DE10330417A1 - Magnetic speed measuring device for papermaking forming drum with no trunnion - Google Patents

Magnetic speed measuring device for papermaking forming drum with no trunnion Download PDF

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Abstract

A papermaking forming drum has no trunnion and rotates. The speed of rotation is detected by a two-part magnetic sensor. The sensor has a first permanent magnet (4) in the drum end-face, which with each rotation passes a second external fixed magnet (5). The second magnet is held on an arm and is coupled by a data cable to a data processing unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine zapfenlose Walze. Zapfenlose Walzen finden Einsatz in Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Walzen werden entweder durch ein umlaufendes Endlosband, wie beispielsweise ein Siebband oder ein Filzband in der Pressenpartie angetrieben. Alternativ haben die Walzen einen eigenen Antrieb in Form eines Direktantriebs mit einem Frequenz-Umrichter. Bei einem derartigen Motor ist der Rotor auf der Innenseite des drehbaren Mantels angebracht, während der Stator auf einer unbeweglichen Achse im Zentrum des sich um dieses drehenden Mantels angeordnet ist.The The invention relates to a journalless roller. Find tenons without rollers Use in machines for producing a fibrous web. The rollers are either by a circulating endless belt, such as a wire belt or a felt belt in the press section driven. Alternatively, the rollers have their own drive in the form of a Direct drive with a frequency converter. In such a Motor, the rotor is mounted on the inside of the rotatable shell, while the stator on a stationary axis in the center of the order this rotating shell is arranged.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Dreh- oder die Umfangsgeschwindigkeit der Walze genau zu erfassen.It is the object of the invention, the rotational or peripheral speed to accurately grasp the roller.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer zapfenlosen Welle dadurch gelöst, dass diese mit einer Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Walze ausgestattet ist, die, insbesondere in der Nähe einer äußeren Wand der Walze, ein erstes Messmittel umfasst, das mit einem zweiten, ortsfesten Messmittel außerhalb der Walze zusammenwirkt, um die Drehgeschwindigkeit der Walze zu bestimmen.According to the invention this Task at a tapped shaft solved in that this with a device equipped to measure the rotational speed of the roller, the, especially near an outer wall the roller, a first measuring means comprising a second, stationary measuring equipment outside the roller cooperates to the rotational speed of the roller to determine.

Über die Drehgeschwindigkeit lässt sich bei Kenntnis des Radius der Walze gleichzeitig die Umfangsgeschwindigkeit und damit auch die Geschwindigkeit eines über den Mantel der Walze laufenden entweder von der Walze angetriebenen oder umgekehrt eines die Walze antreibenden Bandes unter der Annahme ermitteln, dass kein Schlupf besteht oder dass dieser vernachlässigbar ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit ist geeignet für alle Walzen, die keinen Wellenzapfen aufweisen und bei denen ein üblicher Encoder zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit nicht eingesetzt werden kann.About the Turning speed lets with knowledge of the radius of the roller at the same time the peripheral speed and therefore also the speed of running over the mantle of the roller either driven by the roller or vice versa of a roller driving Determine bandes on the assumption that there is no slip or that this negligible is. The inventive device for determining the peripheral speed is suitable for all rollers, which have no shaft journal and where a conventional encoder can not be used to determine the rotational speed.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims, the Description and the drawings.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das erste Messmittel ein kapazitives oder ein induktives Bauelement ist, das mit einem zweiten zugehörigen kapazitiven bzw. induktiven Sensor zusammenwirkt. Grundsätzlich besteht zur Erzeugung eines Signals in einem elektrischen Schaltkreis die Möglichkeit, den Wirk- oder den Blindwiderstand zu ändern. Die Möglichkeit, den Wirkwiderstand oder die Änderung des Wirkwiderstandes während einer Umdrehung der Walze zu messen, wird nicht angestrebt, da hierzu Schleifkontakte notwendig wären, die sich abnutzen und Funken erzeugen. Daher greift die Erfindung die Möglichkeit auf, eine Änderung des Blindwiderstandes, also des induktiven oder des kapazitiven Widerstands, zu ermitteln, weil diese Messungen berührungslos erfolgen.Especially it is advantageous if the first measuring means is a capacitive or an inductive component is that with a second associated capacitive or inductive sensor cooperates. Basically there is generation a signal in an electrical circuit the possibility of the Active or reactance change. The possibility, the resistance or the change of the Effective resistance during one turn of the roller to measure, is not desirable because this Sliding contacts would be necessary which wear and generate sparks. Therefore, the invention takes the possibility on, a change the reactance, ie the inductive or the capacitive resistance, to determine, because these measurements are made without contact.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform zur Bestimmung des induktiven Widerstands, bei der das rotierende induktive Bauelement mindestens einen Permanentmagneten oder zumindest ein unterschiedliches magnetisierbares Material umfasst.Especially preferred is an embodiment for determining the inductive resistance at which the rotating inductive component at least one permanent magnet or at least comprises a different magnetisable material.

