elektrischen Wandlers bei Eliminierung unerwuenschter aeusserer Umgebungsbedingungen und bei einem Zwischenraum des sich bewegenden Teils zur Lageerfassungseinrichtung von maximal 10 mm erzeugt werden soll. Dies wird erreicht, dass in einem Duesenstock (1) eine Eintrittsduese (4) sowie zwei Austrittsduesen (2) symmetrisch zueinander in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Austrittsduesen (2) unter einem Winkel von 50 bis 70 zur Eintrittsduese (4) verlaufen und einen Abstand (8) von 30 bis 60 mm zueinander haben, waehrend ein Spalt (7) zwischen dem Duesenstock (1) und einem Haspelteller (6) zwischen 2 bis 10 mm betraegt. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Einrichtung zur Steuerung einer Haspel mittels pneumatisch-elektrischer Wandler zur Begrenzung von Bewegungen von Maschinenteilen gegeneinander mit automatischem Steuerungsablauf.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Automatisierung beispielsweise einer Strangpreßanlage ist es erforderlich, die nachgeordnete Haspel, die zum Aufwickeln der stranggepreßten Drähte dient, in allen ihren Funktionen in den automatischen Steuerungsablauf einzubinden. In der DE-AS 2156763 wurde bereits eine Einrichtung zur Steuerung der Hubbewegung eines Bundaufnahmetisches in einer Haspelanlage vorgeschlagen, bei welcher die Hubbewegung des Bundaufnahmetisches selbsttätig beendet werden soll, wenn das Bund in zum Abschieben ausreichender Weise angehoben ist.

Es handelt sich um eine Haspelanlage in einem Walzwerk, die aus einer Haspelwelle mit einem darauf befindlichen Bund, Haspelwellenlager, Bock und einen Bundwagen mit Bundaufnahmetisch und Kolben-Zylinder-Getriebe besteht. Zur Verbesserung des Meßwertes ist im Bock parallel zur Haspelwellenachse und in der Flucht der Kraftrichtung eine elliptische Bohrung eingearbeitet, über deren kurzer Achse, die in der durch die Haspelwellenachse und die Bohrungsachse gehenden Ebene liegt, ein Dehnmeßstreifen angeordnet ist. Der Dehnmeßstreifen ist an eine Steuereinrichtung mit Speisespannungsteil, Verstärker und Tarakompensator angeschlossen, die mit einem das Kolben-Zylinder-Getriebe betätigenden undan einem Haspelantriebsmotor angeschlossenen elektromagnetischen Einlaßventil verbunden ist. Das Einlaßventil ist dabei vom Haspelantriebsmotor steuerbar, d. h. das Einlaßventil ist erst nach Stillstand des Haspelantriebsmotors betätigbar. Diese bereits bekannte Steuereinrichtung für die Hubbewegung eines Bundaufnahmetisches in einer Haspelanlage ist durch verschiedene Nachteile gekennzeichnet. Sie bestehen unter anderem darin, daß zum Anbringen des Dehnmeßstreifens eine spezielle elliptische Bohrung im Haspelbock vorgesehen werden muß, was technisch sehr schwierig ist. Fernerhin sind zur Signalgewinnung und -verarbeitung aufwendige Verstärkungs- und Auswerteeinrichtungen und zur einwandfreien Funktion wiederholte Abgleichvorgänge notwendig. Diese bereits bekannte Lösung ist nicht generell anwendbar, sondern setzt bestimmte Konstruktionsgegegebenheiten voraus, nämlich das Vorhandensein vorgespannter Konstruktionselemente bzw. das Entstehen von mechanischen Spannungen in den Konstruktionselementen. Sie ist fernerhin nicht einsetzbar bei höheren herrschenden Umgebungstemperaturen sowie bei Vorhandensein von Feuchtigkeit oder Wasser und läßt sich bei beengten Platzverhältnissen nicht einbauen. Fernerhin ist eine Steuervorrichtung für eine Bandhaspelanlage (DE-AS 1940426) zum Beenden der Hubbewegung des Hubtisches eines gegenüber dem Haspel verfahrbaren Bundwagens mit einem Fühler zum Abschalten des Antriebs des Hubtisches beim Erreichen einer bestimmten Höhe bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Fühler in die Auflagefläche des Hubtisches versenkt oder versenkbar angeordnet ist und den Hubantrieb bei einer Bundberührung abschaltet, bei der der Hubtisch keine Hubkraft auf den Haspel ausübt. Der Fühler ist als gegenüber dem Tisch vertikal verstellbares Schaltlineal ausgebildet, dessen Oberseite eine der Auflagefläche des Tisches entsprechende Konturfornr aufweist und das durch Federn aus einer Nut über die Auflagefläche ausschiebbar ist. Auch diese Steuervorrichtung weist Mängel auf, indem sie mechanische Elemente benötigt, um die Berührung mit dem Bund feststellen zu können. Solche Elemente verändern bzw. erschweren wesentlich die Konstruktion des Hubtisches. Sie bedarf zur Auslösung von Schalt- oder Steuerfunktionen darüber hinaus nachgeordneter Schalteinrichtungen und läßt sich in vorhandene Hubtische nur mit erhöhtem Aufwand einbauen. Auch diese Steuervorrichtung ist bei höheren Umgebungstemperaturen und bei beengten Platzverhältnissen nicht einsetzbar.

