DE2831604C2 - Method for controlling the drive speed of a stranding machine and device for carrying out the method - Google Patents
Method for controlling the drive speed of a stranding machine and device for carrying out the methodInfo
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Description
passung wird die Aussjoßleistung der Maschine erhöht, ohne einzelne Maschinenelemente unzulässig und ober das der Berechnung zugrundegelegte Maß hinaus zu beanspruchen.fit, the output of the machine is increased, not permitted without individual machine elements and beyond the dimension on which the calculation is based claim.
Eine derartige Steuerung der Antriebsdrehzahl der Verseilmaschine läßt sich durch eine Programmsteuerung ausführen, wobei die Spulenfülle auf den Vorlagespulen als repräsentative Größe für die dort vorliegende träge Masse verwendet wird. Die Antriebsdrehzahl wird nach einem Programm mit geringer werdender Spulenfülle erhöht, bei dem berücksichtigt ist, daß die wirksamen Massenkräfte in der zweiten Potenz mit der Drehzahl η und nur linear mit der Masse zunehmen. Bei einer Spulreise von mehreren Stunden für die heute üblicherweise verwendeten Vorlagespulen ergibt sich durch die Drehzahlerhöhung bei abnehmender Spulenfülle ein für den Betreiber wesentlich verbesserter Maschinenausnutzungsgrad und eine erhöhte ProduktivitätSuch a control of the drive speed of the stranding machine can be carried out by a program control, the bobbin filling on the supply bobbins being used as a representative variable for the inertial mass present there. The drive speed is increased according to a program with decreasing bobbin fullness, which takes into account that the effective inertia forces increase to the second power with the speed η and only linearly with the mass. With a winding cycle of several hours for the supply bobbins commonly used today, the increase in speed with decreasing bobbin filling results in a significantly improved degree of machine utilization and increased productivity for the operator
Zur Ausübung des Verfahrens der Drehzahlsteuerung sind an der Verseilmaschine geeignete Abtastelemente angeordnet, durch welche die Abnahme der Spulenfülle der einzelnen Vorlagespulen eines Spulen.trägers fortlaufend überwacht wird. Da es von grundsätzlicher Bedeutung ist, daß eine bestimmte zulässige Massenkraft niemals überschritten wird, um Lager- und Maschinenschäden zu vermeiden, ist vorgesehen, daß jeweils eine Abtasteinrichtung die größte Spulenfülle aller Ablaufspulen einer Spulenträgereinheit feststellt und daß sämtlichen Abtastelementen eine gemeinsame Auswahlschaltung zugeordnet ist, durch welche diejenige Vorlagespule festgestellt wird, welche die insgesamt größte Spulenfülle aufweist, um mit diesem Meßwert die optimale Antriebsdrehzahl über die vorgesehene Programmsteuerung einzustellen.Suitable scanning elements are provided on the stranding machine to carry out the speed control method arranged, through which the decrease in the bobbin capacity of the individual original bobbins of a Spulen.trägers is continuously monitored. Since it is more fundamental The meaning is that a certain permissible inertia force is never exceeded to support and To avoid damage to the machine, provision is made for one scanning device to hold the largest number of bobbins of all pay-off coils of a bobbin unit and that all scanning elements have a common Selector circuit is assigned, through which that original coil is determined, which the total has the largest number of bobbins in order to use this measured value to achieve the optimum drive speed above the intended To set program control.
Die einzelnen Abtastelemente sind bei einer derartigen Verseilmaschine als im Schutzgehäuse der Verseilmaschine schwenkbar gelagerte Näherungsschalter ausgebildet, die entsprechend der eingestellten Empfindlichkeit bei Annäherung an die umlaufenden Vorlagespulen ein geeignetes Signal abgeben, das in die Auswahlschaltung für die Drehzahlsteuereinrichtung eingebbar ist Solche Näherungsschalter arbeiten beispielsweise auf induktiver oder kapazitiver Grundlage. In such a stranding machine, the individual scanning elements are in the protective housing of the stranding machine pivoted proximity switches formed according to the set sensitivity emit a suitable signal when approaching the revolving original bobbins, which in the Selection circuit for the speed control device can be entered. Such proximity switches work for example on an inductive or capacitive basis.
