DE2337305A1 - High-speed wire cable twisting process - with arrangement of contacts on bobbin frames to trip emergency brake - Google Patents
High-speed wire cable twisting process - with arrangement of contacts on bobbin frames to trip emergency brakeInfo
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Abstract
Description
B a. r a a gB a. r a a g
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WuppertalWuppertal
Die Erfindung betrifft eine Schnellverseilmaschine mit den im Oberbegriff nach Anspruch 1 beschriebenen Merkmaien.The invention relates to a high-speed stranding machine with the features described in the preamble of claim 1.
In Schnellverseilmaschinen, insbesondere solchen zur Herstellung von Korddrahtseilen werden die Lagerkörper heute mit Drehzahlen von mehr als 5 000 U/min angetrieben. Aus dieses Grunde muß der Lagerung der Spulenrahmen in den Lagerkörpern eine besondere Beachtung geschenkt werden. Trotzdem kommt es vor, daß die Spulenrahmen, in denen Spulen mit einem Gewicht von 5 kg und mehr gelagert sind, durch Lagerschäden oder sonstigen reib- oder formschlüssigen Kontakt mit den Lagerkörpern in Umdrehung versetzt werden. Hierdurch entstehen gewaltige Zentrifugalkräfte, welche in Bruchteilen von Sekunden zur vollständigen Zerstörung der Maschine führen und eine erhebliche Gefährdung darstellen.In high-speed stranding machines, in particular those for the production of cord wire ropes, the bearing bodies today driven at speeds of more than 5,000 rpm. For this reason, the storage of the coil frame in special attention should be paid to the bearing bodies. Nevertheless, it happens that the coil frames, in where reels with a weight of 5 kg and more are stored, due to bearing damage or other frictional or form-fitting contact with the bearing bodies in rotation be moved. This creates tremendous centrifugal forces, which in fractions of a second complete destruction of the machine and represent a significant hazard.
Bekannte Schnellverseilmaschinen weisen Einrichtungen zum Stillsetzen der Maschine bei Drahtbruch aufKnown high-speed stranding machines have devices to stop the machine in the event of a wire break
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(z.B. DT-PS 884 614, DOS 2 027 743). Damit können die zuvor geschilderten Gefahren jedoch nicht vermieden werden.(e.g. DT-PS 884 614, DOS 2 027 743). In this way, however, the dangers outlined above cannot be avoided.
Die Anmelderin hat in derartige Schnellverseilinaschinen beschleunigungsempfindliche Schalter (Rüttelschalter) eingebaut, durch die eine Bremse für die Lagerkörper in Betrieb gesetzt wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Ansprechempfindlichkeit zu gering und die Ansprechzeit derartiger Rüttelschalter zu lang ist, um die bei der Rotation der Spulenrahmen entstehenden zerstörerischen Zentrifugalkräfte durch rechtzeitige Abbremsung der Lagerkörper zu vermeiden.The applicant has acceleration-sensitive switches (jogger switches) in such high-speed stranding machines installed, through which a brake for the bearing body is put into operation. However, it turned out that the response sensitivity is too low and the response time of such jogging switch is too long to the Rotation of the spool frame resulting in destructive centrifugal forces through timely braking of the Avoid bearing bodies.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Schnellverseilmaschine anzugeben, bei der Lagerschäden der Spulenrahmenlagerung oder sonstige Schäden so rechtzeitig erkannt werden und eine Notbremsung ausgelöst w ir d # daß eine Gefährdung von Menschen und Umgebung durch unzulässige Zentrifugalkräfte mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit vermieden wird.The invention solves the problem of a high-speed stranding machine indicate that bearing damage to the reel frame bearing or other damage is recognized in good time and a Emergency braking triggered w ir d # that there is a risk of People and the environment are avoided with unacceptable centrifugal forces with a probability bordering on certainty will.
Hierzu wird eine Schnellverseilmaschine der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen mit berührungslosen Abtasteinrichtungen zum Abtasten der Ausschwenkung des Spulenrahmens, welche aus berührungslosen Kontaktelementen bestehen, wobei ein Kontaktelement an dem Spulenrahmen und ein anderes Kontaktelement, dessen Ausgangssignal durch das Ausschwenken des Spulenrahmens über einen vorgegebenen, höchst zulässigen Ausschwenkwinkel hinaus beeinflußbar ist, ortsfest an dem Maschinengestell angebracht und über eine Auswertschaltung mit einer Schalteinrichtung zur Auslösung der Notbremsung verbunden ist.For this purpose, a high-speed stranding machine of the type described at the outset is used Art proposed with non-contact scanning devices for scanning the swiveling of the coil frame, which consists of non-contact contact elements, wherein a contact element on the coil frame and another contact element, the output signal through the swiveling out of the bobbin frame can be influenced beyond a specified, maximum permissible swiveling angle, Stationarily attached to the machine frame and via an evaluation circuit with a switching device for triggering connected to emergency braking.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß bereits Schaukelbewegungen des Spulenrahmens, die das im Normalbetrieb übliche bzw. vorgegebene Maß überschreiten, die Notbremsung auslösen, bevor noch der Spulenrahmen in Drehung versetzt wird und zerstörende Kräfte auftreten.The invention has the advantage that already rocking movements of the coil frame, which exceed the normal or predetermined amount in normal operation, the emergency braking trigger before the coil frame is set in rotation and destructive forces occur.
In einer besonders einfachen und daher zuverlässigen Ausbildung der Erfindung wird das ortsfest auf dem Maschinengestell angebrachte Kontaktelernent im unmittelbaren Einflußbereich des an dem Spulenrahmen befestigten Kontaktelementes und außerhalb des Flugbereiches der Drähte angebracht. Diese Art der Ausführung ist vor allem dann möglich und vorteilhaft, wenn die Lagerkörper der Schnellverseilmaschine nicht als im wesentlichen geschlossene rohrförraige Körper (z.B. DRP 691 675) sondern mit nur begrenzter axialer Erstreckung (z.B. DRP 600 390) ausgebildet sind.In a particularly simple and therefore reliable embodiment of the invention, this becomes stationary on the machine frame attached contact element in the immediate area of influence of the contact element attached to the coil frame and outside the flight area of the wires. This type of design is possible and advantageous above all when the bearing body of the high-speed stranding machine not as a substantially closed tubular shape Body (e.g. DRP 691 675) but with only a limited axial extension (e.g. DRP 600 390).
