Катушкодержатель для оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины
Изобретение касается катушкодержателя для приема катушки, которая предназначена для разматывания жильного материала, причем этот катушкодержатель предусмотрен для применения в оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машине и предназначен для того, чтобы при эксплуатации машины вращаться относительно нее. Катушкодержатель имеет устройство измерения силы растяжения для измерения силы растяжения жильного материала, разматываемого с катушки, и первое устройство передачи данных для передачи данных. В соответствии с изобретением первое устройство 4 передачи данных предназначено для передачи измеренных значений измерения силы растяжения второму, расположенному вне катушкодержателя устройству передачи данных. Благодаря этому могут заблаговременно распознаваться слишком низкие или слишком высокие силы растяжения жильного материала на отдельных катушкодержателях. Благодаря передаче номинальных значений силы растяжения от второго устройства передачи данных к первому устройству передачи данных и с помощью надлежащего устройства управления и регулирования на катушкодержателе может поддерживаться практически постоянная сила растяжения. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящим все содержание приоритетной заявки DE 10 2014 014 149.7 путем ссылки делается составной частью настоящей заявки.
Изобретение касается катушкодержателя для приема катушки, которая предназначена для разматывания жильного (жгутообразного) материала, причем этот катушкодержатель предусмотрен для применения в оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машине. При этом под жильным (жгутообразным) материалом понимается вытянутый в длину, имеющий форму жилы (жгута) материал, в частности, но не исключительно проволока, которая может содержать железо, но предпочтительно состоит из цветных металлов, или текстильные волокна, углеродные волокна или другие имеющие форму жил углеродные материалы.
Кроме того, изобретение касается системы измерения силы растяжения для измерения силы растяжения жильного материала, разматываемого с катушки, оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины, имеющей такую систему измерения силы растяжения, соответствующего способа измерения силы растяжения, а также системы визуализации для оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины.
Оплеточные машины, в частности ротационные оплеточные машины, применяются для изготовления полых рукавных оплеток из перерабатываемого жильного материала, в частности из металлических проволок, пряжи или синтетических волокон, или (путем последующего вальцевания такой рукавной оплетки) плоских многожильных плетеных изделий, изделий, плетеных «косичкой», или также для оплетки, например, кабеля, с проволочной плетенкой или для изготовления тел низкой массы, в частности в легких конструкциях, путем плетения углеродных волокон или других имеющий форму жил (жгутов) карбоновых материалов. Областями применения изготовленных таким образом технических плетеных изделий являются, например, экранировок электрических кабелей от электромагнитных полей или оболочки для защиты кабелей или рукавов от механических нагрузок. Другим применением является изготовление медицинских плетеных изделий для сосудистых имплантатов, например, стенты или сосудистые протезы.
При эксплуатации оплеточной машины несколько жил предназначенного для сплетания жильного материала обматываются в противоположных направлениях под определенным углом вокруг оси плетения, соответственно, вокруг предназначенного для оплетания жильного материала, например, кабеля, и при этом перекрещиваются друг с другом по определенному образцу, вследствие чего получается желаемое плетеное изделие.
Обмоточные машины по своему принципу действия похожи на оплеточные машины, с той разницей, что жилы предназначенного для переработки жильного материала не соединяются друг с другом методом тканья, а свободно лежат друг на друге, соответственно, на обматываемом жильном материале. Обмоточные машины могут наносить на предназначенный для обматывания жильной материал один или же несколько слоев обмотки. Обмоточные машины применяются, например, для изготовления шнуров или тросов, экранировок для рукавов или кабелей, или усилений для напорных рукавов.
Спираленавивочные машины по своему принципу действия практически соответствуют обмоточным машинам, при этом предназначенный для сплетания жильный материал предпочтительно является пластически деформируемым, и поэтому при обмотке вокруг оси плетения, соответственно, вокруг предназначенного для оплетания жильного материала образует самонесущую спираль. Спираленавивочные машины применяются, например, для наложения на кабели оболочек в виде винтовой линии из медных проволок или мягких стальных проволок.
Для всех рассмотренных машин общим является то, что они имеют несколько катушкодержателей, на которых расположено по меньшей мере по одной катушке, на которой намотана жила (жгут) предназначенного для переработки жильного материала и с которой эта жила при эксплуатации машины разматывается и перерабатывается. Катушкодержатели предназначены для того, чтобы при эксплуатации машины вращаться относительно нее. При этом разматываемый жильный материал обводится вокруг оси плетения, соответственно, вокруг предназначенного для оплетания жильного материала, движущегося одновременно в своем продольном направлении.