Eine bevorzugte Ausgestaltung einer Verseilmaschine mit mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten Spulenträgern ergibt sich dadurch, daß sämtliche Näherungsschalter für die Spulenträger auf einer in Richtung der Maschinenlängsachse gelagerten, motorisch angetriebenen Welle auskragend und miteinander fluchtend befestigt sind. Diese werden bei Drehung der Welle so weit in Richtung auf die umlaufenden Ablaufspulen hin geschwenkt, bis die Welle beim Erreichen eines vorgegebenen Näherungswertes zwischen dsm Näherungsschalter und der Ablaufspule mit der größten Spulenfülle stillgesetzt wird. Aufgrund des erreichten Schwenkwinkels, der mit der Spulenfülle der in der Maschine vorgelegten größten Vorlagespule in Beziehung steht, wird die Antriebsdrehzahl der Verseilmaschine eingesetzt. Bei weiterer Abnahme der Spulenfülle wird die Welle mit den Näherungsschaltern langsam weitergedreht und entsprechend dem Fiillungsgrad der noch am meisten gefüllten Vorlagespule nachgeführt. Gleichzeitig wird über die Programmsteuerung die Antriebsdrehzahl derart erhöht, daß Ti" keinen der Spulenträger die zulässige Beanspruchung der Maschinenelemente durch die Massenkrftfte überschritten wird.A preferred embodiment of a stranding machine with several in the axial direction one behind the other arranged coil carriers results from the fact that all proximity switches for the coil carriers one mounted in the direction of the machine's longitudinal axis, motor-driven shaft are cantilevered and fastened in alignment with one another. These are at Rotation of the shaft pivoted towards the revolving payoff spools until the Shaft when a specified approximation value is reached between the dsm proximity switch and the The pay-off bobbin with the largest bobbin filling is stopped. Due to the swivel angle achieved, which is with the bobbin capacity of the largest supply package presented in the machine is related, the Drive speed of the stranding machine used. With further decrease of the bobbin fullness the shaft becomes with the proximity switches slowly turned further and according to the degree of filling of the most filled supply spool tracked. At the same time, the drive speed is set via the program control so increased that Ti "none of the coil carriers the permissible stress on the machine elements the mass forces are exceeded.
Die Erfindung wird nun anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigtThe invention will now be based on only one Exemplary embodiment illustrated drawing explained in more detail
F ί g, 1 eine schematische Darstellung einer Verseilmaschine mit mehreren in der Maschinenachse im Abstand hintereinander angeordneten Spulenträgereinheiten und einer Einrichtung zur Messung der Spulenfülle;F ί g, 1 a schematic representation of a stranding machine with several bobbin units arranged one behind the other in the machine axis and a device for measuring the bobbin fullness;
F i g. 2 die Aufsicht auf zwei nebeneinanderliegende Spulenträgereinheiten der F i g. 1;F i g. 2 the plan view of two adjacent coil support units of FIG. 1;
F i g. 3 einen Schnitt durch eine Spulenträgereinheit mit den zugeordneten Abtastelementen für den Füllungsgrad der Ablaufspulen;F i g. 3 shows a section through a coil carrier unit with the associated scanning elements for the Degree of filling of the payoff coils;
Fig.4 einen entsprechenden Schnitt durch die
Spulenträgereinheit mit Blickrichtung auf die winkelversetzten Ablaufspulen der benachbarten Spulenträgereinheit
F i g. 1 zeigt eine Verseilmaschine; mit fünf axial
hintereinander auf der Maschinenwelle 1 gelagerten Spulenträgereinheiten 2, in denen jeweils beispielsweise
drei Ablaufspulen 3 zueinander parall ν und koaxial zur
Maschinenwelie ί drehbar gelagert sind. Eine Herziitze
4 wird von einer am einen Ende der Verseilmaschine gelagerten Vorratsspule 5 tangential abgezogen und
durch die hohle Maschinenwelle 1 zum Verseilkopf 6 geführt, »ο die einzelnen, von den Ablaufspulen 3
abgezogenen Drähte 7 lagenweise und beispielsweise mit entgegengesetzter Schlagrichtung um die Herzlitze
4 herumgeschlagen werden.4 shows a corresponding section through the coil carrier unit with a view of the angularly offset pay-off coils of the adjacent coil carrier unit
F i g. 1 shows a stranding machine; with five bobbin units 2 mounted axially one behind the other on the machine shaft 1, in each of which, for example, three pay-off bobbins 3 are rotatably mounted parallel ν and coaxially to the machine shaft ί. A cord 4 is drawn off tangentially from a supply reel 5 at one end of the stranding machine and guided through the hollow machine shaft 1 to the stranding head 6 will.