Um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen, werden mit Vorteil viele Permanentmagneten gleichmäßig über den äußeren Umfang einer Stirnwand der Walze verteilt, die als Impulsgeber für einen ortsfesten Sensor dienen. Die je Zeiteinheit gezählten Impulse dienen zur Berechnung der Drehzahl der Walze. Diese wird beispielsweise auch an einem Bedienpult angezeigt.Around To achieve a high measuring accuracy, many will benefit Permanent magnets evenly over the outer circumference an end wall of the roller distributed, which serves as a pulse generator for a stationary Serve sensor. The pulses counted per time unit are used for the calculation the speed of the roller. This is for example also on a Control panel displayed.

In einer geeigneten Ausführungsform sind die Permanentmagnete von einem auf die Stirnwand der Walze aufgebrachten Ring, insbesondere auf der der Stirnwand der Walze zugewandten Seite des Rings, in Bohrungen aufgenommen.In a suitable embodiment are the permanent magnets of one on the end wall of the roller applied ring, in particular on the end wall of the roller facing side of the ring, received in holes.

Die Erfindung betrifft auch eine Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit einer Walze, wie sie oben beschrieben ist. In dieser ist die Walze beispielsweise entweder durch ein laufendes Band oder durch einen Direktantrieb angetrieben, so dass die Walze ihrerseits das Endlosband antreibt.The The invention also relates to a machine for producing a paper, Cardboard, tissue or another fibrous web with a roller, as described above. In this example, the roller either by a running belt or by a direct drive driven, so that the roller in turn drives the endless belt.

Die Walze ist beispielsweise eine Formierwalze in einer Siebpartie oder eine Abnahmesaugwalze in einer Pressenpartie der Maschine. Auch andere Einsatzorte der zapfenlosen Walze oder des zapfenlosen Zylinders gemäß der Erfindung sind möglich.The Roller is for example a forming roller in a wire section or a Abnahmesaugwalze in a press section of the machine. Also other places of use of the journalless roller or the journalless cylinder according to the invention are possible.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:below the invention is in an embodiment explained in more detail with reference to the drawings. It demonstrate:

1 eine schematische Seitenansicht eines Seitenbereichs der Walze und eines Sensors, 1 a schematic side view of a side portion of the roller and a sensor,

2 eine vergrößerte Darstellung des Sensors und seiner Befestigung sowie 2 an enlarged view of the sensor and its attachment as well

3 eine stark vergrößerte Darstellung des Sensors und eines Halterings oder einer Trägerscheibe mit einem im Querschnitt dargestellten Magneten. 3 a greatly enlarged view of the sensor and a retaining ring or a carrier disc with a Mag shown in cross-section Neten.

Aus einem Stoffauflauf wird eine Faserstoffsuspension in an sich bekannter Weise auf eine Siebpartie aufgebracht, die eine Formierwalze 1 (1–3) aufweist. Die Formierwalze 1 ist auf einer zentralen ortsfesten Achse gelagert und wird durch die Bewegung des Siebes über ihre Mantelfläche angetrieben.From a headbox a pulp suspension is applied in a conventional manner to a wire section, which is a forming roller 1 ( 1 - 3 ) having. The forming roller 1 is mounted on a central fixed axis and is driven by the movement of the screen over its lateral surface.

Die Formierwalze 1 ist auf ihrer Mantelseite mit einem (hier nicht dargestellten) Schrumpfnetz überzogen, das die Formierwalze 1 auch über den äußeren Umfang der Stirnseiten überdeckt. Um das Schrumpfsieb zu festzuklemmen und um Walzendeckelschrauben abzudecken, ist auf der Stirnseite der Formierwalze 1 jeweils ein Haltering 2 aufgebracht. Er besteht beispielsweise aus Bronze und kann zweigeteilt aufgebaut sein. In dem Haltering 2 sind stirnwandseitig in festen und vorzugsweise gleichmäßigen Abständen Bohrungen 3 eingebracht, die zur Aufnahme von Permanentmagneten 4 dienen.The forming roller 1 is coated on its shell side with a (not shown here) shrinkage, which is the forming roller 1 also covered over the outer periphery of the end faces. To clamp the shrink screen and to cover roller cap screws is on the front side of the forming roller 1 one retaining ring each 2 applied. It consists for example of bronze and can be constructed in two parts. In the retaining ring 2 are the end wall side in fixed and preferably uniform intervals holes 3 introduced for receiving permanent magnets 4 serve.