Zur Verbesserung der Signalübertragung zwischen dem an dem Spulenrahmen befestigten und dem an dem Maschinengestell befestigten Kontaktelement wird insbesondere für Schnellverseilmaschinen mit rohrförmigen! Lagerkörper vorgeschlagen, daß dem an dem Spulenrahmen befestigten Kontaktelement und dem am Maschinengestell befestigten Kontaktelement paarweise je ein damit zusammenwirkendes, an dem Lagerkörper befestigtes Kontaktelement zugeordnet ist, wobei durch das erste, dem Spulenrahmen zugeordnete Paar von Kontaktelementen ein die Ausschwenkung des Spulenrahmens repräsentierendes Meßsignal erzeugbar und durch das zweite, dem Maschinengestell zugeordnete Paar von Kontaktelementen dieses Signal übertragbar ist.To improve signal transmission between the at attached to the coil frame and the contact element attached to the machine frame is used in particular for high-speed stranding machines with tubular! Bearing body proposed that the attached to the coil frame and contact element the contact element attached to the machine frame in pairs, one interacting therewith, on the bearing body attached contact element is assigned, wherein by the first, the coil frame assigned pair of contact elements a measurement signal representing the swiveling out of the coil frame can be generated and by the second, the Pair of contact elements associated with the machine frame this signal is transmittable.
Zur vorteilhaften Ausbildung des meßsigna!erzeugendenFor the advantageous development of the measuring signal generating
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Paars von Kontaktelementen wird vorgeschlagen, daß diese Kontakte leinen te- als Impulsgeber ausgeführt sind, wobei das an dem Lagerkörper befestigte Kontaktelement als Meßsignal eine Impulskette erzeugt, deren Phasenlage zu einem Bezugssignal von der Ausschwenkung des Spulenrahmens abhängig ist.Pairs of contact elements it is proposed that these contacts are designed as a pulse generator, where the contact element attached to the bearing body generates a pulse chain as a measuring signal, the phase position of which is too a reference signal is dependent on the pivoting of the coil frame.
Zur vorteilhaften Ausbildung des signalübertragenden Paars von Kontaktelementen wird vorgeschlagen, daß dieses Paar von Kontaktelementen als rotationssynsnetrischer Drehtransformator ausgebildet ist. Dieser Drehtransformator ist in der Lage, die Impulskette des roeßsignalerzeugenden Paars von Kontaktelementen mit der durch die Ausschwenkung des Spulenrahmens gegebenen Relativlage der Impulse zu einem Bezugssignal auf die ortsfest am Maschinengestell angebrachte Auswertschaltung zu übertragen. Die Auswertschaltung ist vorteilhafterweise als Vergleichsschaltung ausgeführt, deren Eingängen einerseits das durch das meßsignalübertragene Paar von Kontaktelementen übertragene Signal und andererseits ein gleichartiges, die höchstzulässige Ausschwenkung des Spulenrahmens repräsentierendes Vergleichssignal zugeführt wird.For the advantageous formation of the signal-transmitting pair of contact elements, it is proposed that this pair of contact elements as a rotationally synchronous rotary transformer is trained. This rotary transformer is able to generate the pulse train of the roeßsignal Pairs of contact elements with the relative position of the pulses to one given by the pivoting of the coil frame To transmit the reference signal to the evaluation circuit fixedly attached to the machine frame. The evaluation circuit is advantageously designed as a comparison circuit, the inputs of which on the one hand the transmitted by the measurement signal Pair of contact elements transmitted signal and on the other hand a similar, the maximum permissible swing of the coil frame representative comparison signal is supplied.
Das Vergleichssignal wird vorzugsweise betriebsabhängig erzeugt und zwar durch ein drittes Paar berührungslos zusammenwirkender Kontaktelemente, welche als Impulsgeber ausgebildet und an dem Lagerkörper einerseits und an dem Maschinengestell andererseits befestigt sind, wobei das an dem Maschinengestell befestigte Kontakte lenient eine Impulskette erzeugt, die nach Impulsdauer und Phasenlage auf das Meßsignal des roeßsignalerzeugenden Paars von Kontaktelementen in der Solistellung des Spulenrahmens abgestimmt ist.The comparison signal is preferably operation-dependent generated by a third pair of non-contact interacting contact elements, which act as a pulse generator formed and attached to the bearing body on the one hand and to the machine frame on the other hand, wherein the Contacts attached to the machine frame generate a pulse chain that depends on the pulse duration and phase position on the measurement signal of the roeßsignalgenerating pair of Contact elements in the solo position of the coil frame is matched.
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In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausschwenkung des Spulenrahmens durch die relative Zeitlage der Impulse abgetastet, welche einerseits von dem meSsignalerzeugenden, d.h. dem Spulenrahmen zugeordneten Paar von Kontaktelementen und andererseits von dem das vergleichssignal-erzeugenden Paar von Kontaktelementen abgegeben werden. Zur zuverlässigen und wirtschaftlich günstigen Ausgestaltung des Übertragungssystems wird vorgeschlagen, daß das meßsignalübertragende und/oder daß das vergleichssignal-erzeugende Paar von Kontaktelementen jeweils für eine Gruppe von Spulenrahmen vorgesehen sind, während die meßsignalerzeugenden Paare von Kontaktelementen jedem einzelnen Spulenrahmen zugeordnet sind. Hierdurch wird mit der Einsparung von Bauteilen eine höhere Zuverlässigkeit des Systems erzielt, gleichzeitig aber gewährleistet, daß jeder einzelne Spulenrahmen überwacht wird. Die Gesamtschaltung wird wesentlich vereinfacht und es 1st lediglich darauf zu achten, daß das Niveau des Vergleichssignals und die Empfindlichkeit der Auswertschaltung so eingestellt wird, daß das Ausschwenken auch nur eines Spulenrahmens bereits zur Auslösung der Notbremsung führt.In this embodiment of the invention, the swiveling out of the coil frame is determined by the relative timing of the pulses scanned, which on the one hand of the measuring signal generating, i.e. the pair of contact elements associated with the coil frame and, on the other hand, of that which generates the comparison signal Pair of contact elements are delivered. For a reliable and economically favorable configuration of the transmission system, it is proposed that the measuring signal transmitting and / or that the comparison signal-generating pair of contact elements each for a group of coil frames are provided, while the measuring signal generating pairs of contact elements are assigned to each individual coil frame are. In this way, a higher reliability of the system is achieved with the saving of components, at the same time but ensures that every single coil frame is monitored. The overall circuit is significantly simplified and it is only necessary to ensure that the level of the comparison signal and the sensitivity of the evaluation circuit is set in such a way that the swiveling out of only one spool frame already triggers the emergency braking leads.
