DE19530533A1 - Vorrichtung zur Zugkraftmessung an Verseilgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zugkraftmessung an Verseilgut im rotieren­ den System einer schnellaufenden Verseilmaschine und findet vorzugsweise Anwendung in der kabel- und drahtseilherstellenden Industrie.

Die Produktionsleistung von Verseilmaschinen ist in erster Linie von der Drehzahl des jeweiligen Rotors abhängig, so daß diese Maschinen für möglichst hohe Drehzahlen ausgelegt werden.

Auch größere Rohr- und rohrlose Schnellverseilmaschinen werden heute mit Rotor­ drehzahlen n 1000 min^-1 angeboten.

Mit der Erhöhung der Verseilleistung gehen auch Forderungen der Kunden nach einer Verbesserung der Verseilqualität einher. Diese Verbesserung der Verseil­ qualität kann aber nur erreicht werden, indem man die Zugkräfte in den einzelnen Drähten und Litzen während des gesamten Verseilvorganges möglichst konstant hält. Eine erste Voraussetzung, um diese Bedingung zu erfüllen, ist die Erfassung der Kräfte in den Drähten und Litzen.

Einrichtungen zur Messung und demzufolge zum Konstanthalten der Zugkraft in den zu verseilenden Litzen sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Durch die DE 31 39 415 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Konstanthalten der Spannung in Drähten bzw. Litzen offenbart worden, wobei jeder Litze bzw. jedem Draht eine Meßvorrichtung in Form einer Kraft­ meßrolle zugeordnet ist, die ihrerseits an der vorderen rotierenden Grundplatte einer Korbmaschine angeordnet ist und über die dann der Draht bzw. die Litze geführt wird. Mittels dieser Kraftmeßrolle wird ein elektrisches Signal erzeugt welches dann als Regelgröße für die Spulenbremseinrichtungen dient.

Als nachteilig ist hierbei einzuschätzen, daß bei hohen Verseilgeschwindigkeiten mit Meßfehlern infolge der Einwirkung der Fliehkräfte auf diese Kraftmeßrolle zu rechnen ist und das Meßergebnis somit nicht für eine exakte Regelung der Drahtkräfte geeignet ist.

Die DD 2 94 526 offenbart eine Einrichtung zum Konstanthalten der Litzenspannung in Korbverseilmaschinen, wobei jedem Spulenrahmen eine Litzenführungsrolle zugeordnet ist, die ihrerseits an einem einseitig gelagerten Hebelarm drehbar ange­ ordnet ist. Das freie Ende des Hebelarmes wirkt auf eine Kraftmeßdose, deren elek­ trische Signale an einem Steuerpult außerhalb der Verseilmaschine angezeigt werden und gegebenenfalls zur Regelung der Spulenbremsen dienen.

Die dargestellte Lösung ist nur für geringe Drehzahlen brauchbar (n ≈ 200 min^-1).

Bei höheren Drehzahlen kann das System infolge der mit der Drehzahl quadratisch ansteigenden Fliehkräfte nach der einen Seite gegen den Draht bzw. nach der anderen Seite gegen die Kraftmeßdose ausgelenkt werden. Da dieses System vom Prinzip her nur im labilen Gleichgewicht steht, wirken sich die Fliehkräfte in erheb­ lichem Maße meßwertverfälschend aus und eine quantitativ richtige Aussage über die Höhe der Zugkräfte im Draht ist nicht mehr möglich.

Weiterhin ist festzustellen, daß für keines der bekannten Meßglieder ein Überlast­ schutz vorgesehen ist.

Infolge von Störungen im Verseilbetrieb, z. B. Knotenbildungen im Verseilgut, können so hohe Zugkräfte in diesem auftreten, die die hochempfindlichen Meßglieder zerstören würden.

In Erkenntnis der Nachteile des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zugkraftmessung an Verseilgut in rotie­ renden Systemen einer Verseilmaschine zu entwickeln, die geeignet ist, auch bei hohen Drehzahlen fliehkraftunabhängige und damit unverfälschte Meßergebnisse zu liefern, einfach in der Bauweise und leicht zu bedienen ist und demzufolge unter o.g. Bedingungen eine qualitätsgerechte Verseilung über den gesamten Verseilbetrieb, einschließlich Anfahr- und Abbremsphase, gewährleistet.

