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Aus
DE 197 25 258 A1 ist
eine aus einer Galette, einem Induktionsheizer, einem Antriebsmotor samt
Frequenzumrichter sowie einer Kühlvorrichtung für Motor
und Umrichter bestehende Galetteneinheit bekannt, welche am Maschinengestell
einer Garnbehandlungsanlage befestigt wird. Des weiteren zeigt
DE 198 43 990 C1 ein
integriertes Galettenaggregat, bei dem neben dem Frequenzumrichter
für den
Motor auch ein als Temperaturregler für den Induktionsheizer dienender
Regler sowie Überwachungseinrichtungen
für Galette,
Heizer und/oder Motor in das Galettenaggregat integriert sind. Es
ist auch bekannt, zwar den Regler in das Aggregat einzubeziehen,
den Umrichter aber in einem getrennten Schaltschrank unterzubringen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, bei solchen den Umrichter und/oder den Regler
einschließenden Galettenaggregaten
deren Wartung und Reparatur zu vereinfachen.
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Dies
gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Die trennbare
Schnittstelle ermöglicht
es, die auf einem besonderen Elektronikträger zusammengefaßten elektronischen
Baugruppen als Einheit vom restlichen Galettenaggregat abzunehmen,
zu prüfen
und gegebenenfalls zu reparieren oder auszutauschen. Man erspart
sich somit entweder den Ausbau des gesamten Aggregats aus der Garnbehandlungsmaschine
oder das zumeist umständliche Überprüfen oder
gar Reparieren der elektronischen Baugruppe am eingebauten Galettenaggregat.
Dabei ist es keineswegs wichtig oder auch nur sinnvoll, sämtliche
elektronischen Baugruppen auf einem besonderen, abnehmbaren Elektronikträger unterzubringen.
Manche elektrischen oder elektronischen Bauelemente und Baugruppen,
wie beispielsweise Temperaturfühler,
zugehörige
Meßwertumformer,
Vibrationsfühler
und dergl., bleiben vorzugsweise wie bisher Teil des am Maschinengestell befestigten
Aggregatteils.
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Zu
den bevorzugt auf dem Elektronikträger untergebrachten Baugruppen
gehören
der Frequenzumrichter für
den Antriebsmotor, Überwachungseinrichtungen
für Galette,
Heizer und/oder Motor, ebenso die Temperaturregeleinrichtung für den Induktionsheizer
einschließlich
ihrer Leistungsbaugruppen, sofern diese Regeleinrichtung in das
Aggregat integriert ist. Wird der Induktionsheizer nicht mit Netzfrequenz
sondern mit einer höheren
Frequenz, von beispielsweise einigen kHz betrieben, so empfiehlt
es sich, auch diese Steuerfrequenz für den Heizer in einem auf dem
Elektronikträger
befindlichen Umrichter zu erzeugen. In diesem Falle werden sowohl
die Motorfrequenz als auch die Heizerfrequenz aus einer dem Elektronikträger von
außen
zugeführten
Gleichspannung abgeleitet. Die Steuerung für den/die Umrichter, die Temperaturregeleinrichtung
und/oder die Überwachungseinrichtungen
sind vorzugsweise durch einen einzigen auf dem Elektronikträger angebrachten,
entsprechend programmierten Mikrorechner realisiert.
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Werden
der Motor und/oder die Galettenlager mit Flüssigkeit gekühlt, oder
die Lager mit einem Ölnebel
geschmiert, so empfiehlt es sich, zusätzlich zu der elektrischen
Schnittstelle wenigstens eine leicht trennbare hydraulische Schnittstelle
zwischen dem Elektronikträger
und dem restlichen, an der Maschine befestigten Aggregatteil vorzusehen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen wiedergegebener
Ausführungsbeispiele
erläutert.
Darin zeigt:
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1 Ein
Galettenaggregat mit in Achsrichtung abnehmbarem Elektronikträger im Teil-Längsschnitt;
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2 eine
perspektivische Darstellung des abnehmbaren Elektronikträgers in
Draufsicht auf die Trennseite;
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3 eine
schematische Ansicht eines Galettenaggregats mit in radialer Richtung
abnehmbarem Elektronikträger;
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4a eine
Endansicht auf Elektronikträger und
Ausleger von insgesamt etwa zylindrischer Gestalt;
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4b eine ähnliche
Ansicht eines im wesentlichen quaderförmigen Elektronikträgers;
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4c eine
Ansicht ähnlich 4a jedoch mit
gewölbter
Trennfläche.