Ниже изобретение описывается на примере оплеточной машины для проволоки в качестве предназначенного для сплетания жильного материала, т.е. для изготовления проволочных плетеных изделий. Однако это не является ограничением; изобретение может также применяться для других оплеточных, обмоточных или спираленавивочных машин для переработки любого жильного материала.
При эксплуатации оплеточной машины важную роль играет сила растяжения, т.е. механическое натяжение проволок, разматываемых с катушек: при слишком низкой силе растяжения картина плетения изготавливаемого плетеного изделия может быть неравномерной, проволоки могут «спутываться» друг с другом внутри машины или даже рваться. При слишком высокой силе растяжения, в частности при высоких скоростях технологического процесса, проволоки тоже могут рваться. То и другое ведет к повышенному браку и/или к увеличенным простоям машины и поэтому повышает издержки производства.
Для установки и регулировки силы растяжения проволоки в уровне техники обычно применяются механические решения, в частности установленный на катушкодержателе механический ленточный или колодочный тормоз для катушки в сочетании с механической системой управления или регулирования для воздействия на тормозной момент, передаваемый тормозом на катушку, в зависимости от диаметра навивки катушки и/или силы растяжения проволоки.
В отличие от этого, US 7,270,043 B2 предлагает осуществлять электрический привод с варьируемой скоростью нижних, радиально наружных катушек ротационной оплеточной машины, сходящая проволока которых механически перенаправляется для пропускания ее над верхними, радиально внутренними катушками или под ними. При этом номинальная скорость схода проволоки через контактное кольцо или же беспроводным путем передается на катушкодержатель, и скорость схода проволоки на катушках регулируется так, чтобы она соответствовала скорости производства плетеного изделия. Тем самым должны устраняться импульсные отклонения в натяжении проволоки, которые обусловливаются процессом отклонения проволоки и продвижения проволоки.
Однако технические проблемы с такими устройствами управления и регулирования, такие как, например, неправильная настройка катушкодержателя или износ тормоза, могут распознаваться пользователем только опосредствованно, когда возникает один из вышеназванных симптомов слишком низкой или слишком высокой силы растяжения, такой как неравномерная картина плетения или разрыв проволоки.
Поэтому в основе настоящего изобретения лежит задача, усовершенствовать управление и/или регулирование силы растяжения жильного материала, разматываемого с катушек оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины, и при этом, в частности, обеспечить возможность заблаговременного распознавания слишком низкой или слишком высокой силы растяжения.
Эта задача решается с помощью катушкодержеталя по п.1 формулы изобретения, системы измерения силы растяжения по п.9 формулы изобретения, оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины по п.11 формулы изобретения, способа измерения силы растяжения по п.12 формулы изобретения, а также системы визуализации по п.13 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения.
В основе изобретения лежит катушкодержатель для приема катушки, которая предназначена для разматывания жильного (жгутообразного) материала, причем этот катушкодержатель предусмотрен для применения в оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машине и предназначен для того, чтобы при эксплуатации машины вращаться относительно нее. Как уже упомянуто выше, ниже изобретение описывается на примере оплеточной машины для проволоки.
Катушкодержатель имеет устройство для измерения силы растяжения для измерения силы растяжения разматываемой с катушки, т.е. сходящей проволоки. Устройство измерения силы растяжения основывается предпочтительно на механических, оптических, электромагнитных или других физических принципах. У механического устройства измерения силы растяжения предпочтительно измеряется отклонение измерительной скобы, прижимаемой к сходящей проволоке. У оптического устройства измерения силы растяжения предпочтительно линия, описываемая сходящей проволокой, обнаруживается оптическими сенсорами, в частности камерой, и предпочтительно аналитически оценивается ее форма или ее колебания. Такие устройства измерения силы растяжения известны в уровне техники и поэтому здесь подробнее не описываются.
Кроме того, катушкодержатель имеет первое устройство передачи данных для передачи, в частности для отправки и/или приема данных. Первое устройство передачи данных представляет собой предпочтительно электронное, более предпочтительно цифровое устройство передачи данных. Предпочтительно первое устройство передачи данных поддерживает по меньшей мере один из распространенных проводных или беспроводных технических стандартов, соответственно, стандартных протоколов передачи данных, предпочтительно Ethernet, IP, CAN-Bus, WLAN, Bluetooth, Zigbee или ANT.