Weiterhin ist es vorgesehen, die erforderlichen Teile vor Überlastung zu schützen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

• - eine ortsfest am Rotor der Verseilmaschine angeordnete, in Achsrichtung des Rotors schwenkbare, mehrarmige Auslenkvorrichtung, die momentenfrei gelagert ist, derart, daß der Schwerpunkt der Auslenkvorrichtung dem Drehpunkt der Auslenkvor­ richtung entspricht, mit einer ebenfalls ortsfest am Rotor angeordneten Lastmeßzelle in Berührung steht, die ihrerseits elektrisch mit einem außerhalb des Rotors angeordneten Anzeigemittel und/oder einer Auswerteinheit in Verbindung steht,
• - über einem oder mehrere Führungsmittel ein oder mehrerer Arme der Auslenk­ vorrichtung das Verseilgut geführt ist,
• - ein weiterer Arm in Idealstellung senkrecht zur Drehachse D des Rotors, mit geringem Spiel zwischen zwei Anschlägen angeordnet ist,
• - ein Anschlag fest mit dem Rotor und der zweite Anschlag fest mit einem Biegebalken der Lastmeßzelle verbunden ist und
• - die Lastmeßzelle so über einen zweiten Biegebalken am Rotor angeordnet ist, daß ihre Biegebalken nicht unter Fliehkraftwirkung stehen sowie
• - Kraftbegrenzungsglieder aufweist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Auslenkvorrichtung T-, Y- oder stern­ förmig ausgeführt.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Lastmeßzelle zur Kraftbegrenzung zwischen dem jeweiligen Biegebalken und ihrem Gehäuse je eine Bohrung aufweist, in welchen jeweils ein Kraftbegrenzungsglied, vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, so ange­ ordnet ist, daß ein Spiel zwischen Bohrungsdurchmesser und Außendurchmesser des Kraftbegrenzungsgliedes entsteht, welches so groß ist wie die zulässige Verformung des jeweiligen Biegebalkens.

Die erfindungsgemäßen Verbesserungen gestatten es nunmehr, dem ständigen Bedürfnis der Fachwelt, insbesondere der Anwender von Verseilmaschinen, nach hohen Verseilgeschwindigkeiten bei gleichbleibender hoher Verseilqualität noch besser gerecht zu werden.

Auch ist die beschriebene Lösung auf Grund ihrer Einfachheit bestens geeignet, mit geringem Aufwand in bestehenden Verseilmaschinen nachgerüstet zu werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nachstehenden Erläuterung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 Schnittdarstellung des Endzapfens des Rotors einer Rohrverseilmaschine

Fig. 2 Schnitt AA nach Fig. 1

Fig. 3 Einzelheit Z nach Fig. 1.

Gem. den Fig. 1 und 2 läuft der Rotor 1 der Verseilmaschine, beispielsweise einer Rohrverseilmaschine, in einem Endzapfen 2 aus, auf dem, nahe dem Verseilpunkt, Führungselemente 3 fest angeordnet sind, durch die das Verseilgut 4, welches ein Draht oder eine Litze sein kann, hindurch zum Verseilpunkt geführt wird. Zwischen Rotor 1 und den Führungselementen 3 wird wenigstens ein Draht oder eine Litze über eine Vorrichtung zur Zugkraftmessung geführt, die ihrerseits ortsfest am Rotor 1, hier auf dem Endzapfen 2 des Rotors 1, angeordnet ist.

Die dargestellte Vorrichtung zur Zugkraftmessung (insbesondere Fig. 2) ist für einen sechsspuligen Rotor 1 ausgelegt. Er ist so konzipiert, daß er in sich ausgewuchtet ist. D.h., jeder Spule ist eine entsprechende Vorrichtung zur Zugkraftmessung zuge­ ordnet.