Einzelheiten der Erfindung und ihrer Vorteile werden im folgenden an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Details of the invention and its advantages are given below described below with reference to drawings. Show it:
Flg. 1 die Draufsicht einer Schnellverseilmaschine mit geteilten Lagerkörpern, Flg. 1 the top view of a high-speed stranding machine with split bearing bodies,
Flg. 2 den Schnitt durch einen Lagerkörper mitSpulen-FIg. 2a rahmen sowie mit Einrichtungen zur Notbremsung der Lagerkörper nach dieser Erfindung, Flg. 2 the section through a bearing body with coil FIg. 2a frame and with devices for emergency braking of the bearing body according to this invention,
Fig. 3 eine Schnellverseilmaschine nach Fig. 1 und Fig. 2 im Schnittt der Linie III, 3 shows a high-speed stranding machine according to FIGS. 1 and 2 in section along line III,
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Fig. 4 Schnittzeichnungen einer Schnellverseilmaschine Fig. 5 mit einem ungeteilten, rohrförmigen Lagerkörper (Verseilrotor) mit Einrichtungen zur Notbremsung des Rotors, 4 shows sectional drawings of a high-speed stranding machine; FIG. 5 with an undivided, tubular bearing body (stranding rotor) with devices for emergency braking of the rotor,
Flg. 6 ein Detail der Schnellverseilmaschine nach Fig. 5, Flg. 6 shows a detail of the high-speed stranding machine according to FIG. 5,
Fig. 7 die Detailzeichnung des Verseilrotors einer Schnellverseilmaschine nach Fig. 5 mit Kontaktelementen zur Erzeugung des Vergleichssignals, 7 shows the detailed drawing of the stranding rotor of a high-speed stranding machine according to FIG. 5 with contact elements for generating the comparison signal,
Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen für —3^— Kontaktelemente, Auswertschaltungen und Schalteinrichtungen zur Auslösung der Notbremsung. Block diagrams of exemplary embodiments for —3— contact elements, evaluation circuits and switching devices to trigger the emergency braking.
Schnellverseilmaschinen dienen z.B. zum Verseilen von Stahldrähten, wie sie für Stahlkord Anwendung finden. Den prinzipiellen Aufbau derartiger Verseilmaschinen zeigen die Fig. 1, 2 ,»^'einerseits und Fig. 4, 5, 6, 7 andererseits.Fast stranding machines are used, for example, for stranding steel wires, such as those used for steel cord. The basic structure of such stranding machines is shown in FIGS. 1, 2, "^" on the one hand and FIGS. 4, 5, 6, 7 on the other hand.
Die Schnellverseilmaschine nach Fig. 1, 2, 2a, 3 weist mehrere Spulen 1 auf, die in Spulenrahmen 2 drehbar gelagert sind, so daß von jeder Spule ein Draht abgezogen werden kann. Die Spulenrahmen 2 sind fluchtend in Lagerkörpern gelagert. Die Lagerkörper der Schnellverseilmaschine sind geteilt und einzeln in Lagerböcken 4 drehbar gelagert. Die Lagerkörper 3 der Maschine in Fig. 2, die im wesentlichen der Maschine nach Fig. 1 entspricht, werden durch die Treibwelle 6 über Riemenscheiben 7 und 8 sowie Treibriemen 5 angetrieben. Die Treibwelle 6 dient zum Antrieb sämtlicher in Fig. 1 dargestellter Lagerkörper, so daß sämtliche Lagerkörper mit identischer Drehzahl umlaufen. Die Treibwelle ist mit einem elektromotorischen Antrieb verbunden. DieThe high-speed stranding machine according to FIGS. 1, 2, 2a, 3 has a plurality of reels 1, which are rotatably mounted in the reel frame 2, so that a wire can be withdrawn from each reel can. The coil frames 2 are flush mounted in bearing bodies. The bearing bodies of the high-speed stranding machine are divided and individually rotatably mounted in bearing blocks 4. The bearing body 3 of the machine in Fig. 2, which essentially corresponds to the machine according to FIG. 1, are driven by the drive shaft 6 via pulleys 7 and 8 and drive belts 5 driven. The drive shaft 6 serves to drive all of the bearing bodies shown in FIG. 1, so that all Bearing bodies rotate at the same speed. The drive shaft is connected to an electric motor drive. the
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Spulenrahmen 2 sind - wie Fig. 2 und Fig. 2a zeigen in den Lagerkörpern 3 in Wälzlagern 9 gelagert, so daß die Spulenrahmen die Drehung der Lagerkörper nicht mitmachen. Zur Stabilisierung der Spulenrahmen haben diese einen exzentrischen Schwerpunkt, insbesondere durch die Gewichte (vgl. Fig. 2). Der von der Spule I1 ablaufende Draht 11 wird - wie in Fig. 2, 2a dargestellt - durch den Lagerkörper 3 geführt. In Fig. 2 gelangt der Draht 11 am Ausgang des Lagerkörpers in die Führungen 12, durch die.er um die Spule 1 herumgeschlagen wird. Der Draht 13 wurde bereits um die Spule 1' herumgeschlagen. Auch er wird durch den Lagerkörper 3 geführt und gelangt an seinem Ausgang in Fig. 2 in die Führungen 14, so daß er auch um die Spule herumgeschlagen wird. Die Drähte werden im Verseilpunkt zusammengeführt und verseilt (Fig. 1). In Fig. 2a wird der Draht zwischen den Lagerkörpern 3 nicht geführt. Im Betrieb der Maschine fliegt er frei oder in geringer Berührung mit der Glocke 68. Bei geringen Drehzahlen werden die Drähte durch die Glocken 68 um die Spulenrahmen 2 herumgeführt. Coil frames 2 are - as FIG. 2 and FIG. 2a show, mounted in the bearing bodies 3 in roller bearings 9, so that the coil frames do not join in the rotation of the bearing bodies. To stabilize the coil frames, they have an eccentric center of gravity, in particular due to the weights (see FIG. 2). The wire 11 running off the coil I 1 is guided through the bearing body 3, as shown in FIGS. 2, 2a. In FIG. 2, the wire 11 reaches the guides 12 at the exit of the bearing body, through which it is wrapped around the bobbin 1. The wire 13 has already been wrapped around the spool 1 '. It is also guided through the bearing body 3 and arrives at its exit in FIG. 2 in the guides 14 so that it is also wrapped around the bobbin. The wires are brought together and stranded at the stranding point (Fig. 1). In FIG. 2a, the wire is not guided between the bearing bodies 3. When the machine is in operation, it flies freely or in slight contact with the bell 68. At low speeds, the wires are guided through the bells 68 around the bobbin frame 2.