Die Verseilmaschine ist durch den Hauptantriebsmotor 8 über Kupplung 9, Transmission 10 und Vorgelegewelle 11 angetrieben. Die Vorgelegewelle 1 ist im Maschinenrahmen 12 gelagert und treibt die Verseilmaschinenwelle an der äußeren, ein Zahn- oder Kettenrad 13 tragenden Drahtführungshülse 141 über eine Kette oder einen Zahnriemen IS an. Die Drahtführungshülsen 14, auf denen die Spulenträgereinheiten 2 befestigt sind, sind drehfest mit der Maschinenwelle 1 verbunden. Auf der äußeren Drahtfühfungsuülse 141 ist ferner ein Zahnrad 16 angeordnet durch welches über einen Zahnriemen 17 ein Winkelgetriebe 18 eines Abzugwerkes 19 angetrieben ist, durch welches der im wesentlichen fertige Kord 20 vom Verseilkopf 6The stranding machine is driven by the main drive motor 8 via clutch 9, transmission 10 and Countershaft 11 driven. The countershaft 1 is mounted in the machine frame 12 and drives the Stranding machine shaft on the outer wire guide sleeve 141 carrying a toothed or chain wheel 13 a chain or a toothed belt IS on. The wire guide sleeves 14 on which the coil support units 2 are fixed against rotation with the machine shaft 1 connected. On the outer wire guide sleeve 141, a gear 16 is also arranged through which A bevel gear 18 of a trigger mechanism 19 is driven via a toothed belt 17, through which the im essential finished cord 20 from stranding head 6
■»5 abgezogen wird. Eine an sich bekannte Station zur Beruhigung des Kordes, d. h. zur Beseitigung elastischer Verformungen, die den Kord in seine Einzeldrähte oder Litzen aufspringen lassen würden, schließt an das Abzugswerk 19 an, das aus einem Galetten-Duo besteht Diese Seilberuhigungsstation ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie nicht erfindungswesentlich ist; ebenfalls ist eine Umwendelungseinheit für den Kord 20 nicht dargestellt. Der Kord 20 wird schließlich von einer Aufwickeleinrichtung aufgenommen, die aus der vom Motor Γ.1 angetriebenen Wickelwelle 22 zur Aufnahme einer Flanschspule 23 und einer geeigneten Changiereinrichtung 24 besteht welche antriebsmäßig mit der Wickelwelle 22 gekoppelt ist. F i g. 1 zeigt ferner, daß die in F ί g. 2 näher dargestellten Spulenträgereinheiten 2 symmetrisch zu der Lagerstelle 121 auf den beiden Enden der Drahtführungshülse 14 paarweise angeordnet sind. Nach den F i g= 2 bis 4 ist jede Spulenträgereinheit 2 mit Spulenachsen 25 für drei Ablaufspüen 3 versehen. Die Spulenachsen 25 sind aus Syminetriegrün-■ »5 is deducted. A well-known station for Calming the cord, d. H. to eliminate elastic deformations that break the cord into its individual wires or Would let strands jump open, connects to the take-off mechanism 19, which consists of a pair of godets This cable calming station is not shown in the drawing because it is not essential to the invention; a winding unit for the cord 20 is likewise not shown. The cord 20 eventually becomes a Take-up winding device, which consists of the winding shaft 22 driven by the motor Γ.1 for receiving a flange coil 23 and a suitable traversing device 24 which is driven with the Winding shaft 22 is coupled. F i g. 1 also shows that the in F ί g. 2 bobbin units shown in more detail 2 arranged in pairs symmetrically to the bearing point 121 on the two ends of the wire guide sleeve 14 are. According to F i g = 2 to 4, each coil support unit is 2 provided with spool axles 25 for three drain rinses 3. The coil axes 25 are made of symmetry
<" den auf einem gleichzeitigen Dreieck oder einem regelmäßigen Polygon angeordnet. Sie sind verriete! bar und können nach ihrer Entsicherung axial herausgezogen werden, um die abgearbeiteten Ablauf-<"the one on a simultaneous triangle or one arranged regular polygon. You are betrayed! bar and can axially after being unlocked can be pulled out in order to
Spulenkerne herauszunehmen und die Spulenträgereinheit 2 mit neuen Vorlagespulen 3 zu bestücken.Take out the bobbin cores and equip the bobbin unit 2 with new original bobbins 3.