Bekannt ist auch das Auslösen von Schaltimpulsen mittels hydraulisch oder pneumatisch arbeitender Einrichtungen zur Steuerung von Maschinenteilen. So wird in der DE-AS 1267066 eine pneumatisch arbeitende Lösung aufgezeigt, die nach derr Grundprinzip „Prallplatte — Staudüse" arbeitet und zur Steuerung eines Schneidbrenners zur Anwendung kommt, wobei das genannte Grundprinzip immer erhalten bleibt. Das heißt, daß der aus der Staudüse austretende Luftstrom bei Lageveränderung der der Staudüse gegenüberliegenden Prallfläche in der Staudüse selbst gestaut und somit ein Steuersignal selbst ausgelöst wird. Voraussetzung hierbei ist, daß bei einem funktionell bedingten Abstand zwischen Prallfläche und Staudüse von nur wenigen Zehntelmillimetern und einem so geringen Druck des Luftstrahles von 100mm WS äußerst saubere Umgebungsbedingungen vorhanden sein müssen, wenn Funktionsstörungen vermieden werden sollen. In der DE-AS 124988 wird weiterhin eine Lösung vorgeschlagen, die eine mittels Flüssigkeitsstrahl aus Öl zwischen einer Strahldüse und Auffangdüsi arbeitende hydraulische Einrichtung beinhaltet, welche beispielsweise zur Überwachung der Axialverschiebung eines Läufers einer Turbine Anwendung findet. Ein aus der Strahldüse austretender Ölstrahl erzeugt in der Fangdüse einen Steueröldruck, welcher bei Axialverschiebung des Läufers durch Steuerkanten mehr oder weniger beeinflußt wird und bei zulässigen

Abweichungen vom Sollwert die Abschaltung der Turbine auslöst. Auch bei dieser bereits bekannten Lösung besteht ein wesentlicher Nachteil darin, daß eine störungsfreie Funktion dieser Überwachungseinrichtung nur bei einwandfreien Umgebungsbedingungen, wie sie industriell kaum denkbar sind, möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine pneumatische Einrichtung zur Steuerung einer Haspel mittels pneumatisch-elektrischer Wandler zur Begrenzung von Bewegungen von Maschinenteilen gegeneinander mit automatischem Steuerungsablauf, welche technisch unkompliziert und in ihrer Herstellung unaufwendig ist und sich mit minimalem Aufwand in bekannte industrielle Signalauswerteanlagen einsetzen läßt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die zu lösende technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine pneumatische Einrichtung zur Steuerung einer Haspel zwecks Begrenzung von Bewegungen von Maschinenteilen gegeneinander zu schaffen, welche ein in Druck und Menge ausreichendes Signal zur Schaltung eines pneumatisch-elektrischen Wandlers b'ei Eliminierung unerwünschter äußerer Umgebungsbedingungen und bei einem Zwischenraum des sich bewegenden Teils zur Lageerfassungseinrichtung von maximal 10 mm erzeugt.