В соответствии с изобретением первое устройство передачи данных предназначено для передачи измеренных значений измерения силы растяжения второму, расположенному вне катушкодержателя устройству передачи данных. Второе устройство передачи данных предпочтительно расположено относительно машины неподвижно, однако может быть также расположено подвижно относительно машины или пространственно независимо от машины, предпочтительно мобильно у оператора машины.
Предпочтительно значения измерения силы растяжения передаются вместе с идентификацией данного катушкодержателя, в частности номером или идентификационным кодом. Таким образом измеренные на отдельных катушкодержателях значения силы растяжения, предпочтительно в реальном времени и/или вместе с идентификацией данного катушкодержателя, могут с помощью надлежащего устройства отображения сообщаться вторым устройством передачи данных оператору машины, сохраняться в памяти и/или дополнительно обрабатываться надлежащим образом, предпочтительно для документирования процесса.
Блок отображения также предпочтительно расположен неподвижно относительно машины, однако может быть также расположен подвижно относительно машины или пространственно независимо от машины, предпочтительно мобильно у оператора машины. Второе устройство передачи данных и блок отображения предпочтительно вместе интегрированы в один прибор, предпочтительно в управление машины или в мобильный прибор, предпочтительно планшетный компьютер или ноутбук. Однако этот мобильный прибор может также содержать только блок отображения, на который при ретрансляции данных передаются данные от второго устройства передачи данных.
Благодаря этому оператор может заблаговременно распознавать слишком низкие или слишком высокие значения силы растяжения и для улучшенного поиска ошибок прямо относить их к отдельным катушкодержателям. При этом качество изготовления становится более независимым от «экспертного знания» оператора. Кроме того, излишним становится также применяемое в оплеточных машинах в уровне техники, отдельное устройство контроля разрыва проволоки, так как измеренное значение силы растяжения, равное нулю, уже указывает на разрыв проволоки, после чего машина предпочтительно автоматически отключается.
В другом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя он имеет устройство управления и/или регулирования для управления, соответственно, регулирования силы растяжения жильного материала, разматываемого с катушки. Благодаря этому сила растяжения не только контролируется, но и целенаправленно адаптируется и корректируется.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя первое устройство передачи данных предназначено, кроме того, для приема номинальных значений силы растяжения от второго устройства передачи данных. Таким образом режим управления и/или регулирования системы управления или регулирования тормоза катушкодержателя, которая в уровне техники отличается жесткой, в частности механической связью между устройством измерения силы растяжения и тормозом катушкодержателя, может динамически, предпочтительно в реальном времени, адаптироваться к требованиям производства. В частности, благодаря этому могут устраняться ошибки плетения и разрывы проволоки, возникающие при высоких скоростях технологического процесса.
Передача данных от первого ко второму устройству передачи данных осуществляется предпочтительно с помощью расположенного неподвижно относительно машины контактного кольца, по которому совершает круговое движение расположенный на катушкодержателе и вращающийся вместе с ним скользящий контакт, образующий часть первого устройства передачи данных.
В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя первое устройство передачи данных предназначено, однако, для беспроводной передачи данных, предпочтительно посредством электромагнитных волн, в частности посредством радиосигналов или световых сигналов, или посредством индуктивной связи, к и/или от второго устройства передачи данных. Таким образом, становится излишним проводное соединение между вращающимися катушкодержателями и расположенным вне этих катушкодержателей вторым устройством передачи данных. В случае индуктивной связи предпочтительно первый индуктивный передаточный элемент установлен на первом устройстве передачи данных на катушкодержателе, а второй индуктивный передаточный элемент неподвижно на машине или, совместно вращаясь, на роторе для плетения.
В другом особенно предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя первое устройство передачи данных предназначено для передачи данных через разматываемый с катушки жильный материал к и/или от второго устройства передачи данных. Это предполагает, что передача данных осуществляется с помощью электрических сигналов, и что жильный материал является электропроводным. Предпочтительно этот вид передачи данных применяется, когда жильный материал представляет собой металлическую проволоку. Тогда электрические сигналы могут сниматься с помощью второго устройства передачи данных на сплетаемом, соответственно, оплетаемом продукте, соответственно, запитываться в него, предпочтительно на оттяжном диске, оттягивающем продукт с втулки для плетения, на которой осуществляется сплетание, или на самой втулке для плетения.
