PL92483B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad sterowania i napedu,, zwlalszcza do nawijania na szpule w procesie produkcyjnym cienkiego i bardzo cien¬ kiego druitu ze stala sila naciagu i/lub z progra¬ mowana zmiana liczby obrotów.

Wynalazek znajduje szczególnie korzystne za¬ stosowanie przy produkcji cienkiego drutu mie¬ dzianego i miedzi wloskowatej, np. od 0,2 mm do setnych milimetra, podczas nawijania na szpule z duza predkoscia, np. 15 m/isek.

Wynalazek moze byc równiez stosowany wsze¬ dzie tairA, gdzie potrzelbne jest równoczesne uru¬ chamianie, wzglednie zatrzymywanie, kilku jed¬ nostek maszynowych.

W znanych urzadzeniach do zwijania drultów cienkich i bardzo cienkich zwijarki napedzane sa za pomoca ukladu z bezstopniowa regulacja ob¬ rotów, a obroty tego napedu uzaleznione sa od stanu czuijnika wspóldzialajacego z odpowiednim serwomoitorem,, lub z odpowiednim ukladem me- chaniczno-elektrycznym. Regulacja predkosci w stanach przejsciowych jest w tych urzadzeniach trudna, gdyz po zapelnieniu szpuli obroty ukladu nalezy znedukowac do poczatkowego staniu wyj¬ sciowego. Brak takiej regulacji obrotów, wzgled¬ nie niewlasciwe nastawienie tej regulacji zmniej¬ sza wydajnosc, a ponadto trwalosc urzadzenia jest (bardzo mala ze wzgledu na wystepujace znaczne przeciazenia.

Znane sa zwijarki, które napedzane sa dwoja¬ ko: podczas rozruchu przy stalym przelozeniu, a po rozruchu za posrednictwem sprzegla z magne¬ sem stalym i ze zmienna szczelina. Rozwiazanie takie daje dobre wyniki jedynie w przypadku nie-- wielkich mas i niewielkich predkosciach, gdyz w tym przypadku drut oddzialywuje na mase wirujaca za posrednictwem sil tarcia i jak wiadiomo drut nie nadaje sie do wyhamowania ukladu o duzej energii kinetycznej. Powoduje to przeciazanie drutu a cze- io ste jego zrywanie, zwlaszcza w przypadku ciag¬ niecia druitu o niewielkiej srednicy oraz w przy¬ padku ciagnienia druitu polaczonego z obróbka cieplna, kiedy to naprezenia w drucie musza byc utrzymane na niewielkim poziomie. Wskutek te- go, to znane rozwiazanie moze byc z korzyscia zastosowane jedynie przy nizszych predkosciach.

W zwijarkach, w których ani przy rozruchu, ani przy normalnej pracy nie ma polaczenia o stalym przelozeniu, i w których do napedu sluzy » silnik o regulowanych obrotach, wzglednie sprze¬ glo slizgowe, lulb sprzeglo indukcyjne w przypad¬ ku zwijania grubszych drutów i przy zastosowa¬ niu wiekszego wyibiegu drutu mozna uzyskac pra¬ widlowe dzialanie ukladu. W przypadku jednak zwijania druitu o srednicy rzedu setnych milimet¬ ra nie mozna zastosowac tego rozwiazania, a to ze wzgledu na zmieniajace sie masy, z powodu niepewnosci przy tworzeniu sygnalu sterujacego, a takze z powodu licznych innych czynników wplywajacych na zsynchronizowanie obrotów 92 4833 92 483 4 szpuli nawijajacej w stosunku do napedu zfwiijar¬ ki ciagarki.

Badania rozwojowe w dziedzinie zwijarek cia¬ garek do cienkich i bardzo cienkich drutów zmie¬ rzaja do zwiekszenia predkosci ciagnienia i wiel¬ kosci szpul, postep zas w tej dziedzinie jest u- trudniony przez liczne problemy wystepujace przy rozruchu, podczas normalnej pracy i przy zatrzymywaniu urzadzenia. Krytyczna chwila jiest poczatek rozruch/u, gdyz przy rozruchu regu¬ lowanym niezaleznie od ciagarki przy takim nag¬ lym uruchomieniu rozruch nie jest latwy. Powo¬ duje to brak koniecznej pewnosci ruchowej.

