DE4417009C1 - Non contact monitor for a heated roller - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontaktlosen Meßwertübertragung von einer auf einer Hohlwelle befestigten Rolle, z. B. einer Heizgalette, auf ein feststehendes Maschinenteil. Bei einer aus DE-B 16 15 453 bekannten Vorrichtung dieser Art trägt die mit einem Temperaturfühler ausgerüstete Galette eine mit dem Temperaturfühler verbundene Schwingkreisschaltung, welche ein Signal mit temperaturabhängiger Frequenz erzeugt. Dieses wird über durch die Hohlwelle der Galette verlaufende Leitungen dem Rotor eines Koaxialkondensators zugeleitet, dessen den Rotor berührungsfrei umschließender Stator an eine Regeleinrichtung für die stationär angeordnete Induktionsheizeinrichtung der Galette angeschlossen ist. Auf dem Ende der Hohlwelle sitzt der Rotor eines Drehtransformators, dessen Stator zur Energieversorgung der Schwingkreisschaltung mit Wechselstrom gespeist wird. In die Hohlwelle ist benachbart zum Rotor des Drehtransformators ein Gleichrichter eingesetzt, der aus der übertragenen Wechselspannung eine Gleichspannung zur Stromversorgung der Schwingkreisschaltung ableitet. Die Stromversorgungsleitung verläuft ebenfalls durch die Hohlwelle. Verschiedene Ausführungsformen rotierender Meßwertübertrager sind aus DE-B 16 15 431 bekannt.The invention relates to a device for contactless transmission of measured values from one to one Hollow shaft attached role, e.g. B. a heating godet, on a fixed machine part. At a DE-B 16 15 453 known device of this type carries with a temperature sensor equipped godet a resonant circuit connected to the temperature sensor, which generates a signal with temperature-dependent frequency. This is through the hollow shaft of the Galette-extending lines are fed to the rotor of a coaxial capacitor, the rotor of which non-contact enclosing stator to a control device for the stationary Induction heater of the godet is connected. The sits on the end of the hollow shaft Rotor of a rotary transformer, its stator for the energy supply of the resonant circuit is fed with alternating current. In the hollow shaft is adjacent to the rotor of the rotary transformer a rectifier is used which converts the transmitted AC voltage into a DC voltage Derives power supply of the resonant circuit. The power supply line runs also through the hollow shaft. Different embodiments of rotating transducers are known from DE-B 16 15 431.
DE-C 29 37 656 zeigt eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher der zentrale Zapfen der den Galettenmantel tragenden und diesen mit der Motorwelle verbindenden Nabe durch die gesamte Galette hindurchragt. Von der Stirnseite der Nabe her erstreckt sich ein Hohlraum bis zu dem auf der Motorwelle sitzenden Befestigungsteil der Nabe. In diesem zylindrischen Hohlraum umgibt ein koaxiales Schutzrohr die ansonsten durch die hohle Motorwelle verlaufenden Anschlußleitungen der Temperaturfühler.DE-C 29 37 656 shows a device of the type mentioned, in which the central Pin of the hub carrying the godet casing and connecting it to the motor shaft protrudes the entire godet. A cavity extends from the front of the hub to to the attachment part of the hub sitting on the motor shaft. In this cylindrical cavity surrounds a coaxial protective tube that otherwise runs through the hollow motor shaft Connection cables for the temperature sensors.
Bei einer aus DE-A 19 48 618 bekannten Galette ist zwischen den durch die Hohlwelle geführten Anschlußleitungen einerseits und den von der Nabe getragenen Verbindungsleitungen zu den im Galettenmantel befindlichen Temperaturfühlern andererseits eine lösbare Steckverbindung vorgesehen, um für Zwecke der Reparatur oder Wartung das Abziehen der Galette von der Antriebswelle zu ermöglichen. Diese Steckverbindung befindet sich in einem zur Stirnseite der Galette hin offenen, durch einen Deckel verschlossenen Hohlraum des zentralen Haltezapfens der Nabe.In a godet known from DE-A 19 48 618 there is between the guided through the hollow shaft Connection lines on the one hand and the connecting lines carried by the hub to the in Temperature sensors located on the godet, on the other hand, have a detachable plug connection provided to remove the godet from the godet for repair or maintenance purposes To enable the drive shaft. This connector is in a to the front of the The opening of the godet, closed by a lid of the central holding pin of the Hub.