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Das
in
1 dargestellte Galettenaggregat kann hinsichtlich
Antriebsmotor, Induktionsheizer und Galettenmantel beispielsweise
einen in
DE 198 43
990 C1 beschriebenen Aufbau haben. Die Antriebswelle des
Motors
1 erstreckt sich bis ins Innere des Galettenmantels
2.
An ihrem Ende ist die Nabe des Galettenmantels befestigt. Zwischen
Galettenmantel und Antriebswelle ragt ein ebenso wie der Motor 1
vom Maschinengestell
3 gehaltenes und von der Antriebswelle
durchsetztes Tragrohr in die Galette hinein und trägt den ortsfesten
Induktionsheizer, z.B. einen Mehrzonen-Induktionsheizer. Auf dem Wellenstumpf
4 der
Antriebswelle sitzt der rotierende Teil eines Mehrfach-Meßwertübertragers
5,
wie er beispielsweise in
DE
38 30 384 C2 beschrieben ist. Er überträgt die Meßsignale mehrerer im Galettenmantel
2 angeordneter
Temperaturfühler
auf eine ortsfeste Auswerte- und Regelschaltung für den Induktionsheizer.
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Der
in 2 wiedergegebene, abnehmbare Elektronikträger besteht
im gezeigten Beispiel aus zwei durch mehrere über den Umfang verteilt angeordnete
Distanzbolzen 6 im Abstand voneinander gehaltenen kreisförmigen Endplatten 7 und 8,
welche zwischen sich die einzelnen elektronischen Bauteile und Baugruppen
aufnehmen. Mehrere Kondensatoren 9 sind unmittelbar auf
der dem Motor 1 zugewandten Endplatte 7 befestigt.
Diese trägt
ferner einen in 2 nur gestrichelt mit seiner
Aufstandfläche 10 auf
der Rückseite
der Endplatte 7 angedeuteten, mit Hohlräumen versehenen und von Halteschrauben 11 gehaltenen
Kühlkörper 12 für die zu
kühlenden
Elektronikbaugruppen, also insbesondere die Leistungshalbleiter
des den Motor speisenden Frequenzumrichters und der Heizungssteuerung.
Dabei sind beispielsweise die Bauteile des Umrichters auf der einen
Deckplatte des im wesentlichen rechteckigen Kühlkörpers 12 angeordnet,
während
die gegenüberliegende
Deckplatte die Leistungsbauteile eines Heizstromreglers trägt. Hiervon
sind in 2 nur ein Mikrorechner 13 mit
Anschlüssen 14 zu
sehen. Ein Netzteil 15 versorgt gegebenenfalls auch weitere elektronische
Baugruppen über
ein Kabel und einen Stromversorgungsanschluß 16 mit elektrischer
Energie. Kühlwasser
wird dem Kühlkörper 12 über einen Kühlmitteleinlaß 17 zugeführt und über einen
Kühhnittelauslaß 18 abgeführt.
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Der
elektrischen Verbindung des Mikrorechners 13 mit einem
in einer Schaltwarte angeordneten Leitrechner dient ein zumeist
vielpoliger Busanschluß 19.
Dieser Datenbusstecker 19 des Elektronikträgers wirkt
mit einem Gegenstecker zusammen, welcher sich an einem zum Leitrechner
führenden Buskabel
befindet. In Weiterbildung der Erfindung ist eine dem betreffenden
Galettenaggregat zugeordnete, einstellbare Busadresse im genannten
Gegenstecker untergebracht, so daß beim Austausch des Galettenaggregats
seine Busadresse unverändert
bleibt und nicht neu einprogrammiert werden muß. Dieser Vorteil gilt auch
für die
Anwendung dieser Anordnung der Busadresse bei einem Galettenaggregat,
dessen Elektronik nicht abnehmbar sondern fest in das Aggregat integriert
ist. Ein von Spannschrauben 20 gehaltener, in 2 abgenommener
Gehäusemantel 21 schützt die
Elektronikbaugruppen gegen Verschmutzung sowie elektromagnetische
Fremdfelder.