При этом варианте осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя для передачи данных используется уже существующее электрическое соединение между вращающимися катушкодержателями и неподвижной частью машины в виде предназначенного для переработки жильного материала. Благодаря этому может, с одной стороны, применяться технически более простая проводная, чем технически более затратная беспроводная передача данных, с другой стороны, становятся излишними дополнительные электрические соединительные провода для передачи данных.
В другом варианте осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя этот катушкодержатель имеет устройство энергоснабжения, имеющее генератор для выработки электрической энергии, в частности имеющее динамо, электродвигатель или ротор генератора, которое предназначено для энергоснабжения катушкодержателя.
В том случае, когда устройство энергоснабжения имеет динамо, его привод предпочтительно осуществляется вращающейся катушкой или роликами для направления проволоки. Также предпочтительно привод динамо осуществляется посредством приводного колеса, в частности зубчатого колеса или фрикционного колеса, с помощью ротора для плетения, вращающегося предпочтительно в противоположном направлении, на котором закреплены другие катушкодержатели, или с помощью неподвижных конструктивных элементов машины, таких как опорная плита.
В том случае, когда устройство энергоснабжения имеет электродвигатель, он предпочтительно расположен в катушкодержателе и работает в режиме торможения, причем тогда этот электродвигатель одновременно может служить электромагнитным тормозом катушки. Отсюда следует то дополнительное преимущество, что отпадает принятый в уровне техники механический тормоз катушки.
В том случае, когда устройство энергоснабжения имеет ротор генератора, предпочтительно в расположенном напротив роторе для плетения, вращающемся предпочтительно в противоположном направлении, установлены постоянные магниты, которые индуцируют напряжение в роторе, предпочтительно имеющем проволочную петлю.
В другом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя он имеет устройство передачи энергии для приема и/или для преобразования электрической энергии, в частности электрическое контактное устройство или индуктивный элемент связи, которое предназначено для энергоснабжения катушкодержателя.
Аналогично вышеназванным вариантам осуществления для передачи данных в случае электрического контактного устройства предпочтительно на устройстве передачи энергии на катушкодержателе расположен вращающийся скользящий контакт, а неподвижно на машине - контактное кольцо; в случае индуктивного элемента связи предпочтительно на устройстве передачи энергии на катушкодержателе установлен первый индуктивный передаточный элемент, а неподвижно на машине или, совместно вращаясь, на роторе для плетения - второй индуктивный передаточный элемент.
В другом особенно предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретением катушкодержателя устройство передачи энергии предназначено для приема электрической энергии через разматываемый с катушки жильный материал.
Аналогично вышеописанной передаче данных через разматываемый с катушки жильный материал это предполагает, что жильный материал является электропроводным. Тогда электрическая энергия может запитываться на сплетаемом, соответственно, оплетаемом продукте, предпочтительно на оттяжном диске или на втулке для плетения. Преимущества этого варианта осуществления также получаются практически аналогично вышеописанному варианту осуществления с передачей данных через разматываемый с катушки жильный материал.
Изобретение касается, кроме того, системы измерения силы растяжения. Предлагаемая изобретением система измерения силы растяжения имеет несколько катушкодержателей по меньшей мере по одному из вышеописанных вариантов осуществления и второе, расположенное вне катушкодержателей устройство передачи данных. Система измерения силы растяжения предназначена для одно- или двунаправленной передачи данных между первыми устройствами передачи данных катушкодержателей и вторым устройством передачи данных. В зависимости от варианта осуществления катушкодержателей, система измерения силы растяжения может быть также предназначена для обеспечения других функций, описанных выше в связи с катушкодержателями. Возможно также дооснащение существующей оплеточной машины предлагаемой изобретением системой измерения силы растяжения, для чего по существу должны заменяться катушкодержатели и дополнительно предусматриваться второе устройство передачи данных.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемой изобретением системы измерения силы растяжения она имеет также устройство обработки данных, которое соединено со вторым устройством передачи данных и предназначено для того, чтобы сохранять в памяти, аналитически оценивать и/или отображать данные, которые были переданы от первых устройств передачи данных во второе устройству передачи данных. Благодаря этому, как уже упомянуто выше, в том числе, становится возможной заблаговременной распознаваемость слишком низких или слишком высоких сил растяжения, а также документирование процесса.
Изобретение касается также оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины, которая оснащена предлагаемой изобретением системой измерения силы растяжения.