DE-C 38 30 384 beschreibt eine Vorrichtung zur kontaktlosen Meßwertübertragung, bei der ein einziger eine stationäre und eine rotierende Wicklung aufweisender Meßwertübertrager sowohl zur Energieübertragung auf den rotierenden Teil, zur Übertragung des Meßsignals auf den Stator als auch zur Übertragung von Synchronisiersignalen für die Abtastung mehrerer auf der Galette befindlicher Temperaturfühler ausgenutzt wird.DE-C 38 30 384 describes a device for contactless measured value transmission, in which a only a stationary and a rotating winding having transducer both for Energy transfer to the rotating part, to transfer the measurement signal to the stator as also for the transmission of synchronizing signals for the scanning of several on the godet located temperature sensor is used.
Die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung offenbart eine Meßwert-Übertragungsvorrichtung welche sich durch einen besonders einfachen, übersichtlichen und kompakten Aufbau auszeichnet, leicht zu montieren und im Reparaturfall zu demontieren ist und einen guten mechanischen Schutz ihrer Elektronikbauteile gewährleistet. Über das Schutzrohr können der Rotor des Meßwertübertragers, die elektronische Umformerschaltung und auch die Meßfühler zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden. Das Schutzrohr wird von der freien Stirnseite der Galette her in die Hohlwelle eingeführt und mit der Hohlwelle verbunden. Für etwaige Reparaturen an diesen Bauteilen oder für deren Ersatz braucht das der Galette abgewandte Ende der Hohlwelle nicht zugängig zu sein.The invention characterized in claim 1 discloses a measured value transmission device which is characterized by a particularly simple, clear and compact structure, easy to assemble and disassemble in case of repair and good mechanical protection their electronic components. The rotor of the Transmitter, the electronic converter circuit and also the sensor to one Unit can be summarized. The protective tube is from the free end of the godet inserted into the hollow shaft and connected to the hollow shaft. For any repairs to this Components or for their replacement do not need the end of the hollow shaft facing away from the godet to be accessible.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Sie wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen wiedergegebener Ausführungsbeispiele erläutert. Nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile der Galette sind dargestellt. Dabei zeigtAdvantageous refinements and developments of the invention are in the subclaims described. It is shown below with reference to the drawings Exemplary embodiments explained. Only the parts essential to understanding the invention Galette are shown. It shows
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch Galette, Hohlwelle und Meßwertübertrager, Fig. 1 shows schematically a longitudinal section through godet, hollow shaft and the measured value transmitter,
Fig. 2 in ähnlicher Darstellung eine Ausführungsform, bei der die Meßfühler elektrisch und mechanisch von den Verbindungsleitungen getrennt werden können, und Fig. 2 in a similar representation, an embodiment in which the sensors can be electrically and mechanically separated from the connecting lines, and
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab das galettenferne Ende eines geteilten Schutzrohres mit dem rotierenden Teil des Meßwertübertragers. Fig. 3 on an enlarged scale, the end remote from the godet of a divided protective tube with the rotating part of the transducer.
In den Mantel 1 der beheizten Galette 2 sind mehrere Temperaturfühler 3 eingesetzt, welche die Temperatur an verschiedenen Stellen der Galette messen. Im Innenraum 4 der Galette befindet sich eine nicht gezeigte, stationäre Induktionsheizvorrichtung. Die Galette sitzt mit ihrer Nabe 5 auf dem Ende einer Hohlwelle 6, die in nicht dargestellter Weise im Maschinengestell vorzugsweise fliegend gelagert ist und von einem ebenfalls nicht gezeigten Elektromotor angetrieben wird.In the jacket 1 of the heated godet 2 , a plurality of temperature sensors 3 are inserted, which measure the temperature at various points on the godet. In the interior 4 of the godet is a stationary induction heating device, not shown. The godet sits with its hub 5 on the end of a hollow shaft 6 , which is preferably overhung in the machine frame (not shown) and is driven by an electric motor (also not shown).