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Die
mittels der Distanzbolzen 6 zusammengehaltene Elektronikbaueinheit 6, 7, 8, 21 wird
auf die Stirnplatte 23 eines den Motor umgebenden Gehäuses aufgesetzt
und mit Hilfe mehrerer über
den Umfang der Endplatten 7 und 8 verteilt vorgesehener Schraubbolzen 22 mit
der Stirnplatte 23 verschraubt. Dabei liegt die Endplatte 7 entweder
unmittelbar oder über
eine schwingungsisolierende Zwischenlage an der Stirnplatte 23 an.
Zwei mehrpolige Stecker 24 und 25 greifen in entsprechende
mehrpolige Buchsen an der Stirnplatte 23 ein und dienen
der Stromversorgung für
die verschiedenen Heizzonen des Induktionsheizers. Ein weiterer mehrpoliger
Stecker 26 leitet über
eine entsprechende mehrpolige Buchse an der Stirnplatte 23 den
Motorstrom aus der Elektronikbaueinheit an den Motor weiter. Stecker
und Buchsen können
ihre Zuordnung zu Stirnplatte 23 und Endplatte 7 vertauschen.
Ein Steckverbinder 29 verbindet den Meßwertübertrager 5 mit der
Steuerelektronik in der abnehmbaren Elektronikbaueinheit. Über den
Steckverbinder 29 laufen nicht nur Temperatur-Meßsignale
aus dem Galettenmantel und den Lagern sondern auch Signale von anderen
Sensoren, z.B. Vibrations- oder Unwuchtsensoren. Die Stecker 24, 25, 26 und 29 bilden
elektrische Schnittstellen zwischen dem Elektronikträger 6, 7, 8 einerseits
und dem restlichen Galettenaggregat andererseits. Zur Kühlung des
Induktors und/oder der Wellenlager sind ein Kühlwasser-Zufuhranschluß 27 sowie
ein Kühlwasser-Rücklaufanschluß 28 vorgesehen,
welche über
den Kühlkörper 12 und
entsprechende Leitungen innerhalb des Elektronikträgers mit
dem Kühlmitteleinlaß 17 bzw.
dem Kühlmittelauslaß 18 in
Verbindung stehen. Diese Kühlwasseranschlüsse 27 und 28 bilden
zusammen mit entsprechenden Anschlüssen der Stirnplatte 23 je
eine als hydraulische Schnittstelle dienende hydraulische Kupplung.
Auch bei Galettenaggregaten mit Luftkühlung kann eine oder mehrere
hydraulische Kupplung/en vorgesehen sein, beispielsweise für die Zufuhr
von Schmiermittel zu den Wellenlagern.
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Nach
Lösen der
Schraubbolzen 22 läßt sich der
gesamte Elektronikräger 6, 7, 8 parallel
zur Motorachse vom restlichen Galettenaggregat, d.h. von der Stirnplatte 23,
abziehen, wobei die Steckverbindungen 24 bis 29 getrennt
werden. Bei abgenommenem Mantelblech 21 sind, wie 2 zeigt,
alle einzelnen Baugruppen leicht zugängig und können geprüft, repariert oder gegebenenfalls
ausgetauscht werden, sofern nicht ein Austausch des gesamten Elektronikträgers vorzuziehen
ist. Hierzu braucht dieser nur mittels der Schraubbolzen 22 am
restlichen Galettenaggregat befestigt und über die Kühlwasser-Anschlüsse 17, 18,
den Kabelanschluß 16 und
den CAN-Bus-Anschluß 19 mit
den entsprechenden Außenleitungen
verbunden zu werden. Anstelle der Schraubbolzen 22 können auch
andere Mittel die mechanische Verbindung zwischen Elektronikträger und restlichem
Galettenaggregat herstellen, z.B. in einen äußeren Flansch der Endplatte 7 eingesetzte
Spannschrauben. Die Verwendung der Schraubbolzen hat den Vorteil,
daß diese
von der freien Stirnseite des Elektronikträgers her betätigt werden
können
und die Befestigungsmittel keinen Durchmesserzuwachs gegenüber dem
restlichen Galettenaggregat zur Folge haben.
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Während bei
der bislang beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung der Elektronikträger in
Achsrichtung vom restlichen Galettenaggregat abgezogen wird und
sein Querschnitt etwa mit demjenigen des Motorgehäuses übereinstimmt,
zeigen die 3 und 4 schematisch
Ausführungsbeispiele,
bei denen das Motorgehäuse 31 einen
axialen Ausleger 32 aufweist oder trägt und der Elektronikträger 33 entweder
in Richtung des Pfeils 34r radial von diesem Ansatz oder
Ausleger 32 abgehoben oder, wie bisher beschrieben, in
Richtung des Pfeils 34a axial von der Stirnwand 35 des
Motorgehäuses 31 abgezogen
werden kann. Die elektrischen Steckverbindungen sind dabei entweder
in der Deckfläche 36 des
Auslegers 32 oder in der Stirnwand 35 des Motorgehäuses angeordnet.
