DE2557066C2

DE2557066C2 - Verfahren zur Messung der Drehzahldifferenz zwischen losen Laufringen und einer in diesen gelagerten Drehtrommel sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2557066C2
Application number: DE19752557066
Authority: DE
Inventors: Heinz 8412 Burglengenfeld Stolzenberg
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1975-12-18
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DK572676A; GB1567940A; FR2335848A1; DK146835B; FR2335848B3; DE2557066A1; CH610110A5; DK146835C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Drehzahldifferenz zwischen jeweils einem Laufring und einer darin lose gelagerten, thermisch beanspruchten, mit einem Antriebsaggregat im Eingriff befindlichen Drehtrommel sowie eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahldifferenz zwischen jeweils einem Laufring und einer darin lose gelagerten, thermisch beanspruchten, mit einem Antriebsaggregat im Eingriff befindlichen Drehtrommel.

Zur Lagerung von Drehtrommeln werden Laufringe und Laufrollen eingesetzt. Dabei werden neuerdings hauptsächlich sogenannte lose Laufringkonstruktionen verwendet. Bei diesen Laufringkonstruktionen wird zum einen durch die Montage eine vorgegebene Durchmesserdifferenz benötigt, um die Ringe auf ihre Sitzfläche aufziehen zu können, zum anderen muß darüber hinaus bei beheizten Drehrohren im Betrieb ein geringes Spiel vorhanden sein, damit während des Normalbetriebes der Ring mit einer geringen Relativbewegung zum Drehrohr wandern kann. Das Spiel zwischen den Laufringen und dem Ofen muß jedoch so gering wie möglich gehalten werden, damit eine stärkere Walkwirkung vermieden wird und der Ring die Steifigkeit der Rohrtrommel erhöht Bei größeren Verformungen der Rohrtrommel werden die Einbauten, das sind be^ befeuerten Drehöfen die feuerfesten Ausmauerungen, zerstört.

Auf der anderen Seite darf jedoch, speziell bei innenbefeuerten Drehöfen, das Spiel der Laufringe nicht zu gering sein, da sich sonst das Drehrohr unter den steiferen Laufringen einschnürt, was ebenfalls zu Zerstörungen des feuerfesten Futters führen kann.

Des weiteren kann es durch einen zu schnellen Aufheizvorgang vorkommen, daß die Laufringe nicht so schnell erwärmt und aufgeweitet werden wie das Drehrohr, so daß letzteres eingeschnürt wird. Das führt ebenfalls zu den erwähnten bekannten Schäden.

Zur Vermeidung dieser Schäden wird während der gefährlichen Phase das Relativspiel der Laufringe bezüglich der Drehrohre durch Personen beobachtet Hierbei konnte jedoch nur die Anfahrphase kontrolliert werden. Eine laufende Begutachtung während der Produktionsphase war c^cht möglich, obwohl es auch bei dieser Betriebsphase infolge plötzlichen Ansatzabfalls oder Ausmauerungsschäden zu Einschnürungen kommen kann.

In der DE-PS 25 IO 462 C2 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die Umdrehungen eine Drehtrommel und eines Laufringes gemessen und die Meßwerte nach Umwandlung in elektrische Spannungsgrößen mit einer vorgegebenen konstanten Spannungsgröße verglichen werden. Weil der Drehzahlunterschied Laufring/Drehtrommel sehr klein ist, weist die Messung einen relativ hohen Fehlerquotienten auf.

Eine weitere Fehlervergrößerun? kann durch die Spannungsumwandlung dazukommen.

In der CH-PS 3 30 173 wird in einer Anordnung zur Messung von Geschwindigkeitsverhältnissen von motorisch angetriebenen Teilen vorgeschlagen, während einer bestimmten Zeit mittels elektronischer Zählwerke die Umdrehungen zu zählen und die so gewonnenen Integralwerte zueinander ins Verhältnis zu setzen. Es werden Tachometerdynamos benötigt, die von den drehzahlmäßig zu vergleichenden rotierenden Teilen angetrieben werden. Der Quotient ist wegen der Fehler der voneinander unabhängigen Tachometerdynamos mit einem potentierten Gesamtfehler behaftet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung und eine Vorrichtung hierzu zu schaffen, die die Relativbewegung zwischen den Laufringen und der Drehtrommel ständig ermittelt und im Gefahrenfalle Alarm gibt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht verfahrensgemäß darin, daß während mindestens jeweils eines Umlaufs des Laufringes Umdrehungen des Antriebsaggregates gezählt und mit einer konstanten Zahl von Umdrehungen des Antriebsaggregates für jeweils einen Umlauf der Trommel verglichen werden, und daß aus einer Differenz dieser Zahlen die Drehzahldifferenz zwischen Laufring und Trommel berechnet wird.