Zur Übertragung der von den Temperaturfühlern 3 erzeugten Meßsignale auf eine stationäre Regelvorrichtung für den Induktionsheizer dient ein Meßwertübertrager 7, bestehend aus einem vom Maschinengestell 8 getragenen Stator 9 und einem mit der Hohlwelle 6 rotierenden Rotor 10. In die Hohlwelle 6 ist ein Schutzrohr 11 aus Stahl eingesetzt, dessen galettenfernes Endteil 12 einen Elektronikbaustein, beispielsweise in Form einer elektronischen Leiterplatte 13 aufnimmt, welcher die Meßsignale in zur induktiven Übertragung über den Meßwertübertrager 7 geeignete Signale umformt. Eine Leiterplatte 14 im Stator 9 des Meßwertübertragers 7 trägt eine elektronische Auswerteschaltung für die übertragenen Signale und steuert den ebenfalls vom Maschinengestell getragenen stationären Induktionsheizer. Ein Beispiel für eine solche Umformerschaltung ist in der oben erwähnten DE-C 38 30 384 beschrieben. Die Leiterplatte 14 der Auswerteschaltung ist über ein Kabel 15 an einen Regler für den Induktionsheizer angeschlossen.A measured value transmitter 7 , consisting of a stator 9 carried by the machine frame 8 and a rotor 10 rotating with the hollow shaft 6, is used to transmit the measurement signals generated by the temperature sensors 3 to a stationary control device for the induction heater. A protective tube 11 made of steel is inserted into the hollow shaft 6 , the end part 12 remote from the godet accommodates an electronic component, for example in the form of an electronic circuit board 13 , which converts the measurement signals into signals suitable for inductive transmission via the measurement value transmitter 7 . A circuit board 14 in the stator 9 of the measured value transmitter 7 carries an electronic evaluation circuit for the transmitted signals and controls the stationary induction heater which is also carried by the machine frame. An example of such a converter circuit is described in the above-mentioned DE-C 38 30 384. The circuit board 14 of the evaluation circuit is connected via a cable 15 to a controller for the induction heater.
Die Temperaturfühler 3 sind mechanisch mit dem Schutzrohr 11 und elektrisch mit dem Baustein 13 verbunden so daß eine Baugruppe entsteht, welche alle der Meßwertübertragung dienenden rotierenden Teile des Meßwertübertragers, also die Fühler 3, die Umformerschaltung 13, sowie die Rotorspule 10, umfaßt und als solche Baugruppe von der Stirnseite 17 der Galette 2 her in die Hohlwelle 6 eingesetzt werden kann. Das Schutzrohr 11 samt einem Träger 16 für die Temperaturfühler 3 wird dabei so weit in die Hohlwelle 6 eingeschoben, bis die Rotorspule 10 ordnungsgemäß in den Stator 9 hineinragt. Die Verbindungsleitungen 18 zwischen den Temperaturfühlern 3 und dem Elektronikbaustein 13 verlaufen im Schutzrohr 11 und sind durch dieses geschützt. Der Elektronikbaustein 13 bzw. seine Leiterplatte dient zugleich als Halterung für die Rotorspule 10. Die mechanische Verbindung der Temperaturfühler 3 mit dem Schutzrohr 11 wird durch den Träger 16 unterstützt, der am gestellfernen Ende 19 des Schutzrohres 11 befestigt oder mit diesem einstückig ausgebildet ist.The temperature sensors 3 are mechanically connected to the protective tube 11 and electrically to the module 13 so that an assembly is formed which comprises all the rotating parts of the measured value transmitter serving for the transmission of measured values, i.e. the sensors 3 , the converter circuit 13 and the rotor coil 10 , and as such Assembly can be inserted into the hollow shaft 6 from the end face 17 of the godet 2 . The protective tube 11 together with a support 16 for the temperature sensors 3 is inserted into the hollow shaft 6 until the rotor coil 10 projects properly into the stator 9 . The connecting lines 18 between the temperature sensors 3 and the electronic module 13 run in the protective tube 11 and are protected by this. The electronic module 13 or its printed circuit board also serves as a holder for the rotor coil 10 . The mechanical connection of the temperature sensors 3 to the protective tube 11 is supported by the carrier 16 , which is fastened to the end 19 of the protective tube 11 remote from the frame or is formed integrally therewith.