In einem geringen Abstand zu dem Haltering 2 ist ein ortsfester Magnetfeldsensor 5 als induktive Messeinrichtung angeordnet, der über eine Datenleitung 6 mit einer Auswerteeinrichtung 7 verbunden ist. Der Abstand des Magnetfeldsensors 5 zu dem Haltering 2 beträgt beispielsweise zwischen 0,5 mm und 30 mm, um die Impulse der Permanentmagnete 4 sicher zu erkennen. Ein geeigneter mittlerer Abstand beträgt daher 3 mm.At a short distance to the retaining ring 2 is a stationary magnetic field sensor 5 arranged as an inductive measuring device, which via a data line 6 with an evaluation device 7 connected is. The distance of the magnetic field sensor 5 to the retaining ring 2 is, for example, between 0.5 mm and 30 mm, around the pulses of the permanent magnets 4 sure to recognize. A suitable average distance is therefore 3 mm.

Auch ein Versatz zwischen den Permanentmagneten 4, von denen beispielsweise 64 auf einem Teilkreis des Halterings 2 in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind, und dem Magnetfeldsensor 5 von +/– 10 mm gegenüber dem Teilkreis ist noch zulässig.Also an offset between the permanent magnets 4 of which, for example, 64 on a pitch circle of the retaining ring 2 are distributed at equal intervals, and the magnetic field sensor 5 of +/- 10 mm in relation to the pitch circle is still permissible.

Auch eine verbleibende Wandstärke zwischen 1 und 5 mm zwischen den Bohrungen 3 und einer offenliegenden stirnseitigen Oberfläche 8 des Halterings 2 lässt noch ein sicheres Erkennen der Signale der Permanentmagnete 4 durch den Magnetfeldsensor 5 zu.Also a remaining wall thickness between 1 and 5 mm between the holes 3 and an exposed frontal surface 8th of the retaining ring 2 still allows a safe detection of the signals of the permanent magnets 4 through the magnetic field sensor 5 to.

Zur sicheren Diskriminierung zwischen den einzelnen von den Permanentmagneten 4 erzeugten Impulsen habe die Permanentmagnete einen Abstand von etwa 60 bis 120 mm unter einander. So ergibt sich etwa ein Abstand von 84,4 mm zwischen den Permanentmagneten 4 bei einem Teilkreis von 1720 mm Durchmesser. Die Permanentmagnete 4 sind sämtlich mit derselben Polarität in den Bohrungen 3 eingeklebt.For sure discrimination between each of the permanent magnets 4 generated pulses, the permanent magnets have a distance of about 60 to 120 mm from each other. This results in a distance of 84.4 mm between the permanent magnets 4 at a circle of 1720 mm diameter. The permanent magnets 4 are all with the same polarity in the holes 3 glued.

Die Permanentmagnete 4 haben beispielsweise einen Durchmesser von 10 mm und sind in Bohrungen 4 eingelassen, die etwa einen Durchmesser von 10,3 mm haben. Auch auf der walzenseitigen Rückseite des Halterings 2 sind die Bohrungen 3 mit einem Klebstoff versiegelt, um zu verhindern, dass sich die Permanentmagnete 4 lösen.The permanent magnets 4 For example, have a diameter of 10 mm and are in holes 4 embedded, which have a diameter of about 10.3 mm. Also on the roller-side back of the retaining ring 2 are the holes 3 sealed with an adhesive to prevent the permanent magnets 4 to solve.