Die Verseilmaschine nach Fig. 4, 5, 6, 7 arbeitet nach demselben Prinzip. Aus diesem Grunde sind in Fig. 4, 5, 6, dieselben Bezugszeichen für funktionsidentische Einrichtungen gewählt. Der Unterschied zur Schnellverseilmaschine nach Fig. 1 bis 3 besteht darin, daß die Schnellverseilmaschine nach Fig. 4, 5, 6, 7 aus hur einem einzigen rohrförmigen Lagerkörper 3 besteht. Sämtliche Spulenrahmen 2 sind in diesem rohrförmigen Lagerkörper - auch Verseilrotor genannt schaukelnd gelagert. Der von Spule 1" bzw. 1* (Fig. 5) könnende Draht 16" bzw. 16* wird zunächst durch das Zentrum des Rotots und dann in den Führungen 17 bis zum Versellpunkt 15 geführt. Die Drähte werden also bis zu dem Verseil-The stranding machine according to FIGS. 4, 5, 6, 7 works afterwards same principle. For this reason, in Fig. 4, 5, 6, the same reference numerals for functionally identical devices chosen. The difference to the high-speed stranding machine according to FIGS. 1 to 3 is that the high-speed stranding machine 4, 5, 6, 7 from hur a single tubular Bearing body 3 consists. All the reel frames 2 are rocking in this tubular bearing body - also known as the stranding rotor stored. The wire 16 "or 16 * that can be used from coil 1" or 1 * (FIG. 5) is first passed through the center of the Rotot and then in the guides 17 to the Versellpunkt 15 led. The wires are so up to the stranding
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punkt 15 nicht wieder durch das Zentrum des Lagerkörpers geführt - im Gegensatz zu der Verseilmaschine nach Fig. 1. Der Verseilrotor weist - wie Tig. 4,6, 7 zeigen - Fenster auf, durch die die Zuführung der Spulen erfolgt.point 15 is not passed through the center of the bearing body again - in contrast to the stranding machine according to FIG. 1. The stranding rotor has - like Tig. 4, 6, 7 show - windows through which the bobbins are fed.
Der Antrieb des rohrförmigen Lagerkörpers 3 erfolgt durch den Motor 18. Zur Lagerung dienen Lagerbock 4 und RollenThe tubular bearing body 3 is driven by the motor 18. The bearing block 4 and rollers are used for storage
Bei allen Schnellverseilmaschinen besteht die Gefahr, daß die Spulenrahmen 2 gegenüber den Lagerkörpern 3 nicht oder nicht mehr freischaukelnd gelagert sind. Es können z.B. Lagerschäden oder sonstige Schäden an dem Spulenrahmen auftreten, die dazu führen, daß ein oder mehrere Spulenrahmen durch die rotierenden Lagerkörper 3 in Umdrehung versetzt werden. Es werden heute bei den Lagerkörpern Drehzahlen von mehr als 5 000 U/min angewandt. Bei diesen Umdrehungen werden sehr hohe Zentrifugalkräfte auf die exzentrisch gelagerten Spulenhalter mit den darin gelagerten mehrere kg schweren Spulen ausgeübt.In all high-speed stranding machines there is a risk that the reel frame 2 will not or will not with respect to the bearing bodies 3 are no longer stored freely rocking. For example, bearing damage or other damage to the spool frame can occur, which lead to one or more bobbin frames being set in rotation by the rotating bearing body 3 will. Rotational speeds of more than 5,000 rpm are used today in the bearing bodies. At these revolutions very high centrifugal forces are exerted on the eccentrically mounted bobbin holders with the several inside them kg heavy coils exercised.
Die entstehenden Zentrifugalkräfte sind so groß, daß sie zur sofortigen Zerstörung der Maschine und zu einer erheblichen Gefährdung führen.The resulting centrifugal forces are so great that they lead to immediate destruction of the machine and to a considerable risk.
Die Einrichtungen zur Notbremsung der Schnellverseilmaschine nach dieser Erfindung sind in Schnellverseilmaschinen nach Fig. 1, 2 «nd Fig. 4, 5 gleichermaßen anwendbar. Die folgende Beschreibung der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen bezieht sich daher über die gezeigten Beispiele hinaus auch auf den jeweils anderen der zuvor beschriebenen Typen von Schnellverseilmaschinen.The devices for emergency braking of the high-speed stranding machine according to this invention can be used equally in high-speed stranding machines according to FIGS. 1, 2 and 4, 5. The following description of the invention on the basis of exemplary embodiments therefore also relates, in addition to the examples shown, to the respective other of the types of high-speed stranding machines described above.