Für etwaige Reparaturen an den Widerstands-Temperaturfühlern 3, der Leiterplatte 13 oder am Rotor 10 wird die gesamte Baugruppe 3, 10, 11, 13, 16 als Einheit aus der Hohlwelle 6 herausgezogen und gegebenenfalls ersetzt. Hierzu braucht das der Galette 2 ferne, den Rotor 10 tragende und innerhalb der Garnbehandlungsmaschine zumeist schlecht zugängige Ende der Hohlwelle 6 nicht freizuliegen. Die Stirnseite 17 der Galette 2 hingegen befindet sich außerhalb der Maschine und ist schnell und leicht zu erreichen.For any repairs to the resistance temperature sensors 3 , the printed circuit board 13 or the rotor 10 , the entire assembly 3 , 10 , 11 , 13 , 16 is pulled out of the hollow shaft 6 as a unit and replaced if necessary. For this purpose, the end of the hollow shaft 6, which is far from the godet 2 and carries the rotor 10 and is usually difficult to access within the yarn treatment machine, need not be exposed. The end face 17 of the godet 2, on the other hand, is located outside the machine and can be reached quickly and easily.
Die in Fig. 2 wiedergegebene Ausführungsform weist zwischen den Verbindungsleitungen 18 und den Anschlußleitungen der Temperaturfühler 3 auf dem Träger 16 vorgesehene Anschlußvorrichtungen 23, z. B. Schraubklemmen, auf, weiche einen Austausch der Fühler 3 erlauben, ohne daß hierzu die gesamte Baugruppe 3, 13, 10 als Einheit aus der Hohlwelle 6 herausgezogen werden muß. Die Temperaturfühler 3 und die Verbindungsleitungen 18 sind also über die am Träger 16 befestigten Anschlußklemmen 23 elektrisch und mechanisch lösbar miteinander verbunden.The embodiment shown in Fig. 2 has between the connecting lines 18 and the connecting lines of the temperature sensor 3 on the support 16 provided connecting devices 23 , z. B. screw terminals, which allow an exchange of the sensor 3 , without this the entire assembly 3 , 13 , 10 must be pulled out as a unit from the hollow shaft 6 . The temperature sensors 3 and the connecting lines 18 are therefore connected to one another in an electrically and mechanically detachable manner via the connecting terminals 23 fastened to the carrier 16 .
Eine weitere Erleichterung der Demontage und Reparatur der Meßwert-Übertragungseinrichtung zeigt die Teilzeichnung von Fig. 3. Hier ist das Schutzrohr 11 am galettenfernen Ende in zwei durch ein Gewinde 20 miteinander verschraubbare Teile 11A und 11B unterteilt. Der Teil 11B ist nur teilweise dargestellt. Er setzt sich nach rechts in der gleichen Weise fort wie das ungeteilte Schutzrohr 11 in Fig. 1. Der linke Teil 11A des Schutzrohres nimmt den Elektronikbaustein 13A auf, aus dem auf der rechten Seite eine Leiterplatte 13B herausragt. Diese dient als Anschlußbereich für die Verbindungsdrähte 18, welche dort beispielsweise mit auf der Leiterplatte 13B vorgesehenen Leiterbahnen verlötet sind. Der links vom Elektronikbauteil 13A befindliche Teil 13C der Leiterplatte oder ein Ansatz des Elektronikbausteins 13A bildet eine Halterung für einen Spulenträger 10A der Rotorspule 10B. Bei auseinandergeschraubten Schutzrohrteilen 11A und 11B ist die Anschußstelle der Verbindungsdrähte 18 an der Leiterplatte 13B zugängig, so daß man diese ablöten und entweder den Rotor 10, 13 oder die Temperaturfühler 3 samt den Verbindungsdrähten 18 unabhängig voneinander austauschen kann. Hierdurch wird die Wartung und Reparatur des Meßwertübertragers weiter erleichtert und vereinfacht, und man braucht nur diejenigen Teile auszuwechseln, welche tatsächlich defekt sind.A further simplification of the disassembly and repair of the measured value transmission device is shown in the partial drawing in FIG. 3. Here, the protective tube 11 at the end remote from the godet is divided into two parts 11 A and 11 B which can be screwed together by a thread 20 . Part 11 B is only partially shown. It continues to the right in the same way as the undivided protective tube 11 in FIG. 1. The left part 11 A of the protective tube receives the electronic component 13 A, from which a printed circuit board 13 B protrudes on the right side. This serves as a connection area for the connecting wires 18 , which are soldered there, for example, to conductor tracks provided on the printed circuit board 13 B. The part 13 C of the circuit board to the left of the electronic component 13 A or an attachment of the electronic component 13 A forms a holder for a coil carrier 10 A of the rotor coil 10 B. When protective tube parts 11 A and 11 B are screwed apart, the connection point of the connecting wires 18 on the circuit board 13 B accessible so that you can unsolder and either the rotor 10 , 13 or the temperature sensor 3 together with the connecting wires 18 can be replaced independently. This further simplifies and simplifies the maintenance and repair of the measured value transmitter, and only those parts need be replaced which are actually defective.