Nimmt man anstelle von Steckverbindungen Gleitkontakte, so können diese auch
in der zur Abbaurichtung 34r bzw. 34a parallelen
Trennfläche 35 bzw. 32 angebracht
werden.
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Zudem
ergeben sich bei Galettenaggregaten mit Flüssigkeitskühlung und/oder ständiger Schmiermittelzufuhr
verschiedene Möglichkeiten
der Anbringung der entsprechenden Anschlüsse. In 4a befinden
sich die Kühlwasseranschlüsse 37a im
gestellfesten Ausleger 32 und verbleiben somit beim Abnehmen
des Elektronikträgers 33a am
restlichen Galettenaggregat. In der Deckfläche 36a des Auslegers 32a sowie
in der Unterseite des Elektronikträgers 33a sind die
oben erwähnten
hydraulischen Kupplungen vorgesehen. Die elektrischen Verbinder
können
entweder als Steckverbinder auf der Deckfläche 36a oder als Gleitkontakte
an der der Stirnwand 35 gegenüberstehenden Endplatte 7 angebracht
sein. Im Querschnitt ergänzen
sich Elektronikträger 33a und Ausleger 32a in
etwa zu einem Kreis, haben also im wesentlichen zylindrische Gestalt,
die über
die Kontur des Motorgehäuses 31 nicht
hinausragt. Die der Verspannung des Elektronikträgers 33a mit dem Ausleger 32a und
gegebenenfalls auch mit dem Motorgehäuse 31 dienenden Mittel
sind nicht dargestellt.
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Bei
der Ausführungsform
nach 4b befinden sich die Kühlwasseranschlüsse 37b am
Elektronikträger 33b,
so daß die
hydraulischen Steckkupplungen je nach An- und Abbaurichtung 34r oder 34a des
Elektronikträgers 33b vom
Ausleger 32b entweder in der Deckfläche 36b oder in der
Stirnwand 35 vorgesehen sind. Elektronikträger 33b und
Ausleger 32b haben hier jeweils eine quaderförmige Gestalt und
ergänzen
sich zu einem rechteckigen Querschnitt.
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Während bei
allen bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen
die Trennfläche
zwischen Elektronikträger
und Ausleger eben ist, zeigt 4c eine
Ausführungsform
mit gewölbter
Deckfläche 36c des
Auslegers 32c. Eine gewölbte
Trennfläche
erleichtert u.U. die Ausrichtung des Elektronikträgers beim
Zusammenbau und schafft etwas mehr Fläche für die Unterbringung der einzelnen
Kontakt- und Anschlußvorrichtungen.
Die äußeren elektrischen
Anschlüsse
des Auslegers sind in 4 nur schematisch
als Anschluß 38 angedeutet.
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Im
Rahmen der Erfindung sind weitere, in den Zeichnungen nicht dargestellte
Ausgestaltungen möglich
bzw. empfehlenswert. So sollten alle elektrischen Schnittstellen,
also die Steck- oder Gleitkontakte gegen das Eindringen von Flüssigkeit,
Dämpfen
und/oder Gasen temperatur- und vibrationsresistent abgedichtet sein.
Der Umriß des
Elektronikträgers
bzw. von Elektronikträger
und Ausleger sollte über
den Umriß des
Motorgehäuses
nicht hinausragen, damit beim Einbau oder Austausch des gesamten
Galettenaggregats Motor und Elektronik von der Galettenseite her
durch eine entsprechende Öffnung des
Maschinengestells eingeschoben und mit dem Gestell verspannt bzw.
durch diese Öffnung
herausgezogen werden können.
Der im Ausführungsbeispiel
nach 1 und 2 aus zwei Endplatten, mehreren
Distanzbolzen und einem Mantelblech bestehende Elektronikträger kann
auch anders aufgebaut und/oder zusammengehalten sein. Dies gilt
insbesondere für
luftgekühlte
Galetten, wo keine Kühlmittelanschlüsse erforderlich
sind.