Изобретение касается, кроме того, способа измерения силы растяжения для выполнения на предлагаемой изобретением системе измерения силы растяжения. При предлагаемом изобретением способе устройства измерения силы растяжения катушкодержателей измеряют значения измерения силы растяжения, и первые устройства передачи данных передают эти значения измерения силы растяжения второму устройству передачи данных. В зависимости от варианта осуществления катушкодержателей в системе измерения силы растяжения предлагаемый изобретением способ может выполнять и другие из функций, описанных выше в связи с катушкодержателями.
Изобретение касается также системы визуализации для оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины. При этом под системой визуализации понимается система, с помощью которой определенным, предпочтительно зависящим от времени образом может формироваться оптическое изображение по меньшей мере одного компонента системы.
Предлагаемая изобретением система визуализации имеет оплеточную, обмоточную или спираленавивочную машину, снабженную несколькими катушкодержателями для помещения на каждый по катушке для разматывания жильного материала, причем эти катушкодержатели предназначены для того, чтобы при эксплуатации машины вместе вращаться относительно нее. Кроме того, система визуализации имеет устройство визуализации для периодического формирования изображения по меньшей мере одного катушкодержателя, которое предназначено для того, чтобы формировать изображение указанного по меньшей мере одного катушкодержателя в течение продолжительности каждого периода меньше чем в одну сотую, предпочтительно меньше чем одну тысячную, более предпочтительно меньше чем одну десятитысячную, еще более предпочтительно меньше чем одну стотысячную продолжительности времени оборота катушкодержателей, при этом продолжительность периода по существу равна продолжительности времени оборота катушкодержателей или ее целому кратному.
Благодаря этой синхронизации времени формирования изображения указанного по меньшей мере одного катушкодержателя с оборотом катушкодержателей оператор машины может видеть указанный по меньшей мере один катушкодержатель при каждом формировании изображения по существу в одном и том же месте. Таким образом оператор может также наблюдать и аналитически оценивать ход жильного материала, который разматывается с этого катушкодержателя и сплетается, во время процесса плетения по существу в одном и том же месте. В частности, сильное выпучивание или колебание проволоки может указывать на слишком низкую силу растяжения и вместе с тем на слишком слабо настроенный тормоз на рассматриваемом катушкодержателе. С помощью маркировок катушкодержателей, предпочтительно надписи с номерами или тому подобного, рассматриваемый катушкодержатель может однозначно идентифицироваться и после отключения машины снова разыскиваться, в частности с целью технического обслуживания этого катушкодержателя.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемой изобретением системы визуализации устройство визуализации представляет собой стробоскоп, затворные очки или комбинацию из источника света и прерывателя. При этом под стробоскопом обычным образом понимается источник света, который периодически испускает короткие вспышки света. Под затворными очками понимаются очки, которые, предпочтительно благодаря надлежащему расположению в стеклах очков поляризационных фильтров, могут периодически, отдельно или вместе для двух глаз, включать и выключать светопроницаемость стекол очков. Под прерывателем понимается предпочтительно вращающаяся диафрагма, которая может располагаться перед источником света, чтобы периодически пропускать и не пропускать его свет.
Названные устройства визуализации являются стандартными продуктами, благодаря чему возможна экономичная реализация системы визуализации.
Синхронизация устройства визуализации с круговой частотой катушкодержателей осуществляется предпочтительно путем ручной настройки частоты формирования изображения на устройстве визуализации или, в случае если устройство визуализации обеспечивает такую функцию, путем автоматической синхронизации, предпочтительно с создаваемым машиной опорным сигналом, который предпочтительно состоит из периодического светового сигнала, имеющего ту же частоту, что и круговая частота катушкодержателей.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения содержатся в прилагаемых чертежах со ссылкой на последующее описание. При этом показано:
фиг.1: схематизированное изображение предлагаемой изобретением системы измерения силы растяжения для оплеточной машины для проволоки;
фиг.2: схематизированное изображение с фиг.1 с дополнительной системой управления или регулирования.
Лежащая в основе примеров осуществления, оснащенная предлагаемой изобретением мехатронной системой измерения силы растяжения, оплеточная машина имеет большее количество катушкодержателей, предпочтительно от 8 до 36.
Система измерения силы растяжения в соответствии с фиг.1 имеет катушкодержатель 7, снабженный устройством 3 измерения силы растяжения проволоки, которое непосредственно или опосредствованно измеряет силу Fпроволоки растяжения проволоки 1, сходящей с катушки 2. Непосредственное измерение осуществляется предпочтительно с помощью интегрированного динамометрического сенсора. Опосредствованное измерение осуществляется предпочтительно по пути перемещения компенсирующего валика. При этом между путем перемещения кронштейна (рычага) или каретки компенсирующего валика и силой Fпроволоки растяжения проволоки существует прямая зависимость, которая служит для расчета силы Fпроволоки растяжения проволоки.