Jede Spulenträgereinheit 2 besteht aus einer in engem Abstand von der Lagerstelle 121 drehfest über die Drahtführungshülse 14 mit der Verseilmaschinenwelle 1 ί verbundenen Lagerscheibe 26 und einer in größerem Abstand angeordneten Gegenlagerscheibe 27. Die Lagerscheibe 26 und die Gegenlagerscheibe 27 weisen am Umfang verteilt angeordnete Endlager 28 und diesen zugeordnete Bohrungen 29 zur zweiseitigen Lagerung der Spulenachsen 25 entsprechend der Ablaufspulenzahl auf.Each coil support unit 2 consists of a tightly spaced from the bearing point 121 rotatably over the Wire guide sleeve 14 with the stranding machine shaft 1 ί connected to the bearing washer 26 and a larger one Spaced counter-bearing disk 27. The bearing disk 26 and the counter-bearing disk 27 have End bearings 28 distributed around the circumference and bores 29 assigned to them for bilateral Storage of the reel axles 25 according to the number of reel spools.
Die Spulenträgereinheiten 2 gemäß Fig. 2 sind zueinander winkelversetzt (Fig.4), so daß die benachbarten Gegenlagerscheiben 27 im dargestellten Beispiel um einen Betrag von etwa 60° am Umfang zueinander winkelversetzte Bohrungen 29 für die Lagerung der Spulenachsen 25 aufweisen. Die Gegenlagerscheiben 27 weisen dazu Ausnehmungen 30 am Umfang der Scheibe auf. Diese Ausnehmungen 30 sind koaxial zu den Endstücken 31 der Spulenachsen 25 angeordnet, so daß die Spulenachsen 25 bei einer Neubestückung einer Spulenträgereinheit 2 axial annähernd bis an die Flansche 32 der Ablaufspulen 3 der benachbarten Spulenträgereinheit 2 herausgeschoben werden können. Durch diese konstruktive Maßnahme ist zwischen den Gegenlagerscheiben 27 der Spulenträgereinheiten 2 nur relativ wenig Abstand erforderlich, wodurch die Gesamtlänge der Verseilmaschine verkürzt werden kann. joThe coil support units 2 according to FIG. 2 are angularly offset from one another (FIG. 4), so that the neighboring Counter-bearing disks 27 in the example shown relative to one another by an amount of approximately 60 ° on the circumference Have angularly offset bores 29 for the storage of the coil axes 25. The counter bearing washers 27 have for this purpose recesses 30 on the circumference of the disk. These recesses 30 are coaxial with the End pieces 31 of the coil axles 25 arranged so that the coil axles 25 when a new equipment Spool carrier unit 2 axially approximately up to the flanges 32 of the pay-off spools 3 of the neighboring ones Coil carrier unit 2 can be pushed out. This constructive measure is between the Counter-bearing disks 27 of the bobbin units 2 require only a relatively small amount of space, whereby the Overall length of the stranding machine can be shortened. jo
Zur Sicherung der Spulenachsen 25 haben die Endstücke 31 eine Ringnut 33, in welche eine exzentrisch gelagerte Sicherungsscheibe 34 oder ein entsprechender Stift eingreift und dort durch die während des Betriebes wirkende Fliehkraft gehalten wird.To secure the coil axes 25, the end pieces 31 have an annular groove 33 into which a eccentrically mounted locking washer 34 or a corresponding pin engages and there by the centrifugal force acting during operation is maintained.