Die Einrichtungen zur Notbremsung der Schnellverseilmaschinen The devices for emergency braking of the high-speed stranding machines
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bestehen in einem einfachen und robusten Ausführungsbeispiel aus den beruhrungslosen Kontaktelementen 21 und 22 (vgl. Fig. 2). Das Kontaktelement 21 ist an dem Gewicht 10 des Spulenrahmens 2 derart angebracht, daß es durch die Drähte und durch die Führungen nicht berührt werden kann. Kontakte leinen t 22 ist ortsfest auf dem Maschinengestell 20 in nächster Nähe des Kontaktelementes 21 angebracht. Es ist darauf zu achten, daß das Kontaktelement 22 außerhalb des Flugbereiches der Führungen 14 liegt. Die Kontaktelemente 21 und 22 können nach mehreren Verfahren arbeiten. Wesentlich dabei ist, daß die Sende- bzw. Strahlungsrichtung - von zulässigen Toleranzen abgesehen - genau definiert ist.consist in a simple and robust embodiment from the non-contact contact elements 21 and 22 (see Fig. 2). The contact element 21 is attached to the weight 10 of the coil frame 2 so that it is through the Wires and cannot be touched by the guides. Contacts line t 22 is stationary on the machine frame 20 attached in close proximity to the contact element 21. It is important to ensure that the contact element 22 is outside the flight area of the guides 14 is located. The contact elements 21 and 22 can operate according to several methods. Essential It is here that the transmission or radiation direction - apart from permissible tolerances - is precisely defined.
In Fig. 3 besteht das Kontaktelement 22 einerseits aus einer Lichtquelle 23, welche einen gebündelten Lichtstrahl aussendet. Weiterhin besteht das Kontaktelement 22 aus den Fotozellen 24 und 25, welche im Abstand von der Lichtquelle 23 angeordnet sind. Das Kontaktelement 21 besteht aus einem Reflektor, der so gestaltet ist, daß er das von der Lichtquelle 23 ausgesandte Strahlenbündel wiederum in gebündelter Form reflektiert. In der normalen Lage des Spulenrahmens 2 erhalten dabei die Fotceellen 24,25 kein Signal. Wenn jedoch der Spulenrahmen über einen gewissen höchstzulässigen Winkeid, hinaus nach der einen oder anderen Seite ausschwenkt, gibt eine der Fotozellen 24 oder 25 ein Signal. Dieses Ausgangssignal wird dem Ver&Hrker 26 und dem Wandler 27 zugeführt. Der Wandler 27 wandelt das Signal in einen Druck, der zur Betätigung der Bremseinrichtung 28 verwandt wird. Die Bremseinrichtung 28 wirkt auf die Antriebswelle 6 und setzt durch ihr Eingreifen sämtliche Lagerkörper still. Die Empfindlichkeit der Kontaktelemente und der Übertragungsglieder bis hin zur Bremseinrichtung muß so ausgelegt sein, daß eine möglichst kurzfristige Abbremsung der LagerkörperIn Fig. 3, the contact element 22 consists on the one hand of a light source 23 which emits a bundled light beam. Furthermore, the contact element 22 consists of the photocells 24 and 25, which are arranged at a distance from the light source 23. The contact element 21 consists of a reflector which is designed in such a way that it reflects the bundle of rays emitted by the light source 23 in a bundled form. In the normal position of the coil frame 2, the photocells 24, 25 receive no signal. If, however, the coil frame swings out to one side or the other beyond a certain maximum permissible angle, one of the photocells 24 or 25 gives a signal. This output signal is the Ver & Hrker 26 and the transducer supplied 27th The converter 27 converts the signal into a pressure which is used to actuate the braking device 28. The braking device 28 acts on the drive shaft 6 and, through its engagement, stops all bearing bodies. The sensitivity of the contact elements and the transmission elements up to the braking device must be designed in such a way that the bearing body is braked as quickly as possible
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gewährleistet ist. Der Abstand der dem Kontaktelement 22 zugeordneten Fotozellen 24 und 25 ist so gewählt, daß Pendelbewegungen von einer bestimmten Größenordnung erfaßt werden und mit Sicherheit ausgeschlossen ist, daß der Spulen? rahmen 2 in Drehbewegung gerät.is guaranteed. The distance between the photocells 24 and 25 assigned to the contact element 22 is chosen so that Pendulum movements of a certain order of magnitude can be detected and it is definitely impossible that the coils? frame 2 rotating device.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die Strahlungsquelle auch an dem Spulenrahmen befestigt sein kann. In diesem Falle wären lediglich etwas aufwendigere Maßnahmen zur Energieversorgung der als Kontaktelement 21 dienenden Strahlungsquelle erforderlich; deswegen aufwendiger, weil die Energie entweder durch eine auf dem Spulenrahmen gelagerte Spannungsquelle oder über den rotierenden Lagerkörper 3 zugeführt werden müßte.For the sake of completeness, it should be mentioned that the radiation source can also be attached to the coil frame. In in this case, only somewhat more complex measures for supplying energy to the contact element 21 would be required Radiation source required; therefore more expensive because the energy is either stored on the coil frame Voltage source or would have to be supplied via the rotating bearing body 3.
Wenn eine Einrichtung zur Notbremsung nach den Fig. 2 und 3 in einer Verseilmaschine mit durchgehendem rohrförmigen Lagerkörper verwandt werden soll, so müssen die Kontaktelemente 21 und 22 im Bereich der öffnungen 31, 32 vorgesehen sein, die der Handhabung, d.h. dem Einsetzen und dem Herausnehmen der Spulen 1 in und aus dem Spulenrahmen 2 dienen. In diesem Falle ist - wie Fig. 4 zeigt - außer dem Kontaktelernent 22 ein den rohrförmigen Lagerkörper 3 abtastender Abtastkopf 29 vorgesehen, weicher die Betriebsphasen der Auswertscha1tung des Verstärkers 26 in Fig. 4 über das Undglied 3O in Abhängigkeit von der Lage der Handhabungsöffnungen 31 und 32 steuert. If a device for emergency braking according to FIGS. 2 and 3 in a stranding machine with a continuous tubular Bearing body is to be used, so must the contact elements 21 and 22 are provided in the area of the openings 31, 32 which are used for handling, i.e. inserting and removing the reels 1 into and out of the reel frame 2. In this case - as FIG. 4 shows - apart from the contact element 22 a scanning head 29 scanning the tubular bearing body 3 is provided, which softens the operating phases of the Evaluation of the amplifier 26 in FIG. 4 via the And member 3O depending on the position of the handling openings 31 and 32 controls.