Die erfindungsgemäße pneumatische Einrichtung besteht aus einem metallischen Düsenstock mit einer zentral in ihm vorgesehenen Eintrittsdüse sowie aus zwei symmetrisch zueinander in einer Ebene angeordneten Austrittsdüsen, wobei diese Austrittsdüsen unter einem Winkel von 50 bis 70° zur Eintrittsdüse verlaufen und einen Abstand von 30 bis 60 mm zueinander haben. Um in der Eintrittsdüse ein in Druck und Menge ausreichendes, den nachgeordneten pneumatisch-elektrischen Wandler schaltendes elektrisches Signal zu erhalten, ist ein Spalt von dem am feststehenden Maschinenteil befestigten Düsenstock zum bewegenden Maschinenteil von 2 bis 10 mm einzuhalten. Anstelle des kompakten Düsenstockes mit entsprechenden Bohrungen können zur Erzeugung eines gemeinsam gerichteten Luftstrahls auch metallische Röhrchen angeordnet werden, die während der Betriebszeit eine wiederholte Justierung erfordern. Endseitig sind die Austrittsdüsen mit einem Anschluß für eine Luft-/ Gaszuleitung versehen, die als Gewindeanschluß ausgebildet sein können. Zur Erreichung des notwendigen Schaltdruckes am pneumatisch-elektrischen Wandler können in den Zuleitungen bekannte Drosseln angewendet werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: ·

Fig. 1: eine schematische Darstellung der pneumatischen Einrichtung (Draufsicht); Fig.2: Schnitt A-A gemäß Fig. 1;

Fig. 3: eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Abstandes zwischen bewegendem und feststehendem Maschinenteil

vom Winkel der Luftaustrittsdüsen und vom Abstand der Luftaustrittsdüsen; Fig.4: schematische Darstellung einer pneumatischen Einrichtung mit einem Abstand zwischen bewegendem zum

feststehendem Maschinenteil von 4mm.

Die erfindungsgemäße pneumatische Einrichtung soll am Beispiel einer Auslaufstrecke einer Drahtstrangpreßanlage erläutert werden, bei welcher zum Zwecke des Aufwickeins der stranggepreßten Drähte eine Haspel in Anwendung ist. Der Preßdraht läuft in einen als bewegliches Maschinenteil 6 ausgebildeten Haspelkorb ein, in dem sein Haspelteller mit einer der Drahtgeschwindigkeit angepaßten Drehzahl rotiert und der Draht um den Haspeldorn zu einem Bund aufgewickelt wird. Nach Abschluß des Preßvorganges und Aufhaspeln des Drahtbundes muß der Haspelteller mit der Oberfläche der Haspel auf gleichem Niveau stehen, damit das aufgewickelte Drahtbund durch einen Abstreifer vom Haspelteller horizontal abgestreift und nachfolgenden Aggregaten zugeführt werden kann. Es ist also notwendig, die obere Endlage der Aufwärtsbewegung des Haspeltellers exakt zu erfassen, da anderweitig der Haspelteller zu tief zum Stillstand kommt und somit das Drahtbund hängen bleibt. Es kann deshalb nicht abgestreift werden und verursacht eine erhebliche Störung im technologischen Ablauf, wodurch ein zuverlässiger Automatikbetrieb nicht gewährleistet wird.