Der Meßwertübertrager kann nicht nur der Übertragung von Temperatursignalen sondern zugleich als Teil einer Drehzahl-Meßeinrichtung dienen. Hierzu ist in die Stirnwand 21 des Spulenträgers 10A ein Magnet 22 eingesetzt, der mit einem nicht dargestellten stationären Sensor, z. B. einer Induktionsspule, zusammenarbeitet und eine in ihrer Frequenz drehzahlabhängige Impulsfolge erzeugt.The measured value transmitter can not only serve for the transmission of temperature signals but also as part of a speed measuring device. For this purpose, a magnet 22 is inserted into the end wall 21 of the coil carrier 10 A, which is connected to a stationary sensor, not shown, for. B. an induction coil, works together and generates a frequency-dependent pulse train in frequency.
Die Erfindung ist nicht nur bei beheizten sondern auch bei gekühlten oder anderen der Behandlung, beispielsweise dem Verstrecken oder Texturieren, von Garnen oder Fäden dienenden Rollen mit Vorteil anwendbar.The invention is not only for heated but also for cooled or other treatment, for example, drawing or texturing rolls of yarn or thread Advantage applicable.
Claims (9)
- a) wenigstens einem Temperaturfühler (3) im Mantel (1) der Rolle (2);
- b) einer mit der Rolle rotierenden, ein temperaturabhängiges Meßsignal erzeugenden Umformerschaltung (13);
- c) einer sich durch die Hohlwelle (6) hindurch erstreckenden Leitungsverbindung (18) zum rotierenden Teil (10) eines kontaktlosen Meßwertübertragers (7); sowie
- d) einem feststehenden Teil (9) des Meßwertübertragers (7), der an eine Einrichtung zum Anzeigen und/oder Regeln der Rollentemperatur anschließbar ist; wobei
- e) der Rotor (10, 13) des Meßwertübertragers (7) am freien Ende (12) eines die Hohlwelle (6) durchsetzenden Schutzrohres (11) befestigt ist;
- f) der oder die Temperaturfühler (3) am anderen Ende (19) des Schutzrohres (11) vorgesehen sind;
- g) die Leitungsverbindung (18) zwischen den Temperaturfühlern (3) und dem Rotor durch das Schutzrohr (11) verläuft und
- h) das Schutzrohr (11) samt Rotor (10, 13) von der Stirnseite (17) der Rolle (2) her so weit in die Hohlwelle (6) einschiebbar ist, bis der Rotor (10, 13) in den Stator (9) des Meßwertübertragers (7) eintaucht.
- a) at least one temperature sensor ( 3 ) in the jacket ( 1 ) of the roller ( 2 );
- b) a converter circuit ( 13 ) rotating with the roller and producing a temperature-dependent measurement signal;
- c) a line connection ( 18 ) extending through the hollow shaft ( 6 ) to the rotating part ( 10 ) of a contactless measured value transmitter ( 7 ); such as
- d) a fixed part ( 9 ) of the measured value transmitter ( 7 ) which can be connected to a device for displaying and / or regulating the roll temperature; in which
- e) the rotor ( 10 , 13 ) of the measured value transmitter ( 7 ) is attached to the free end ( 12 ) of a protective tube ( 11 ) passing through the hollow shaft ( 6 );
- f) the one or more temperature sensors ( 3 ) are provided at the other end ( 19 ) of the protective tube ( 11 );
- g) the line connection ( 18 ) between the temperature sensors ( 3 ) and the rotor runs through the protective tube ( 11 ) and
- h) the protective tube ( 11 ) together with the rotor ( 10 , 13 ) can be pushed into the hollow shaft ( 6 ) from the end face ( 17 ) of the roller ( 2 ) until the rotor ( 10 , 13 ) into the stator ( 9 ) of the measured value transmitter ( 7 ).
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