Zwlaszcza w przypadku bardzo cienkich drutów i przy duzych predkosciach z powodu braku syn¬ chronizacji obrotów w okresie miedzy uruchomie¬ niem"! zatrzymaniem maszyny juz przy rozruchu moze nastapic zerwanie drutu, alibo tez przy kaz¬ dym zatrzymywaniu moze nastepowac zrywanie drutu. Z powodu wspomnianych niedoskonalosci zwijarka przez caly czas musi byc napedzana z mala predkoscia, co znacznie obniza wydajnosc, a wskutek duzych poslizgów, elementy ukladu na¬ pedowego i tarcze napedowe ulegaja przedwczes¬ nemu zuzyciu przez scieranie.

Przy zastosowaniu wrzecion, na które mozna nawinac niewiele drutu, czas uruchomienia zwi¬ jarki jest duzy na skutek koniecznosci czestej wymiany wrzecion, ponadto powstaje przy tym duzo odpadów drutu.

Jak z powyzszego wynika znane zwijarki moga byc zastosowane do zwijania drutów z duza predkos¬ cie jedynie o malych srednicach i tylko na duze wrzeciona przy zachowaniu pewnych kompromi¬ sów, co jest zwiazane z wadami sprzezenia mie¬ dzy torem ciagarki i zwijarka.

Zadaniem wynaladsu jest zbudowanie ukladu napedowego zwijarki dla ciagnienia drutu cien¬ kiego i wlosowego, w którym polaczenie o stalym przelozeniu w poczatkowej fazie rozruchu pozwo¬ liloby na unikniecie tarcia i czesciowo na rozpe¬ dzenie ukladu oraz pozwoliloby na duza pewnosc ruchowa.

Zadanie to rozwiazano zgodnie z wynalazkiem przez to, ze uklad sterowania napedu zwijarki ciagarki z elementem sprzegajacym,, który przy rozruchu maszyny utrzymuje polaczenie wymuszo¬ ne az do osiagniecia predkosci obrotowej walka szpuli okreslonej wzorem dm Vc=Vn , przy czym: Vc oznacza obwodowa predkosc szpuli Vn — predkosc ciagarki, dm — srednice rdzenia szpuli, dp — srednice zewnetrzna szpuli, ma ele¬ menty czujnikowe i elementy korekcyjne do ba¬ dania i regulacji stanu naciagu drutu, i ze za posrednictwem walka o zmodyfikowanych obro¬ tach przekazany zostaje naped elementu sprzeglo¬ wego, przy czyim element napedowy uzalezniony jest od iimpuilsów korekcyjnych a niezaleznie od ilosci obrotów napedu zwalnia element sprzeglo¬ wy przy okreslonej szybkosci, zdefiniowanej wzo¬ rem Vc=Vn , dP tak, ze elementy hamulcowe do sprzegania ze sta¬ lym przelozeniem przy zatrzymywaniu ciagarki ze szpula, z dowolnie nawinieta na niej iloscia drutu, sa w zwijarce posrednio sprzezone i pola¬ czone z walkiem szpuli.

Zastosowanie napedu zwijarki wedlug wynalaz¬ ku z elementem sprzeglowym do tworzenia pola¬ czenia przy stalym przelazeniu umozliwia przy rozruchu, bez pomocy sterowania druliem unik¬ niecia tarcia w ukladzie zwijarki i pozwala na rozpedzenie calego ulklkdu. W tym okresie drut nie jest naprezany i stosunek obrotów ustalany jest przez przekladnie. W koncowym okresie roz¬ ruchu wynalazek pozwala na lagodne rozpedze¬ nie czesciowo juz rozpedzonej zwijarki do zwyk¬ lej predkosci znamionowej. Podczas zwijania predkosc i naciajg drutu na calej dlugosci nawi¬ jania jest w przyfbllizeniu staly. Po zakonczeniu zwijania, w przypadku calkowicie nawinietej szpuli, nastepuje jednoczesne zatrzymanie szpuli i elementów ciagarki, natomiast w przypadku czesciowo nawinietej szpuli nastepuje jednoczesne zatrzymanie tylko w przypadku wczesniejszego wyhamowania szpuli i elementu napedowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony blizej w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia naped zwijarki bez ukladu korekcyjnego w czesciowym przekroju wzdluz¬ nym, fig. 2 — sprzeglo i uklad hamujacy w prze¬ kroju wzdluznym* fig. 3 — sprzeglo i kolo paso¬ we z fig. 2 w przekroju poprzecznym, fig. 4 — uklad regulacji predkosci zwijania ze stalym na¬ ciagiem, a fig. 5 — programowany uklad regula¬ cji predkosci zwijania.