Die Anzahl der Impulse, ausgehend vom Impulsgeber im Bereich der Motor- und Getriebeeingangswelle, ist für eine oder mehrere volle Motorumdrehungen und somit wegen der starren Koppelung zwischen Antrieb

und Trommel auch für eine oder mehrere volle Trommelumdrehungen konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit des drehzahlregelbaren Antriebes, während die von einem gleichartigen Impulsgeber erfaßten Impulse für eine oder mehrere Umdrehungen der Laufringe um deren Relativbewegungsanteil größer sind.

Eine vorteilhafte Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß vom Laufring und vom Antriebsaggregat Impulse für jeweils einen Umlauf abgegriffen und gezählt werden, und daß Beginn und Ende einer Zählung der Umdrehungen des Trommelantriebs von Impulsen je eines Laufringumlaufes gesteuert bzw. gestartet und gestoppt werden.

Mit Hilfe einer Elektronikschaltung kann aus der Impulsdifferenz die Relativbewegung errechnet werden und entweder digital oder analog angezeigt und geschrieben werden.

Es kann beim Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für die Relativbewegung ein akustischer oder optischer Alarm betätigt werden und ein Gebläse zur Kühlung des Ofenmantels oder eine Einrichtung zur Schmierung des Rohrmantelschusses unter den Laufringen in Betrieb gesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den hervorstechenden Vorteil, daß es mit ihm möglich ist, dauernd mit optimalem Spiel zwischen den Laufringen und der Drehtrommel zu fahren und damit die Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung der Drehtrommel wesentlich zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring und die Welle des Antriebsaggregates Impulsgeber aufweisen, und daß der Impulsgeber der Welle auf einem Zähler aufgeschaltet ist. der mit einer Schalteinrichtung zum Starten und Stoppen ausgebildet ist und über eine Steuerleitung und dem Impulsgeber des Laufringes startbar und stoppbar in Verbindung steht.

Des weiteren kann die Vorrichtung einen Rechner zur Umrechnung der Impulsdifferenz auf die Relativgeschwindigkeit und einen Drucker besitzen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Zählerausgang mit einem Grenzwertgeber über eine Steuerleitung in Verbindung steht und daß der Grenzwertgeber über eine Signalleitung mit einer Alarmeinrichtung in Verbindung steht.

Die Meßeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung zeichnet sich durch ihren einfachen Ausbau und ihre große Betriebssicherheit aus. Da kein Verschleiß auftritt, sind laufende Wartungsarbeiten nicht erforderlich.

Zwei Atisführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Meßeinrichtung zur Messung der Relativbewegung zwischen Laufringen und einer in diesen gelagerten Drehtrommel, wobei Impulse beider Laufringe auf einen Zähler gegeben werden und

Fig. 2 eine Einrichtung zur Messung der Relativbewegung gemäß Fig. 1, wobei jedoch die Laufringe getrennt abgetastet werden.

Gemäß Fig. I besteht die Meßeinrichtung im wesentlichen aus einer Impulsgabe im Bereich zwischen Motor und Getriebeeingangswelle, einer Impulsgabe pro Laufring und einer Elektronikeinheit.

Eine Drehtrommel 1 ist drehbar in mehreren Laufringen, z. B. in den beiden Laufringen 2 und 3 gelagert. Den Laufringen 2 und 3 ist je eir kontaktloser Impulsgeber 4 und 5 zugeordnet, wobei je eine Markierungsfahne 6 mit den Laufringen 2 und 3 rotiert Die Impulse, herrührend von den Laufringen werden in einen Starter/Stopper 7 gegeben, der gleichzeitig eine ständige Umschaltung von einem Laufring auf den anderen bewirkt. Die Impulse, herrührend von je einem Laufring, starten und stoppen den Zähler 11.

Der Antriebsmotor 8 für die Drehtrommel 1 besitzt im Bereich zwischen Motor und Getriebeeingangswelle 30 ebenfalls eine kontaktlose Impulsgebereinheit 9,10, wobei die Impulse, herrührend von der Motorwelle, in den Zähler 11 eingegeben werden und dort addiert werden. Die Anzahl der Impulse ist damit für eine oder mehrere volle Motorumdrehungen und somit wegen der starren Kopplung zwischen Antrieb und Drehtrommel auch für eine oder mehrere volle Trommelumdrehungen konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit des drehzahlregelbaren Antriebs.

Die Impulse, herrührend von den Laufringen 2, 3, starten und stoppen je nach einer oder mehreren vollen Laufringunidrehungen sequentiell n?cheinander den Zähler 11. Zeigt der Zähler 11 eine givißere Zahl an als einer vollen Trommelumdrehung entspricht, wobei dieser Wert vorgegeben ist so ist eine Relativbewegung zwischen den Laufringen und der Drehtrommel vorhanden. Die Differenz zwischen dem angezeigten Zählerwert und der für eine Trommeldrehung konstanten Impulszahl multipliziert mit dem Trommelumfang und dividiert durch die vorgegebene bereits erwähnte konstante Impulszahl ergibt die Relativbewegung.