Значение измерения силы Fпроволоки растяжения проволоки передается в программируемый блок управления, в этом примере осуществления в микроконтроллер 4, и там обрабатывается и аналитически оценивается. На микроконтроллере 4 расположено или интегрировано с ним первое устройство 4 передачи данных, которое передает подготовленные значения измерения второму устройству 5 передачи данных, расположенному на блоке 5 отображения или интегрированному с ним. В системе измерения силы растяжения в соответствии с фиг.1 передача данных осуществляется беспроводным путем по радио, предпочтительно на частоте 2,4 ГГц. Кроме того, предпочтительно предназначенная для переработки проволока 1 для плетения может также сама использоваться в качестве среды для передачи данных, или может применяться индуктивный элемент связи.
Блок отображения/второе устройство 5 передачи данных может быть также расположено подвижно, предпочтительно на вращающемся круглом столе и неподвижно относительно него. В этом случае дополнительно может осуществляться ретрансляция данных на компоненты, расположенные вне круглого стола, в частности неподвижно относительно машины, предпочтительно с помощью контактного кольца.
Таким образом данные технологического процесса передаются между катушкодержателем 7 и вышестоящей инстанцией в иерархии технологического процесса, а именно, блоком 5 отображения, предпочтительно с целью документирования и/или визуализации технологических данных. Блоком визуализации, информации и ввода для оператора служит предпочтительно (не изображенное) управление машины или же внешний прибор управления, предпочтительно лэптоп или планшетный компьютер.
При этом передача данных технологического процесса осуществляется однонаправленно, но предпочтительно двунаправленно.
При однонаправленной передаче данных предпочтительно фактические данные, в частности сила Fпроволоки растяжения проволоки, передаются вышестоящему управлению машины и там дополнительно обрабатываются и/или сохраняются в памяти. Другими фактическими данными, наряду с силой Fпроволоки растяжения проволоки, являются предпочтительно предупредительные сообщения, когда превышаются определенные пороговые значения и пределы настройки, предпочтительно пределы износа тормозного узла 6, который более подробно описывается ниже.
При двунаправленной передаче данных предпочтительно от управления машины к катушкодержателям 7 дополнительно передаются номинальные данные, предпочтительно номинальная сила растяжения проволоки (см. ниже более подробное пояснение в связи с фиг.2).
Все фактические и номинальные данные предпочтительно передаются вместе с однозначной характеристикой катушкодержателя, которая позволяет однозначно присваивать эти данные какому-либо катушкодержателю 7.
Катушкодержатель 7 имеет также тормозной узел 6 для катушки 2 для создания требуемой силы Fпроволоки растяжения проволоки. В качестве тормоза для проволоки и катушки предпочтительно применяется механический ленточный, колодочный или дисковый тормоз. Кроме того, предпочтительно может также находить применение электрический тормозной двигатель или тормоз магнитного действия, в частности электромагнитный тормоз, вихреточный тормоз, гистерезисный тормоз или тормоз на основе реологической жидкости.
Кроме того, катушкодержатель 7 имеет (не изображенное) устройство энергоснабжения для электрических компонентов катушкодержателя 7. При этом энергоснабжение может осуществляться прямо через проволоку 1 для плетения от источника тока и напряжения, расположенного неподвижно относительно машины. Причем эффективно передаются предпочтительно малые количества энергии, в частности для снабжения (энергосберегающего) блока управления, устройства 3 измерения силы растяжения проволоки и некоторого, предпочтительно небольшого количества актуаторов. При этом втулка для плетения образует предпочтительно плюсовой полюс. Части, направляющие проволоку, на катушкодержателе 7 предпочтительно закреплены на изоляторе. Рама катушкодержателя 7 предпочтительно заземлена через поверхность скольжения, на которой вращаются катушкодержатели.