Die im folgenden an Hand der Fig. 5 bis 9 dargestellten Einrichtungen zur Notbremsung einer Schnellverseilmaschine haben den Vorteil, daß Störungen des Kontaktes zwischen dem an dem Spulenrahmen befestigten Kontaktelement 21 und demThe ones shown below with reference to FIGS. 5 to 9 Devices for emergency braking a Schnellverseilmaschine have the advantage that disturbances of the contact between the attached to the coil frame contact element 21 and the
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am Maschinengestell befestigten Kon takte leinen t 22 durch die Drähte und Führungen bzw. durch den rohrförmigen, Lagerkörper nicht stattfinden.Contacts attached to the machine frame lines t 22 through the wires and guides or through the tubular, Bearing body does not take place.
In Fig. 5 und Fig. 6 ist mit den Spulenrahmen 2 ein Kontaktelement 33 verbunden. Der Lagerkörper 3 trägt das Kontaktelement 34, und zwar so, daß die Kontakte leinen te 33 und 34 während einer Umdrehung des Zylinders 3 in möglichst nahe Berührung kommen. Dadurch erzeugt dieses Paar von Kontaktelementen 33, 34 eine Impulskette, deren Phasenlage zu einem Bezugssignal von der Stellung des Spulenrahmens 2 abhängig ist.In FIGS. 5 and 6, a contact element 33 is connected to the coil frame 2. The bearing body 3 carries the contact element 34, in such a way that the contacts linen te 33 and 34 come into contact as closely as possible during one revolution of the cylinder 3. As a result, this pair of contact elements 33 , 34 generates a pulse chain whose phase position relative to a reference signal is dependent on the position of the coil frame 2.
Das Kontaktelement 34 ist mit einem weiteren Kontaktelement 37 leitend verbunden. Auch dieses Kontaktelement 37 ist an dem rohrförmigen Lagerkörper 3 bzw. dessen Welle befestigt. Das Kontakte leinen t 37 wirkt mit einem am Maschinengestell befestigten Kontaktelement 38 zusammen. Der Ausgang des Kontaktelementes 38 ist mit einer Auswertschaltung 67 und diese mit einem Druckwandler 27 verbunden. Über den Druckwandler 27 wird eine Notbremse 28, welche auf den Zylinder 3 bzw. dessen Welle wirkt, ausgelöst.The contact element 34 is conductively connected to a further contact element 37. This contact element 37 is also attached to the tubular bearing body 3 or its shaft. The contact linen t 37 works with one on the machine frame attached contact element 38 together. The output of the contact element 38 is connected to an evaluation circuit 67 and this is connected to a pressure transducer 27. About the pressure transducer 27 is an emergency brake 28, which on the Cylinder 3 or its shaft acts, triggered.
Fig. 8 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Schaltung der in Fig. 5 vorgesehenen Notbremseinrichtungen. Auf dem Spulenrahmen (Kasten 2) ist als Kontaktelement 33 eine Spule sowie eine hochfrequente Wechselstromquelle 43 befestigt. Auf dem Lagerkörper (Kasten 3) ist als Kontaktelement 34 eine weitere Spule befestigt. Durch das berührungslose Zusammenwirken der Spulen 33 und 34 während einer Umdrehung des Lagerkörpers 3 entsteht im Stromkreis des Lagerkörpers (Kasten 3) ein Impuls von bestimmter Dauer, dessen PhasenlageFIG. 8 shows the exemplary embodiment of a circuit of the emergency braking devices provided in FIG. 5. On the spool frame (Box 2) a coil and a high-frequency alternating current source 43 are attached as contact element 33. A further coil is fastened as contact element 34 on the bearing body (box 3). Through the contactless Cooperation of the coils 33 and 34 during one revolution of the bearing body 3 is created in the circuit of the bearing body (Box 3) a pulse of a certain duration, its phase position
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zu einem Bezugssignal von der Stellung des Spulenrahmens 2 abhängig ist.to a reference signal from the position of the coil frame 2 is dependent.
Die auf diese Weise erzeugte Impulskette wird über den Demodulator 54,-den Verstärker 52 und die als Drehtransformator (Block 44) ausgebildeten Kontaktelemente 37 und 38 aufgegeben. Dureh den Drehtransformator 44 wird die Impulskette auf das Vergleichsglied 36 gegeben. Durch Impulsgeber 66 wird dem anderen Eingang des Vergleichsgliedes 36 ein ebenfalls impulsförmiges Vergleichssignal aufgegeben, das nach Frequenz, Phasenlage und Amplitude dem durch die Kontaktelemente 33, 34 erzeugten Meßsignal in der Sollstellung des Spulenrahmens 2 entspricht. Bei Abweichungen des Meßsignals werden Schalteinrichtungen 61, z.B. Thyristoren oder Schaltrelais betätigt und durch sie über den Druckwandler 27 ein zur Betätigung der Bremseinrichtung 28 ausreichender Druck erzeugt.The pulse chain generated in this way is transmitted via the Demodulator 54, amplifier 52 and the rotary transformer (Block 44) formed contact elements 37 and 38 abandoned. Dureh the rotary transformer 44 is the Pulse chain is sent to the comparison link 36. The other input of the comparison element 36 also given a pulse-shaped comparison signal, which according to frequency, phase position and amplitude by the Contact elements 33, 34 corresponds to the measurement signal generated in the desired position of the coil frame 2. In the event of deviations of the measurement signal, switching devices 61, e.g. thyristors or switching relays, are actuated and through them via the Pressure transducer 27 generates a pressure sufficient to actuate the braking device 28.
Für die Ausführung aller in dieser Erfindung bzw. Beschreibung erwähnten Kontaktelemente stehen verschiedene Möglichkeiten offen. Es können hierbei pneumatische, elektroakustische, elektrooptisch^, elektromagnetische, elektrostatische Verfahren der Signalerzeugung angewandt werden.Various contact elements are available for the implementation of all contact elements mentioned in this invention or description Options open. Pneumatic, electroacoustic, electrooptical ^, electromagnetic, electrostatic methods of signal generation are used.