Die Impulswerte können nun entweder in einen Rechner gegeben werden, wo der beschriebene Algorithmus für die Relativbewegung berechnet wird und dann die Relativbewegung über einen Drucker 12 wieder ausgegeben wird. Es ist auch möglich, den Algorithmus direkt in einer Elektronikschaltung zu bilden und über einen digitalen Ziffernsteiler anzuzeigen oder auszudrucken. Darüber hinaus ist es möglich, den digitalen Ziffernwert für die Relativbewegung analog umzuformen und auf einen Schreiber zu geben.

Ein weiterer Zählerausgang des Zählers 11 führt auf einen Grenzwertgeber 13, der bei Unterschreiten eines fest vorgegebenen Grenzwertes der Relativbewegung einen Alarm auslöst, der über die Leitung A4 zu den entsprechenden Alarmeinrichtungen geleitet wird. Über die Leitung 14 kann z. B. ein Gebläse zui Kühlung des Ofenmantels oder des Laufringschusses oder eine Einrichtung zur Schmierung des Rohrmantelschusses unter den Laufringen in Betrieb gesetzt werden.

F i g. 2 zeigt eine Meßschaltung zur getrennten Messung der Relativbewegung eines jeden Laufringes.

Eine Drehtrommel 15 ist wiederum in z. B. zwei Laufringen 16, 17 gelagert, die Impulsgebereinheiten 18, 19 und 20 aufweisen, wobei die Impulsgeber 20 mit den Lauiringeri 16,17 rotieren. Die Impulse, herrührend von den Laufringen 16,17starten und stoppen die Zähler 21, 22. An die Zähler 21, 22 sind Grenzwertgeber 28 angeschlossen, die bei Überschreiten eines gewissen Grenzwertes der Relativbewegung über Leitungen 29 einen Alarm auslösen.

Ein Antriebsmotor 23 zum Antrieb der Drehtrommel 15 besitzt auf seiner Motorwelle 30 ebenfalls eine Impulsgebereinheit 24, 25, wobei die erzeugten impulse über Dioden 26 den Zählern 21, 22 zugeführt werden und hier addiert werden. Die Wirkungsweise ist ansonsten die gleiche wie in /ig. 1. Die angezeigte Differenz oder die schon umgerechnete Relativbewegung kam; in einem Anzeiger 27 angezeigt, z. B. ausgedruckt werdet;. In Ausgestaltung der Erfindung kann die Genauigkeit

der Messung beliebig gesteigert werden, indem mehrere Impulse pro Motorumdrehung oder mehrere Trommelumdrehungen gemessen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung einer Drehzahldifferenz zwischen jeweils einem Laufring und einer darin lose gelagerten, thermisch beanspruchten, mit einem Antriebsaggregat im Eingriff befindlichen Drehtrommel, dadurch gekennzeichnet, daß während mindestens jeweils eines Umlaufs des Laufringes Umdrehungen des Antriebsaggregates gezählt und mit einer konstanten Zahl von Umdrehungen des Antriebsaggregates für jeweils einen Umlauf der Trommel verglichen werden, und daß aus einer Differenz dieser Zahlen die Drehzahldifferenz zwischen Laufring und Trommel berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Laufring und vom Antriebsaggregat Impulse für jeweils einen Umlauf abgegriffen und gezählt ""erden, und daß Beginn und Ende einer Zählung der Umdrehungen des Trommelantriebes von impulsen je eines Laufring-Umlaufes gesteuert bzw. gestartet und gestoppt werden.

3. Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehzahldifferenz zwischen jeweils einem Laufring und einer darin lose gelagerten, thermisch beanspruchten, mit einem Antriebsaggregat im Eingriff befindlichen Drehtrommel, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (2,3; 16,17) und die Welle (30) des Antriebsaggregates (8,23) Impulsgeber (4, 5, 6; 18, 19, 20; 9, 10; 24, 25) aufweisen, und daß der Impulsgeber (9_y 10; 24, ±5) der Welle (30) auf einen Zähler (il) aufge.chaltet ist, der mit einer Schakeinrichtung zum Starten u.id Stoppen ausgebildet ist und über eine Steuerleitung mit dem Impulsgeber des Laufringes (4,5,6; 18,19,20) startbar und stoppbar in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektronische Recheneinheit sowie einen Drucker (12) für das Rechenergebnis aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zählerausgang des Zählers (11) mit einem Grenzwertgeber (13) über eine Steuerleitung in Verbindung steht, und daß der Grenzwertgeber über eine Signalleitung (14) mit einer Alarmeinrichtung in Verbindung steht.