Jak przedtstawiono na rysunku fig. 1\ drut przechodzi z bebna 1 ciagarki przez prowadnik 3 umieszczony na prowadnicach 2. Na prowad¬ niku 3 zamocowana jest rolka prowadzaca 5. Be¬ ben 1 ciagarki osadzony jest na walku 6 nape¬ dzanym ze stala predkoscia, albo napedzanym przez przekladnie bezstopniowa. Na drugim kon¬ cu walka 6 zamocowane jest kolo pasowe 7. Ko¬ lo pasowe 7 polaczone jest pasem gumowym (lufo innym gietkim pasem) z kolem pasowym 12, któ¬ re obraca sie wspólnie ze sprzeglem rozlacznym 11 zamocowanym na walku 10 silnika elektrycz¬ nego. Do bocznej powierzchni kola pasowego 12 polaczona jest polówka 14 sprzegla z zewnetrz¬ nymi plytkami 13. Pomiedzy zewnetrznymi plyt¬ kami 13 znajduja sie wewnatrzne plytki 16 po¬ laczone na wpust z piasta 15 zaklinowana na wal¬ ku 10. Na piascie 15 nalozony jest elektromagnes 17 do laczenia plytek 15 i 16. Na elektromagnesie zamocowany jest w odpowiedni sposób pierscien slizgowy 18 do doprowadzania pradu. Na drugim koncu walka 10 elementu napedowego 9, znajdu¬ je sie kolo pasowe 19. Pas 20 laczy kolo pasowe 19 z kolem pasowym 22, zamocowanym na walku 21 szpuli ulozyiskowanym w obudowie 4, ale po¬ laczenie walka 10 z walkiem 21 szpuli moze byc równiez polaczeniem bezposrednim. Na drugim 26 34 40 45 50 55 605 $2 483 6 koncu walka 21 w sposób pozwalajacy na wy¬ miane zamocowana jest s^puOa 23.

W ukladzie wedlug wynalazku do regulacji ob¬ rotów elementu napedowego 9, w którym regula¬ cja jest uzalezniona od sily naciagu drutu, drut odwija sie z bebna 1 ciagarki i przechodzi przez czujnik 24 naciagu do rolki prowadzacej 5. Z czujnikiem 24 naciagu polaczone jest ramie 27 od- chylnaj dzwigni obciazonej sprezyna 26 wzglednie przeciwwaga 25. Ramie 27 dzwigni zamocowane jest na czopLe 28, na którymi na drazku przyle¬ gajacym do czujnika 24 naciagu zamocowana jest plytka metalowa 29. Ta plytka metalowa 29 wcho¬ dzi w otwór 31 czujnika 30 (tak zwanego inicja¬ tora). Wyjscie z czujnika 30 polaczone jest z wej¬ sciem licznika 32 (itak zwany .element pamiecio¬ wy). Licznik 32 posiada przycisk 33 do sprowa¬ dzania go do stanu poczatkowego. Wyjscie z licz¬ nika 32 polaczone jest z jednym wejsciem suma¬ tora 34, zas na drugie wejscie tego sumatora po¬ dawany jest sygnal proporcjonalny do predkosci ciagnienia ciagarki. Zsumowane impulsy na wyj- scLu sumatora 34 doprowadzane sa do ukladu za¬ silajacego 35 i zmieniaja wielkosci napiecia za¬ silajacego doprowadzonego do. elementu napedo¬ wego 9 (fig. 4).