Die Vorrichtung zur Zugkraftmessung besteht ihrerseits aus einer ortsfest am Rotor 1 der Verseilmaschine angeordneten, in Achsrichtung des Rotors 1 schwenkbaren, mehrarmigen Auslenkvorrichtung 5, die momentenfrei gelagert ist, und zwar derart, daß der Schwerpunkt der Auslenkvorrichtung 5 dem Drehpunkt der Auslenkvorrich­ tung 5 entspricht. Diese Auslenkvorrichtung 5 steht mit einer ebenfalls ortsfest am Rotor 1 angeordneten, nach dem Prinzip der Halbleitertechnik arbeitenden Last­ meßzelle 6 in Berührung, die ihrerseits mit einem außerhalb des Rotors 1 angeord­ neten und nicht näher dargestellten Anzeigemittel und/oder einer Auswerteinrichtung in Verbindung steht, wobei über ein oder mehrere Führungsmittel 7 ein oder mehrerer Arme 8a; 8b der Auslenkvorrichtung 5 das Verseilgut 4 geführt ist. Die Führungsmittel sind vorzugsweise als Drahtführungsrollen ausgeführt.

Nach Fig. 1 ist die Auslenkvorrichtung 5 dreiarmig und -T-förmig ausgeführt, wobei den Armen 8a und 8b die Führungsmittel 7, hier drei Drahtführungsrollen, zugeordnet sind. Jedoch sind auch Y- oder sternförmig ausgeführte Auslenkvorrichtungen 5 denkbar.

Weiterhin ist zu bemerken, daß z. B. das dem Rotor 1 zugewandte Führungsmittel 7 durch ein Massenausgleichsgewicht ersetzt werden kann und das Verseilgut 4 dann lediglich über die verbleibenden zwei Führungsmittel 7 geführt wird. Ein weiterer Arm 9, der in Idealstellung senkrecht auf die Drehachse D des Rotors 1 weist, ist mit geringem Spiel zwischen zwei Anschlägen 10 und 11 angeordnet. Ein Anschlag 10 ist fest mit dem Rotor 1 und der zweite Anschlag 11 fest mit einem Biegebalken 12 der Lastmeßzelle 6 verbunden. Über einen weiteren Biegebalken 13 ist die Last­ meßzelle 6 so am Rotor 1 angeordnet, daß ihre Biegebalken 12; 13 nicht unter Flieh­ kraftwirkung stehen.

Zwischen jedem Biegebalken 12; 13 und dem Gehäuse 14 der Lastmeßzelle 6 ist eine Bohrung 15 vorgesehen, in welchen jeweils ein Kraftbegrenzungsglied 16, das vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, so angeordnet ist, daß ein Spiel zwischen Bohrungsdurchmesser und Außendurchmesser des Kraftbegrenzungsgliedes 16 entsteht, welches so groß ist wie die zulässige Verformung des jeweiligen Biege­ balkens 12; 13 (Fig. 3).

Im folgenden wird die Funktion der Erfindung beschrieben:
Das jeweilige Verseilgut 4 wird in bekannter Weise von seiner Spule abgezogen und über nicht näher dargestellte Führungselemente am Rotor 1 entlang sowie durch das jeweils zugehörige Führungselement 3 am Auslauf des Rotors 1 hindurch zum Verseilpunkt geführt. Das Verseilgut 4 wenigstens einer Spule wird über eine zugehörige, ortsfest am Rotor 1 angeordnete mehrarmige Auslenkvorrichtung 5 geführt, wobei diese momentenfrei gelagert ist, und zwar derart, daß Schwerpunkt und Drehpunkt übereinstimmen. Verändert sich die Zugkraft im jeweiligen Verseilgut 4, z. B. durch Abnehmen der Spulenfüllung im Rotor 1, verändert sich die Reaktions­ kraft auf die Biegebalken 12; 13 der Lastmeßzelle 6 und deren Dehnmeßstreifen, was wiederum eine Spannungsänderung zur Folge hat.

Die veränderte Spannung wird verstärkt durch an sich bekannte, in der Lastmeßzelle 6 integrierte Verstärker und über an sich bekannte und nicht näher dargestellte Schleifringkontakte aus dem rotierenden System heraus zu entsprechenden Anzeige­ mitteln und/oder Auswerteeinheiten in einem Steuerpult der Verseilmaschine geleitet. Entsprechend der angezeigten Zugkraftänderung kann dann per Hand vom Maschinenfahrer oder vollautomatisch eine Änderung der Zug kraft im Verseilgut 4 durch Verstellen der Bremse der jeweiligen Spule realisiert werden.