Предпочтительно применимо также устройство передачи энергии с помощью индуктивного элемента связи, совместно вращающегося, предпочтительно небольшого генератора тока или с помощью скользящих контактов. У индуктивного элемента связи электрическая энергия передается через две проволочные катушки, при этом предпочтительно неподвижная катушка выполняет функцию передатчика энергии, а подвижная катушка - функцию приемника энергии. Генератор тока или динамо интегрируется предпочтительно в катушкодержатель 7 и непосредственно или опосредствованно приводится в движение вращающейся катушкой 2 или сходящей проволокой 1. Предпочтительно могут также интегрироваться магниты в ротор для плетения, который одновременно выполняет функцию вращающегося держателя поверхности скольжения. Как только катушкодержатель 7, который при необходимости смонтирован на каретке держателя, вместе с расположенной на нем катушкой 2 проезжает мимо такого магнита, в расположенной на катушкодержателе 7 проволочной обмотке индуцируется напряжение.
Также предпочтительно катушкодержатель 7 может иметь, предпочтительно малый, аккумулятор или буферный конденсатор, который при останове машины или смене катушки 2 поставляет требуемую электрическую энергию и выполняет функцию буферного аккумулятора.
Показанная на фиг.2 система измерения силы растяжения дополняет ту, которая показана на фиг.1, электронной системой 8 управления и регулирования силы Fпроволоки растяжения проволоки, в которой заложена программа для воздействия на время и интенсивность реакции тормозного узла 6 с целью управления и регулирования силы Fпроволоки растяжения проволоки. Эта программа может предпочтительно изменяться путем вмешательства прямо в систему 8 управления и регулирования при неработающей машине, но, кроме того, предпочтительно также при движущейся машине с помощью первого и второго устройства 4, 5 передачи данных. Для этого предусмотрен компактный, свободно программируемый микроконтроллер 4, чтобы можно было гибко адаптировать алгоритм управления и регулирования к требованиям, предъявляемым к продукции и технологическому процессу. Микроконтроллер 4 снабжается электрической энергией с помощью вышеописанного устройства энергоснабжения.
Предпочтительно, дополнительно к вышеописанным значениям измерения силы растяжения проволоки, от управления машины и второго устройства 5 передачи данных в первое устройство 4 передачи данных и микроконтроллер 4 путем двунаправленной передачи данных передается номинальная сила растяжения проволоки, которая затем используется в качестве целевого значения для системы 8 управления и регулирования. При этом номинальная сила растяжения проволоки может предпочтительно предварительно вводиться оператором машины.
Управление и/или регулирование осуществляется предпочтительно с помощью актуатора 9 на компенсационном валике и/или с помощью актуатора 9 на тормозном узле 6. Кроме того, система измерения силы растяжения в соответствии с фиг.2 имеет также актуаторы 9 для настройки силы компенсирующего валика и/или для настройки тормозного момента, передаваемого тормозным узлом 6 на катушку 2.
Актуатор для настройки силы компенсирующего валика предусмотрен предпочтительно тогда, когда номинальные данные силы растяжения проволоки передаются катушкодержателю 7 от вышестоящей инстанции, предпочтительно управления машины. Сила компенсирующего валика в рабочей точке, т.е. в среднем положении, предпочтительно изменяется посредством предварительного натяжения пружины компенсирующего валика.
Тормозной момент тормозного узла 6 предпочтительно тоже изменяется с помощью актуатора 9 на основании номинальных данных силы Fпроволоки растяжения проволоки и адаптируется к требованиям технологического процесса. Таким образом может достигаться практически постоянная сила Fпроволоки растяжения проволоки.
С помощью предлагаемой изобретением системы измерения силы растяжения получается улучшение качества картины плетения вследствие более равномерной настройки катушкодержателей. Кроме того, оператору машины могут выдаваться указания по превентивному техническому обслуживанию катушкодержателей, когда превышаются определенные, предварительно заданные пороговые значения силы Fпроволоки растяжения проволоки на отдельных катушкодержателях 2. Благодаря этому заблаговременно распознаются неисправности, и таким образом уменьшаются простои машины.
Предлагаемая изобретением система измерения силы растяжения делает возможной также непрерывную регистрацию данных технологического процесса и сохранение данных в памяти с целью подтверждения качества, предпочтительно подтверждения осуществимости технологического процесса, и/или документирования. Кроме того, облегчается обслуживание машины, когда с помощью блока 5 отображения в управлении машины на отдельных или на всех катушкодержателях 2 может автоматически настраиваться номинальная сила растяжения проволоки.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Проволока
2 Катушка
3 Устройство измерения силы растяжения проволоки
4 Микроконтроллер/первое устройство передачи данных
5 Блок отображения/второе устройство передачи данных
6 Тормозной узел
7 Катушкодержатель
8 Система управления и регулирования
9 Актуатор для настройки силы растяжения проволоки
1. Катушкодержатель (7) для приема катушки (2), которая предназначена для разматывания жильного материала (1), причем этот катушкодержатель (7) предусмотрен для применения в оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машине и предназначен для того, чтобы при эксплуатации машины вращаться относительно нее, имеющий устройство (3) измерения силы растяжения для измерения силы растяжения жильного материала (1), разматываемого с катушки (2), и первое устройство (4) передачи данных для передачи данных,
отличающийся тем, что первое устройство (4) передачи данных предназначено для передачи измеренных значений измерения силы растяжения второму, расположенному вне катушкодержателя (7) устройству (5) передачи данных.