Wie aus Fig. 1,2 und 4 ersichtlich, besteht die pneumatische Einrichtung aus einem metallischen Düsenstock 1, in welchem als Bohrungen ausgebildete Austrittsöffnungen 2, beispielsweise in einer Länge von 50 mm und einem Durchmesser von 1,5 mm, vorgesehen sind, die endseitig Anschlüsse 3 für eine Luft- bzw. Gasleitung aufweisen. Mittig im Düsenstock 1 befindet sich eine den aus den Austrittsdüsen 2 resultierenden Luftstrahl aufnehmende Eintrittsdüse 4 mit einem Durchmesser von 10mm. Die Anordnung der in einem Abstand 8 von beispielsweise 58mm vorgesehenen Austrittsdüsen 2 erfolgt in einem Winkel von 67°. Die pneumatische Einrichtung ist gegenüber der oberen Endlage des Haspeltellers am als feststehenden Maschinenteil 5 ausgebildeten Haspelbock angeordnet. Der Haspelteller ist Bestandteil des Haspelkorbes. Beide bilden das bewegliche Maschinenteil 6. Sobald der Haspelteller bei der Aufwärtsbewegung das gleiche Niveau wie die pneumatische Einrichtung erreicht, werden die aus den Austrittsdüsen 2 austretenden Luft- bzw. Gasströme in die Eintrittsdüsen 4 umgelenkt, betätigen den dem Düsenstock 1 nachgeordneten pneumatisch-elektrischen Wandler, der die Abschaltung der Aufwärtsbewegung des Haspeltellers bewirkt und zusätzlich in der Folgesteuerung des Auslaufs der Drahtstrangpreßanlage einen weiteren automatischen Takt, der die Betätigung des Abstreifens des Drahtbundes auslöst. Der Spalt 7 zwischen dem Düsenstock 1 und dem beweglichen Maschinenteil 6 beträgt 7,5 mm. Je nachgegebenem Spalt 7 sind die in Fig.3 genannten Winkel und Abstände 8 der Austrittsdüsen 2 einzuhalten. In Fig.4 ist eine pneumatische Einrichtung mit einem Spalt 7 zum sich bewegenden Maschinenteil 6 von 4mm dargestellt, wobei der Abstand 8 zwischen den Austrittsdüsen 2 44mm und der Winkel zwischen Austrittsdüse 2 und der zentral im Düsenstock 1 angeordneten Eintrittsdüse 4 60° betragen muß.

Die erfindungsgemäße pneumatische Einrichtung gestattet eine Signalgewinnung für den Automatikbetrieb, die alle äußeren, störend wirkenden Einflüsse wie die Temperatur von Bund, Haspelteller oder Haspelkorb, Lichteinflüsse oder sonstige Strahlung oder Magnetfelder sowie Wasser oder Wasserdampf unwirksam macht.

Fehlsignale, die bei bisher verwendeten bekannten Systemen durch das Wickelgut oder andere Fremdkörper entstehen können, werden verhindert bzw. vermieden. Sie ist im Aufbau technisch unkompliziert und einfach in der Herstellung und im Einbau. Sie gestattet die Verwendung industriell vorhandener einfacher Geräte zur Signalauswertung.

In vielen Anwendungsfällen ermöglicht die vorgeschlagene Lösung erst die Automatisierung technologischer Anlagen und damit die Erreichung erheblicher ökonomischer Effekte.

Claims (3)

1. Patentanspruch:

   1. Pneumatische Einrichtung zur Steuerung einer Haspel mittels pneumatisch-elektrischer Wandler, bei der auf einen von der Austrittsdüse zur Eintrittsdüse eines Düsenstockes strömenden Gasstrahl durch den rotierenden und vertikal bewegten

   .Haspelteller zwecks Auslösung von Steuerimpulsen eingewirkt wird, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Düsenstock (1) die Eintrittsdüse (4) sowie zwei Austrittsdüsen (2) symmetrisch zueinander in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Austrittsdüsen (2) unter einem Winkel von 50 bis 70° zur Eintrittsdüse (4) verlaufen und einen Abstand (8) von 30 bis 60mm zueinander haben, während der Spalt (7) zwischen Düsenstock (1) und Haspelteller (6) zwischen 2 bis 10mm beträgt.
2. 2. Pneumatische Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß anstelle des Düsenstockes (1) mit Düsen (2; 4) metallische Röhrchen angeordnet sind.
3. 3. Pneumatische Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Austrittsdüeen (2) Anschlüsse (3) für Luft-/ Gasleitungen aufweisen.