DE4417009C1 - Vorrichtung zur Meßwertübertragung - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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.

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 zeigt

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch Galette, Hohlwelle und Meßwertübertrager,

Fig. 2 in ähnlicher Darstellung eine Ausführungsform, bei der die Meßfühler elektrisch und mechanisch von den Verbindungsleitungen getrennt werden können, und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab das galettenferne Ende eines geteilten Schutzrohres mit dem rotierenden Teil des Meßwertübertragers.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur kontaktlosen Meßwertübertragung von einer auf einer Hohlwelle befestigten Rolle, insbesondere einer Heizgalette, auf ein feststehendes Maschinenteil mit

• 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.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturfühler (3), Schutzrohr (11) und Rotor (10, 13) eine einzige Baueinheit bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Temperaturfühler (3) an einem vom Schutzrohr (11) gehaltenen Träger (16) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler (3) elektrisch und mechanisch lösbar am Träger (16) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Umformerschaltung enthaltender Elektronikbaustein (13) in einem dem Rotor (10) benachbarten Teil (12) des Schutzrohres (11) gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterplatte (13A, B, C) des Elektronikbausteins (13) auf der einen Seite (13C) in einen Spulenträger (10A) des Rotors (10, 13) hineinragt und auf der anderen Seite (13B) als Anschlußbereich für die Verbindungsleitungen (18) zu den Temperaturfühlern (3) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (11) geteilt ist und die beiden Schutzrohrteile (11A, 11B) mit Gewinde (20) versehen und miteinander verschraubt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei auseinandergeschraubten Schutzrohrteilen (11A, 11B) der Anschlußbereich der Verbindungsleitungen (18) am Elektronikbaustein (13) bzw. an der Leiterplatte (13B) zugängig ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (10, 13), vorzugsweise an seiner Stirnseite (21), ein als Drehzahlgeber dienender Magnet (22) angeordnet ist.