Es ist somit möglich, während des gesamten Verseilprozesses - beginnend mit der vollen Spule bis zur leeren Spule - eine annähernd konstante Zugkraft im Verseilgut 4 zu realisieren, was ohne diese Vorrichtung auf Grund der sonst konstanten Spulen­ bremsmomente nicht möglich wäre.

Um die Lastmeßzelle 6 im Störungsfall - z. B. Drahtriß und damit durch mögliche Verknotungen des Verseilgutes 4 entstehende Kraftstöße - zu schützen, ist diese kraftbegrenzt. Hierbei ist zwischen Biegebalken 12; 13 und dem Gehäuse 14, wie oben schon beschrieben, eine Bohrung 15 vorgesehen, in die Kraftbegrenzungs­ glieder 16 so eingelegt sind, daß ein Spiel zwischen Bohrungsdurchmesser und Außendurchmesser des vorzugsweise zylindrisch ausgeführten Kraftbegrenzungs­ gliedes 16 entsteht, welches so groß ist wie die zulässige Verformung der Biege­ balken 12; 13. Die Kraftbegrenzungsglieder 12; 13 sind so dimensioniert, daß sie im Störfall zu erwartende, die Lastmeßzelle 6 überlastende Verformungskräfte problem­ los aufnehmen können.

Bezugszeichenliste

1 Rotor
2 Endzapfen
3 Führungselemente
4 Verseilgut
5 Auslenkvorrichtung
6 Lastmeßzelle
7 Führungsmittel
8a Arm
8b Arm
9 Arm
10 Anschlag
11 Anschlag
12 Biegebalken
13 Biegebalken
14 Gehäuse
15 Bohrung
16 Kraftbegrenzungsglieder
D Drehachse

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Zugkraftmessung an Verseilgut im rotierenden System einer Verseilmaschine, wobei

• - eine ortsfest am Rotor (1) der Verseilmaschine angeordnete, in Achs­ richtung des Rotors (1) schwenkbare, mehrarmige Auslenkvorrichtung (5), die momentenfrei gelagert ist, derart, daß der Schwerpunkt der Auslenk­ vorrichtung (5) dem Drehpunkt der Auslenkvorrichtung (5) entspricht, mit einer ebenfalls ortsfest am Rotor (1) angeordneten Lastmeßzelle (6) in Berührung steht, die ihrerseits elektrisch mit einem außerhalb des Rotors (1) angeordneten Anzeigemittel und/oder einer Auswerteinheit in Verbindung steht,
• - über einem oder mehrere Führungsmittel (7) ein oder mehrerer Arme (8a; 8b) der Auslenkvorrichtung (5) das Verseilgut (4) geführt ist,
• - ein weiterer Arm (9) in Idealstellung senkrecht zur Drehachse D des Rotors (1), mit geringem Spiel zwischen zwei Anschlägen (10; 11) angeordnet ist,
• - ein Anschlag (10) fest mit dem Rotor (1) und der zweite Anschlag (11) fest mit einem Biegebalken (12) der Lastmeßzelle (6) verbunden ist und
• - die Lastmeßzelle (6) so über einen zweiten Biegebalken (13) am Rotor (1) angeordnet ist, daß ihre Biegebalken (12; 13) nicht unter Fliehkraftwirkung stehen sowie
• - Kraftbegrenzungsglieder (16) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Auslenkvorrichtung (5) T-, Y- oder sternförmig ausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei der die Lastmeßzelle (6) zur Kraft­ begrenzung zwischen dem jeweiligen Biegebalken (12; 13) und ihrem Gehäuse (14) je eine Bohrung (15) aufweist, in welcher jeweils ein Kraftbegrenzungs­ glied (16), vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, so angeordnet ist, daß ein Spiel zwischen Bohrungsdurchmesser und Außendurchmesser des Kraft­ begrenzungsgliedes (16) entsteht, welches so groß ist, wie die zulässige Verformung des jeweiligen Biegebalkens (12; 13).