Fig. 6 zeigt vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die Kontaktelemente 33 und 34, welche insbesondere die Wechselspannungsquelle auf dem Spulenrahmen 2 erübrigen. An dem Spulenrahmen 2 ist eine Kreissegrnentplatte 41 befestigt. Der Zentriwinkel 2 y dieser Kreissegroentplatte ist kleiner als der höchst zulässige Ausschwenkwinkel des Spulenrahmens.Fig. 6 shows advantageous embodiments for the contact elements 33 and 34, which in particular the AC voltage source on the bobbin frame 2. A circular inner plate 41 is attached to the coil frame 2. The central angle 2 y of this circular large plate is smaller than the highest permissible pivoting angle of the reel frame.
Die Kreissegmentplatte 41 besteht aus magnetisch leitendemThe circle segment plate 41 consists of magnetically conductive
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Werkstoff. Sie wird durch die Spule 42 abgetastet. Die Platte 41 und die Spule 42 haben die Funktion des meßsignalgebenden Paares von Kontaktelementen entsprechend 33, in Figur 5.Material. It is scanned by the coil 42. The plate 41 and the coil 42 have the function of the measuring signal Pair of contact elements corresponding to 33, in FIG. 5.
Als meßsignalübertragende Kontakte lerne nt e sind die Spulen 37 und 38 vorgesehen, die schon zuvor in der Beschreibung der Fig. 8 erwähnt sind. Beide Spulen sind konzentrisch angebracht und wirken als Drehtransformator (Block 44 in Fig. 8 und Kontaktelemente 37, 38 in Figur 5).As measuring signal-transmitting contacts learn nt e are the Coils 37 and 38 are provided, which have already been mentioned in the description of FIG. Both coils are attached concentrically and act as a rotary transformer (block 44 in FIG. 8 and contact elements 37, 38 in FIG. 5).
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Sollwertgebers 66 zur Erzeugung des impulsförmigen Vergleichssignals, welches dem Komparator 36 zugeführt wird, wie in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben.Fig. 7 shows an embodiment of a setpoint generator 66 for generating the pulse-shaped comparison signal, which is fed to the comparator 36, as described in connection with FIG.
Fig. 7 zeigt den rohrförmigen Lagerkörper 3. An diesem Lagerkörper ist eine Kreissegmentscheibe 45 befestigt, deren Zentriwinkel 2 oc dem maximalen Ausschwenkwinkel des Spuleprahmens entspricht. Am Maschinengestell ist die Spule 46 angebracht, deren Ausgang über geeignete Schaltungen mit dem freien Eingang der Vergleichsstufe 36 verbunden ist. Diese Ausführung des Sollwertgebers hat den Vorteil, daß die Frequenz des erzeugten Vergleichssignals in derselben Weise drehzahlabhängig ist wie die Frequenz des durch die Kontaktelemente 33, 34 erzeugten Meßsignals. Daher ist bei Drehzahländerungen des rohrförmigen Lagerkörpers keifte Nachstellung des Sollwertgebers erforderlich.Fig. 7 shows the tubular bearing body 3. At this bearing body 45 is fixed a circle-segment disc whose central angle oc 2 to the maximum swivel angle of the Spuleprahmens corresponds. The coil 46 is attached to the machine frame, the output of which is connected to the free input of the comparison stage 36 via suitable circuits. This embodiment of the setpoint generator has the advantage that the frequency of the comparison signal generated is speed-dependent in the same way as the frequency of the measurement signal generated by the contact elements 33, 34. Therefore, when the rotational speed of the tubular bearing body changes, the setpoint generator needs to be readjusted.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit den inzwischen beschriebenen Kontaktelementen. Dabei besteht die Besonderheit darin, daß die meßsignalerzeugenden Paare von Kontaktelementen 41, 42 für jeden einzelnen Spulenrahmen 2 vorhanden sind, während nur ein signalübertragendes Paar von Kontaktelementen 37, 38 und nur ein Vergleichesignalerzeugendes Paar von Kontaktelemen-9 shows a further exemplary embodiment of a circuit with the contact elements described in the meantime. The specialty is that the measuring signal generating Pairs of contact elements 41, 42 for each individual coil frame 2 are present, while only one signal-transmitting pair of contact elements 37, 38 and only one comparison signal-generating pair of contact elements
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ten 45, 46 für jeweils eine Gruppe von Spulenrahmen, d.h. z.B. sämtliche in einem rohrförmigen Lagerkörper gelagerten Spulenrahmen 2, 2', 2" vorhanden ist. In Fig. 9 sind auf der linken Seite die Kreissegmentscheiben 41, 41' und 41" dargestellt. Die Kreissegmentscheiben werden durch die Spulen 42, 42', 42" der Oszillatoren 47, 47', 47 " abgetastet. Dabei beeinflussen die Kreissegmentscheiben die Induktivität der Spulen. Die Spulen sind in ihren Oszillatoren in einen Schwingkreis eingeschlossen, dessen Ausgangssignal durch die Verstärker 48, 48' und 48" derart verstärkt wird, daß die Dämpfung des Schwingkreises kompensiert wird. Mit 49, 49' und 49" sind die Kondensatoren der Schwingkreise bezeichnet. Die Ausgänge der Oszillatoren 47, 47* und 47" sind zusammen auf die Gleichrichter 5O, 5O', 5O" und Schwellwertschalter 51, 51', 51" geschaltet. Die Schwingkreise der Oszillatoren und die Schwellwertschalter sind so aufeinander abgestimmt, daß der Schwellwertschalter nur anspricht, wenn die jeweilige Spule 42, 42* und 42" und die zugehörige Kreissegmentscheibe 41, 41* und 41" in be runnings losem Kontakt stehen. Die Ausgangssignale der Schwellwertschalter 51 bilden daher eine von der Rotationsgeschwindigkeit des Lagerkörpers 3 abhängige Impulskette. th 45, 46 for each group of coil frames, i. For example, all coil frames 2, 2 ', 2 "stored in a tubular bearing body are present the left-hand side the circular segment disks 41, 41 'and 41 "are shown. The circular segment disks are represented by the Coils 42, 42 ', 42 "of the oscillators 47, 47', 47" are scanned. The circular segment disks influence the inductance of the coils. The coils are in their oscillators Included in a resonant circuit, the output signal of which is amplified by the amplifiers 48, 48 'and 48 "in this way is that the damping of the resonant circuit is compensated. With 49, 49 'and 49 "are the capacitors of the oscillating circuits designated. The outputs of the oscillators 47, 47 * and 47 "are together to the rectifiers 5O, 5O ', 5O" and threshold switches 51, 51 ', 51 ". The oscillating circuits of the oscillators and the threshold switches are coordinated so that the threshold switch only responds when the respective coil 42, 42 * and 42 " and the associated circular segment disk 41, 41 * and 41 ″ are in loose contact when running. The output signals of the Threshold switches 51 therefore form a pulse chain that is dependent on the speed of rotation of the bearing body 3.