W innej odmianie wykonania Ukladu zasilania napedu wedlug wynalazku regulacja obrotów e- lemenitu napedowego 9 jest uzaleznione od liczby nawinietych warstw szczególnie cienkiego drutu na drazku 36 rolki prowadzacej 5 wykonujacej ruch posuwisto-zwrotny, na którym umieszczona- jest krzywka 37. Krzywka 37 wspólpracuje z mi¬ krowylacznikiem 38 i uruchamia mikrowylacznik 38 po nawinieciu kazdych dwóch warstw drutu.

Mikrowylacznik 38 polaczony jest z licznikiem 32 elementu pamieciowego, który jest przylaczony do jednego wejscia sumatora 34. Na drugie wej¬ scie tego sumatora podawany jest sygnal propor¬ cjonalny do predkosci ciegnienia drutu ciagarki.

Zsumowane impulsy na wyjsciu sumatora dopro¬ wadzane sa do ukladu zasilajacego 35 i zmieniaja napiecie zasilajace elementu napedowego 9, co pozwala na regulacje jego obrotów (fig. 5).

Przy uruchamianiu ciagarki, walek 6 bebi]a 1 poprzez kolo pasowe 7 i pas 8, napedza kolo pa¬ sowe 12, które za posrednictwem sprzegla 11 na¬ pedza walek 10 elementu napedowego 9. Takie sztywne sprzezenie trwa az do rozpedzenia wal¬ ka 6 bebna ciagarki. Do elementu napedowego 9 doprowadzany jest prad w celu przyspieszenia obrotów walka 10 i przez kolo pasowe 19, pas oraz kolo pasowe 22 i walek 21 napedza za¬ mocowana na nim szpule, az do uzyskania obro¬ tów znamionowych, po czym rozlacza sie sprze¬ glo 11. Dzieki zastosowaniu rozwiazania wedlug wynalazku mozna uzyskac idealnie zwolniony roz¬ ruch, przy czym zawsze wykluczone jest, aby u- rzadzenie zwijajace rozpedzilo sie szybciej,, niz ciagarka.

W przypadku, gdy zamiast sprzegla zastosowa¬ ne zastalo lozysko walcowe, lub jakies inne lozy¬ sko, wówczas przy rozruchu elektromagnes 17 za¬ pewnia utworzenie polaczenia sztywnego pomiedzy szpula 23 i walkiem 6 ciagarki. Po rozpedzeniu szpuli przez polaczenie sprzezone nastepuje dalsze zwiekszenie obrotów szpuli 23 przez zwiekszenie obrotów elementu napedowego 9 w tyni przypad¬ ku, tak, ze zmienia sie napiecie w ukladzie zasi¬ lajacym 35, przez co, z dowolna dokladnoscia mo¬ ze byc ustalana szybkosc obwodowa szpuli od¬ powiadajaca srednicy nawijanego rdzenia szpuli.

Gdy tylko obroty walka 10 elementu napedowego przekrocza obroty kola pasowego 12 sztywne pola¬ czenie sprzegla zostaje rozlaczone, a obroty szpuli ustalone sa w zaleznosci od predkosci ciagnienia i w zaleznosci od obwodu pradowego licznika 32 elementu pamieciowego Ze wzgledu na zmiane sily naciagu przy odwija- niu drutu z bebna ciagarki, drut przebiega przez czujnik 24 sily naciagu, który jest polaczony z wahliwym ramieniem obracajacym sie wokól osi obrotu czopa 28. Z czujnika naciagu drut przecho¬ dzi na rolke prowadzaca 5, gdzie naciagany jest przez przeciwwage 35 wzglednie sprezyne 26 za¬ mocowana do ramienia dzwigni 27. W zaleznosci od liczby warstw nawinietych na szpuli zwieksza sie naciag drutu, przez co cienka plytka metalo¬ wa 29 wysuwa sie z otworu czujnika 30. Urucha¬ mia to licznik 32 i powoduje regulacje napiecia ukladu zasilajacego 35, co przeciwdziala zwieksze¬ niu obrotów szpuli. Przez ciagla (sygnal analogo¬ wy) zmiane napiecia z ukladu zasilajacego lub przez skokowa z dowolnie malym skokiem (syg¬ nal cyfrowy) mozna korygowac obroty elementu napedowego 9.