An der (hier nicht dargestellten) Achse, die die Formierwalze 1 trägt, ist ein sich in radialer Richtung der Formierwalze 1 erstreckender Träger 9 angebracht, an dem seinerseits ein Halter 10 zur Befestigung einer Aufnahme 11 mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Langloch 12 angebracht ist. In diesem ist der ein Außengewinde 13 aufweisende Magnetfeldsensor 5 mittels zweier auf das Außengewinde 13 aufgeschraubter Muttern 14, 15 auch in Richtung der Walzenachse bezüglich des Halterings 2 abstandsverstellbar.At the (not shown here) axis, the forming roller 1 carries, is in the radial direction of the forming roller 1 extending carrier 9 attached, on which in turn a holder 10 for attaching a recording 11 with a slot extending in the radial direction 12 is appropriate. In this one is the external thread 13 having magnetic field sensor 5 by means of two on the external thread 13 screwed nuts 14 . 15 also in the direction of the roll axis with respect to the retaining ring 2 distance adjustable.

Es versteht sich und soll durch die oben aufgeführte Beschreibung keineswegs ausgeschlossen werden, dass die Permanentmagnete 4 auch auf der äußeren Mantelfläche der Walze 1 aufgebracht werden können, wenn entsprechend der Magnetfeldsensor wieder in der Nähe angebracht ist.It is understood and should not be ruled out by the above description by no means that the permanent magnets 4 also on the outer surface of the roller 1 can be applied, if appropriate, the magnetic field sensor is mounted in the vicinity again.

11
Formierwalzeforming roll
22
Halteringretaining ring
33
Bohrungdrilling
44
Permanentmagnetpermanent magnet
55
Magnetfeldsensormagnetic field sensor
66
Datenleitungdata line
77
Auswerteeinheitevaluation
88th
stirnseitige Oberflächefrontal surface
99
Trägercarrier
1010
Halterholder
1111
Aufnahmeadmission
1212
LanglochLong hole
1313
Außengewindeexternal thread
1414
Muttermother
1515
Muttermother

Claims (7)

Zapfenlose Walze (1) mit einer Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Walze (1), die, insbesondere in der Nähe einer äußeren Wand der Walze, ein erstes Messmittel (4) umfasst, das mit einem zweiten, ortsfesten Messmittel (5) außerhalb der Walze (1) zusammenwirkt, um die Drehgeschwindigkeit der Walze (1) zu bestimmen.Tangless roller ( 1 ) with a device for measuring the rotational speed of the roller ( 1 ), in particular in the vicinity of an outer wall of the roller, a first measuring means ( 4 ), which is connected to a second, stationary measuring device ( 5 ) outside the roller ( 1 ) cooperates to the rotational speed of the roller ( 1 ). Walze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Messmittel ein kapazitives oder ein induktives Bauelement (4) ist, das mit einem zweiten zugehörigen kapazitiven bzw. induktiven Sensor (5) zusammenwirkt.Roller ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first measuring means is a capacitive or an inductive component ( 4 ), which is connected to a second associated capacitive or inductive sensor ( 5 ) cooperates. Walze (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Bauelement mindestens einen Permanentmagneten (4) umfasst.Roller ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the inductive component at least a permanent magnet ( 4 ). Walze (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das induktive Bauelement eine Vielzahl von gleichmäßig über den äußeren Umfang einer Stirnwand der Walze (1) verteilten Permanentmagneten (4) aufweist.Roller ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the inductive component has a plurality of uniformly over the outer circumference of an end wall of the roller ( 1 ) distributed permanent magnets ( 4 ) having. Walze (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (4) von einem auf die Stirnwand der Walze (1) aufgebrachten Ring (2), insbesondere auf der der Stirnwand der Walze (1) zugewandten Seite des Rings (2) in Bohrungen (3), von diesem aufgenommen werden. 6 Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit einer Walze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Roller ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the permanent magnets ( 4 ) from one to the end wall of the roller ( 1 ) applied ring ( 2 ), in particular on the end wall of the roller ( 1 ) facing side of the ring ( 2 ) in holes ( 3 ), be absorbed by this. 6 Machine for producing a paper, board, tissue or another fibrous web with a roll ( 1 ) according to one of claims 1 to 5. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) durch ein laufendes Band oder durch einen Direktantrieb angetrieben ist.Machine according to claim 6, characterized in that the roller ( 1 ) is driven by a running belt or by a direct drive. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) eine Formierwalze (1) in einer Siebpartie oder eine Abnahmesaugwalze (1) in einer Pressenpartie der Maschine oder eine andere zapfenlose Walze oder ein anderer zapfenloser Zylinder in der Maschine ist.Machine according to claim 7, characterized in that the roller ( 1 ) a forming roll ( 1 ) in a wire section or a take-off suction roll ( 1 ) in one press section of the machine or another tapless roller or other journalless cylinder in the machine.
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