2. Катушкодержатель (7) по п.1, отличающийся тем, что этот катушкодержатель (7) имеет устройство (8) управления и/или регулирования для управления, соответственно регулирования силы растяжения жильного материала (1), разматываемого с катушки (2).
3. Катушкодержатель (7) по п.2, отличающийся тем, что первое устройство (4) передачи данных предназначено также для приема номинальных значений силы растяжения от второго устройства (5) передачи данных.
4. Катушкодержатель (7) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первое устройство (4) передачи данных предназначено для беспроводной передачи данных, в частности посредством радиосигналов, световых сигналов или индуктивной связи, к и/или от второго устройства (5) передачи данных.
5. Катушкодержатель (7) по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что первое устройство (4) передачи данных предназначено для передачи данных через разматываемый с катушки (2) жильный материал (1) к и/или от второго устройства (5) передачи данных.
6. Катушкодержатель (7) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этот катушкодержатель (7) имеет устройство энергоснабжения, имеющее генератор для выработки электрической энергии, в частности динамо, электродвигатель или ротор генератора, которое предназначено для энергоснабжения катушкодержателя (7).
7. Катушкодержатель (7) по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что этот катушкодержатель (7) имеет устройство передачи энергии для приема и/или для преобразования электрической энергии, в частности электрическое контактное устройство или индуктивный элемент связи, которое предназначено для энергоснабжения катушкодержателя (7).
8. Катушкодержатель (7) по п.7, отличающийся тем, что устройство передачи энергии предназначено для приема электрической энергии через разматываемый с катушки (2) жильный материал (1).
9. Система измерения силы растяжения, имеющая несколько катушкодержателей (7) по одному из предыдущих пунктов и второе, расположенное вне катушкодержателей устройство (5) передачи данных, которая предназначена для одно- или двунаправленной передачи данных между первыми устройствами (4) передачи данных катушкодержателей (7) и вторым устройством (5) передачи данных.
10. Система измерения силы растяжения по п.9, которая имеет также устройство обработки данных, которое соединено со вторым устройством (5) передачи данных и предназначено для того, чтобы сохранять в памяти, аналитически оценивать и/или отображать данные, переданные от первых устройств (4) передачи данных во второе устройство (5) передачи данных.
11. Оплеточная, обмоточная или спираленавивочная машина, имеющая систему измерения силы растяжения по п.9 или 10.
12. Способ измерения силы растяжения для выполнения на системе измерения силы растяжения по п.9 или 10, при котором устройства (3) измерения силы растяжения катушкодержателей (7) измеряют значения измерения силы растяжения и первые устройства (4) передачи данных передают эти значения измерения силы растяжения второму устройству (5) передачи данных.
13. Система визуализации для оплеточной, обмоточной или спираленавивочной машины, имеющая оплеточную, обмоточную или спираленавивочную машину, снабженную несколькими катушкодержателями (7) для приема на каждый по катушке (2) для разматывания жильного материала (1), причем эти катушкодержатели (7) предназначены для того, чтобы при эксплуатации машины вместе вращаться относительно нее, и имеющая устройство визуализации для периодического формирования изображения по меньшей мере одного катушкодержателя (7), которое предназначено для того, чтобы формировать изображение указанного по меньшей мере одного катушкодержателя (7) в течение продолжительности каждого периода меньше чем в одну сотую, предпочтительно меньше чем одну тысячную, более предпочтительно меньше чем одну десятитысячную, еще более предпочтительно меньше чем одну стотысячную продолжительности времени оборота катушкодержателей (7), при этом продолжительность периода по существу равна продолжительности времени оборота катушкодержателей (7) или ее целому кратному.
14. Система визуализации по п.13, при этом устройство визуализации представляет собой стробоскоп, затворные очки или комбинацию из источника света и прерывателя.