Die Ausgangssignale der Schwellwertschalter 51 werden über Verstärker 52, 52', 52" dem übertrager 53 zugeführt. Der als Drehtransformator ausgebildete Übertrager 53 besteht aus den in Fig. 6 dargestellten Spulen 37 und 38. Die Primärepule 38 wird über den Frequenzgenerator 64 mit einem tonfracpenten Wechselstrom versorgt. Da die Oszillatoren 47, 47" und 47" sowie die Gleichrichter 50, dl« Schwellwertschalter 51 sowie der Verstärker 52 eine konstante Betriebsspannung benötigen, wird die durch übertrager 53 übertragene Sekundärspannung einer EinrichtungThe output signals of the threshold value switches 51 are fed to the transmitter 53 via amplifiers 52, 52 ', 52 ". The transformer 53 designed as a rotary transformer consists of the coils 37 and 38 shown in FIG. 6. The primary coil 38 is generated via the frequency generator 64 supplied with a clay fracpenten alternating current. Since the Oscillators 47, 47 "and 47" and the rectifiers 50, dl «threshold value switch 51 and the amplifier 52 require a constant operating voltage, the transformer 53 transmitted secondary voltage of a device
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zur Erzeugung einer konstanten Spannung (Netzteil 55) zugeführt,, und dort auf einen konstanten Wert begrenzt. Die Spannlingsstabilisierung in dem mit dem Lagerkörper 3 rotierenden Netzteil 55 geschieht vor allem mittels Zenerdiode in an sich bekannten Schaltungen (Literatur: Meinhold "Was ist Elektronik", Seite 97-99, Hüthig-Verlag, Heidelberg 19 64).to generate a constant voltage (power pack 55) supplied, and limited there to a constant value. The clamping part stabilization in the one with the bearing body 3 rotating power supply 55 is done primarily by means of a Zener diode in circuits known per se (literature: Meinhold "What is electronics", pages 97-99, Hüthig-Verlag, Heidelberg 19 64).
Es sei weiterhin der Vollständigkeit halber erwähnt, daß die Spule 37 des Übertragers 53 zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Übertragers parallel zu einem Kondensator geschaltet ist. per entstehende Schwingkreis aus Kondensator und Spule ist auf die Frequenz des Generators 64 eingestimmt.It should also be mentioned for the sake of completeness that the coil 37 of the transformer 53 to increase the sensitivity of the transformer is connected in parallel to a capacitor. per resulting resonant circuit from capacitor and coil is tuned to the frequency of generator 64.
Die Kenndaten des Primärstromkreises, der insbesondere aus Spule 38 und Frequenzgenerator 64 gebildet wird, werden durch die yon den Schwellwertschaltern 51 ausgehende Impulskette beeinflußt. Der dieser Impulskette proportionale Spannungsabfall an dem Widerstand R wird über den Filter und einen Gleichrichter 57 dem Vergleichsglied 36 zugeführt. Der Filter 56 dient dazu, Störfrequenzen auszuschalten. Dem anderen Eingang des Vergleichsgliedes 36 wird das Lapulβίο rmige, nach Impulsdauer, Frequenz- und Phasenlage vorgegebene Vergleichssignal des Sollwertgebers 66 aufgegeben. Sobald die Phasenlage auch nur eines der von den Oszillatoren 47 bzw. 47' bzw. 47" ausgehenden Meßimpulse nicht mehr ait der Sollphasenlage übereinstimmt, gibt das Vergleichsglied 36 ein Ausgangssignal , das über Relais oder Thyristoren bzw. sonstige Schalteinrichtungen 61 und Druckwandler 27 zur Betätigung der Bremseinrichtung 28 führt. Der Sollwertgeber 66 ist wie in Fig. 7 ausgeführt. DerThe characteristics of the primary circuit, which is formed in particular from coil 38 and frequency generator 64, are influenced by the pulse train emanating from the threshold value switches 51. The one proportional to this impulse chain The voltage drop across the resistor R is fed to the comparison element 36 via the filter and a rectifier 57. The filter 56 is used to switch off interference frequencies. The other input of the comparison element 36 is the Lapulβίο-shaped, predetermined according to pulse duration, frequency and phase position Comparison signal of the setpoint generator 66 given up. As soon as the phase position even just one of the oscillators 47 or 47 'or 47 "outgoing measuring pulses no longer coincide with the nominal phase position, the comparison element gives 36 an output signal that is transmitted via relay or Thyristors or other switching devices 61 and pressure transducers 27 for actuating the braking device 28 leads. The setpoint generator 66 is designed as in FIG. 7. Of the
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§918(38/0013§918 (38/0013
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Sollwertgeber 66 schaltet über Verstärker 59 eine Referenzspannung (üref)/deren Niveau an die Ausgangsspannung am Gleichrichter 57 (Meßsignal = Umeß) angepaßt ist. Im störungsfreien Falle ist ümeß größer als üref.Setpoint generator 66 switches a reference voltage (ü re f) / whose level is adapted to the output voltage at the rectifier 57 (measurement signal = Umeß) via amplifier 59. In the trouble-free case, ü me ß is greater than ü re f.
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Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE2337305A DE2337305B2 (en) | 1973-07-23 | 1973-07-23 | Safety and braking device in a high-speed stranding machine |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (2)
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1973
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