W przypadku, gdy predkosc ciagarki zmienia sie w czasie ciagnienia to i napiecie w ukladzie 55 zasilajacym 35 zmienia sie równiez pod dzialaniem sygnalu podawanego z sumatora w zaleznosci od predkosci ciagnienia.

W przypadku zatrzymania maszyny, a takze w po przypadku nawiniecia calej szpuli uruchomiony zo¬ staje elektromagnetyczny hamulec plytkowy znaj¬ dujacy sie na walku 10 elementu napedowego 9.

Walek 21 szpuli i walek 6 bebna ciagarki za po¬ srednictwem plytek 13, 16, zostaja sztywno pola- 65 czone zas do elementu napedowego zostaje prze- Przy nawijaniu bardzo cienkich drutów,* kiedy nie mozna w sposób niezawodny uruchamiac ra- mienia 27 czujnika 24 naciagu nawijanego drutu, drut z bebna ciagarki poprzez rolke prowadzaca podawany jest na odbiorcza szpule 23 (fig. 5).

Krzywka 37 umocowana na drazku 36 wykonuja¬ cym te same ruchy posuwisto-zwrotne co i rolka 40 prowadzaca, uruchamia mikrowylacznik 38 i zlicza przesuniecia tak, ze po nawinieciu kazdych dwóch warstw powoduje wyslanie jednego sygnalu. Gdy licznik 32 zlicza narastajace warstwy i zmienia na¬ piecie w ukladzie zasilania 35, to ilosc obrotów 45 na szpuli jest redukowana wedlug zaprogramowa¬ nia. Licznik 32 moze byc sprowadzony do stanu poczatkowego' przez nacisniecie przycisku 33.

Umozliwia to ponowne rozpoczecie nawijania w przypadku zatrzymania nawiijarki przy niepelnym 50 nawinieciu szpuli 23 i zachlowanie stanu licznika 32, po czym mozna znów kontynuowac dalsze na¬ wijanie drutu.92 483 rwane doprowadzanie pradu, a walefe 10 po zmniej¬ szeniu jego obrotów do obrotów kola pasowego 12 zostaje zatrzymany wraz z walkiem 21 szpuli.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Uklad sterowania i inapedu, zwlaszcza do na¬ wijania na szpule cienkiego i bardzo cienkiego drutu z elementem sprzeglowym, kltc ruchu maszyny utrzymuje polaczenie wymuszone az do osiagniecia predkosci obrotowej walka szpu- (32, 33, 34, 35) do badania i regulacji stanu nacia¬ gu drutu, i ze za posrednictwem walka (10) o zmo¬ dyfikowanych obrotach przekazany zostaje naped elementu sprzeglowego (11), przy czym element na¬ pedowy (9) uzalezniony jest od impulsów korek¬ cyjnych, a niezaleznie od ilosci obrotów napedu zwalnia element sprzeglowy (11) przy okreslonej 10 szybkosci zdefiniowanej wzorem Vc=Vn- tak, li, okreslonej wzorem Vc=Vn- -, przy czym: Vc oznacza predkosc obwodowa szpuli, Vn — pred¬ kosc ciagarki, dm — srednice rdzenia szpuli, dp — srednice zewnetrzna szpuli, zas po przekroczeniu tej predkosci rozprzega polaczenie, znamienny tym, ze element sprzegajacy (11) ma elementy czujnikowe (24, 29, 30, 31) i elementy korekcyjne 15 20 ze elementy hamulcowe (13, 14, 15, 16, 17, 18) do sprzegania ze stalym przelozeniem przy zatrzymy¬ waniu ciagarki ze szpula (23) z dowolnie nawinie¬ ta na niej iloscia drutu sa w zwijarce posrednio sprzezone i polaczone z walkiem szpuli.

2. Uklad sterowania i napedu wedlug zasftrz. 1, znamienny tym, ze ufklad hamulcowy (13, 14, 15, 16, 17, 18) przy uruchamianiu walka (21) szpuli i walka (6) bebna ciagarki jest wprowadzany w ruch wymuszony. Fig. 1 V fy2 Fig 392 483 7, a r? nt- Figa Fig-5