Wie aus Fig.2 weiter zu entnehmen ist, sind die Spulenachsen 25 achsparallel zur Verseilmaschinenwelle 1 angeordnet und das Vorlagematerial wird tangential über je eine Drahtführungsrolle 35 abgezogen, um über «o je eine weitere, in F i g. 3 gezeigte Umlenkrolle 36 geführt und durch die Drahtführungsbohrung 37 in der Drahtführungshülse 14 achsparallel zur Verseilmaschinenwelle 1 zum Verseilkopf 6 geführt zu werden. Die Drahtführungsrollen 35 sind am Ende von Tänzerarmen *5 zur Steuerung der Drahtspannung frei drehbar gelagert. Die Tänzerarme 38 sind jeweils an der Lagerscheibe 26 schwenkbar befestigt und laufen mit der Lagerscheibe um. Sie sind durch Federn 39 derart einstellbar, daß die Drahtführungsrollen 35 bei der Nenn-Drahtablaufspannung radial nach außen weisen und bei Spannur?~sänderungen und/oder -Schwankungen auf an sich bekannte Drahtbremsen, vorzugsweise Umschlingungsbremsen wei Seilgliederbremsen 40 einwirken, die die Ablaufspulen 3 mehr oder weniger stark abbremsen.As can also be seen from FIG. 2, the spool axes 25 are axially parallel to the stranding machine shaft 1 arranged and the original material is drawn off tangentially via a wire guide roller 35 each in order to move over «o one more each, shown in FIG. 3 guide roller 36 shown and guided through the wire guide bore 37 in the Wire guide sleeve 14 to be guided axially parallel to the stranding machine shaft 1 to the stranding head 6. the Wire guide rollers 35 are at the end of dancer arms * 5 freely rotatable to control the wire tension. The dancer arms 38 are each on the Bearing disk 26 pivotally attached and rotate with the bearing disk. They are like this by springs 39 adjustable so that the wire guide rollers 35 point radially outward at the nominal wire unwinding tension and in the event of changes in tension and / or fluctuations to wire brakes known per se, preferably loop brakes and cable link brakes 40 act that the payoff coils 3 more or less slow down hard.
Achsparallel zur Verseilmaschinenwelle 1 ist in den Lagern 41 eine gemeinsame Welle 42 mit mehreren Abtastelementen 43 gelagert. Durch die Abtastelement wird der in Betracht zu ziehende größte Istwert der Spulenfülle der Ablaufspulen 3 einer Spulenträgereinheit 2 ermittelt. Die Welle 42 ist durch einen Stellmotor 44 und ein Getriebe 45 oder dergleichen angetrieben. Auf der Welle 42 sind die Abtastelemente 43, die als Näherungsschalter ausgebildet sind, derart festgeklemmt, daß jeder Spulenträgereinheit 2 ein Istwertgeber zugeordnet ist. Alle Näherungsschalter fluchten miteinander und haben solche Abstände, daß sie die umlaufenden Tänzerarme 38 nicht behindern.Axially parallel to the stranding machine shaft 1 is a common shaft 42 with several in the bearings 41 Sensing elements 43 stored. The largest actual value to be taken into account becomes the Bobbin fullness of the pay-off bobbins 3 of a bobbin carrier unit 2 is determined. The shaft 42 is driven by a servomotor 44 and a gear 45 or the like driven. On the shaft 42 are the scanning elements 43, which as Proximity switches are designed, clamped in such a way that each coil support unit 2 has an actual value transmitter assigned. All proximity switches are aligned with each other and have such a distance that they do not hinder the rotating dancer arms 38.
Beim Betrieb der Verseilmaschine, bei dem die Spulenträger 2 und die Ablaufspulen 3 von der Virseilmaschinenwelle 1 angetrieben sind und die Drähte 7 von den Ablaufspulen 3 abgearbeitet werden, um einen Drahtkord 20 herzustellen, wird die Welle 42 mit den Abtastelementen 43 vom Stellmotor 44 angetrieben. Dabei werden die Abtastelelemente gemeinsam in Richtung auf die umlaufenden Spulenträgereinheiten 2 hin verschwenkt. Sobald der erste Näherungsschalter ein Signal abgibt, das anzeigt, daß der eingestellte kritische Abstand zwischen einem der Istwertgeber und einer der Ablaufspulen 3 erreicht ist, erhält der Stellmotor 44 einen Steuerimpuls, aufgrund dessen die weitere Drehung der Welle 42 unterbrochen wird. In einem wählbaren Zeittakt wird nun ein Istwer* Sollwert-Vergleich durchgeführt und die Näherungsschalter werden durch Weiterdrehung der Antriebswelle 42 derart nachgeführt, daß der Abstand zu der Ablaufspule 3 mit dem höchsten Füllungsgrad konstant bleibt Dabei wird mit wachsender Laufzeit der Verseilmaschine die Welle 42 mit den Näherungsschaltern gegenüber der Ausgangslage verdreht und die Ablaufspulen werden mehr und mehr abgearbeitet, wobei die Masse des vorgelegten Drahtes 7 abnimmt In Abhängigkeit vom festgestellten Drehwinkel « zwischen der Ausgangslage des Näherungsschalters und der Stellung, bei der das Signal verursacht wurde, wird gleichzeitig über eine nicht näher dargestellte Programmsteuerung die Antriebsdrehzahl der Verseilmaschinenwelle 1 derart erhöht daß die maximal auftretenden Massenkräfte im wesentlichen konstant bleiben.When operating the stranding machine, in which the bobbin carrier 2 and the pay-off bobbins 3 of the Virseilmaschinewelle 1 are driven and the wires 7 are processed by the pay-off spools 3, In order to produce a wire cord 20, the shaft 42 with the scanning elements 43 is driven by the servomotor 44 driven. In doing so, the scanning elements are moved together in the direction of the rotating coil support units 2 pivoted towards. As soon as the first proximity switch emits a signal that indicates that the set critical distance between one of the actual value transmitters and one of the reel coils 3 has been reached, the servomotor 44 receives a control pulse, as a result of which the further rotation of the shaft 42 is interrupted will. An actual value * setpoint comparison is now carried out in a selectable time cycle and the proximity switches are tracked by further rotation of the drive shaft 42 so that the distance to the reel spool 3 with the highest degree of filling remains constant Stranding machine rotates the shaft 42 with the proximity switches relative to the starting position and the Sequence coils are processed more and more, with the mass of the wire 7 in front decreasing In Dependence on the determined angle of rotation «between the initial position of the proximity switch and the position at which the signal was caused is simultaneously controlled by a program control (not shown in detail) the drive speed of the stranding machine shaft 1 is increased so that the maximum occurring inertia forces remain essentially constant.
Bei der bevorzugten Ausführung der Steuereinrichtung mit einer gemeinsamen Welle 42 fluchtenden Abtastelementen 43 und mehreren Spulenträgereinheiten 2 ist eine elektronische Auswahlschaltung nicht erforderlich, da die Auswahl eines Steuerimpulses für den Stellmotor 44 selbsttätig durch denjenigen Näherungsschalter getroffen wird, der an die Ablaufende 3 mit der größten Spulenfülle bis auf einen wählbaren kritischen Abstand herankommt, bei dem der Steuerbefehl erfolgtIn the preferred embodiment of the control device with a common shaft 42 in alignment Scanning elements 43 and a plurality of bobbin units 2 is not an electronic selection circuit required because the selection of a control pulse for the servomotor 44 is automatic by that proximity switch is taken, which is sent to the end of the 3 with the largest bobbin fullness comes up to a selectable critical distance at which the control command he follows
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