Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lagerüberwachung einer Galette gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 19843990 Cl bekannt. Hier ist eine induktiv beheizte Galette beschrieben, mittels welcher synthetische Fäden behandelbar sind. Die Galette ist Teil eines gesamten Galet- tenaggregates aus Galettenmantel zur Führung der Fäden, Welle zum An- trieb des Galettenmantels, einem Motor zur Bereitstellung der Antriebsenergie sowie einer Leistungselektronik und einem Regler. Des Weiteren sind im Galettenmantel Temperaturfühler angeordnet. Um die Messsignale dieser Fühler an den Regler übertragen zu können, ist zwischen der sich drehenden Welle und dem feststehenden Regler ein Messwert- Übertrager, im Folgenden auch Drehübertrager genannt, angeordnet. Solche Drehübertrager bestehen aus einem feststehenden Teil und einem rotierenden Teil. Mittels Induktion können so Daten und Spannungen zwischen rotierenden Elementen wie der Welle und statischen Elementen wie dem Regler übertragen werden. Die Welle ist mithilfe von Kugellagern radial gelagert. Bei Verwendung von Schrägkugellagern wird auch eine axiale Lagerung erreicht. Insbesondere bei schnelldrehenden Galetten werden solche Schrägkugellager z.B. mittels einer Druckfeder vorgespannt, um die nötige Stabilität zu garantieren. Diese Vorspannung der Schrägkugellager kann bei längerem Betrieb der Galette dazu führen, dass sich die Führungs- bahnen innerhalb der Lagerringe abnutzen. Das führt in Zusammenhang mit der Vorspannung dazu, dass sich die Welle axial verschiebt und nicht mehr in der angedachten Position rotiert. Dies kann dazu führen, dass angrenzende Bauteile touchiert und somit zerstört werden. So ist zum Beispiel denkbar, dass der rotierende Teil des Drehübertragers aufgrund der axialen Verschiebung der Welle den feststehenden Teil des Drehübertragers berührt. Die so entstehende Reibung und nachfolgende Wärmeentwicklung führen zur Zerstörung angrenzend angeordneter und temperaturempfindlicher Bauteile.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher eine Zerstörung von Bauteilen aufgrund einer axialen Verschiebung der Welle vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine axiale Verschie- bung der Welle mittels einer Sensoreinrichtung überwacht wird. Dies ermöglicht die Vermeidung der Berührung angrenzender Bauteile. Des Weiteren wird die Funktion des Lagers selbst überwacht. Insgesamt erhöht sich so die Zuverlässigkeit des gesamten Galettenaggregats insofern, als dass zum einen Ausfälle vermieden werden können und dass des Weiteren Aus- sagen ermöglicht werden, wie lange die Lager noch einsatzfähig sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dazu bei Überschreitung eines Grenzwertes der axialen Verschiebung der Welle eine Warnung ausgegeben. Die Warnung zieht vorzugsweise einen Austausch der Lager nach sich. Aufgrund solcher Warnungen kann ein Lagertausch nach festen Zeitintervallen vermieden werden, so dass Lager nur dann getauscht werden, wenn sie kurz vor Ende der Funktionsfähigkeit betrieben werden. Insgesamt kann so die Einsatzdauer der Lager verlängert und zugleich die Ausfallwahrscheinlichkeit verringert werden. Der Grenzwert könnte sich auch auf Spaltmaße zur Welle oder mit der Welle verbundener Elemente beziehen und so gewählt sein, dass die Warnung rechtzeitig vor 5 einer Touchierung dieser Elemente mit angrenzenden feststehenden Bauteilen erfolgt.

Weist das Galettenaggregat einen Drehübertrager auf, so ist es vorteilhafterweise möglich, die axiale Verschiebung der Welle mittels der durch den 10 Drehübertrager übertragenen Spannung zu bestimmen. Diese ändert sich nämlich mit dem Abstand des feststehenden zum rotierenden Teil des Drehübertragers. Eine entsprechende Auswertung in einer Software lässt von der Änderung der Spannung auf den Abstand des feststehenden zum rotierenden Teil des Drehübertragers und somit auch auf die axiale Verl s Schiebung der Welle schließen. So ist eine Verschiebung der Welle detek- tierbar, ohne das die Galette mit zusätzlichen Elementen, wie einem Abstandssensor versehen werden muss.

Die Aufgabe wird nicht nur wie oben beschrieben durch ein erfmdungsge- 20 mäßes Verfahren, sondern auch durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst, wobei die Galette eine Sensoreinrichtung aufweist, mittels welcher eine axiale Verschiebung der Welle überwachbar ist.

Mittels dieser Überwachung kann eine Funktionssicherheit sowohl einer 25 Lagerung einer Welle der Galette selbst, wie auch angrenzender Bauteile, welche aufgrund der axialen Verschiebung der Welle zerstört werden könnten, garantiert werden. Es kann sowohl die Einsatzzeit der Galette verlän- gert, wie auch die Ausfallwahrscheinlichkeit verringert werden, da die Lager zu einem optimalen Zeitpunkt ausgetauscht werden, weder prophylaktisch zu früh, bevor die mögliche Einsatzzeit erreicht wurde, noch zu spät, wenn bereits weitere Bauteile in Mitleidenschaft gezogen wurden.

Um neben einer radialen Lagerung der Welle auch eine axiale Lagerung zu erreichen, werden vorzugsweise Schrägkugellager verwendet. So können beide Funktionen mit ein und demselben Bauteil umgesetzt werden, was sich positiv auf die Kosten der Galette auswirkt.

Um auch bei hohen Drehzahlen eine ausreichende Stabilität der Lagerung zu erreichen, werden solche Schrägkugellager vorgespannt. So kann auch bei extremen Belastungen vermieden werden, dass die Kugeln von den Laufbahnen der Lagerringe abheben. Diese Vorspannung erfolgt in beson- ders robuster Weise mittels einer Druckfeder. Andere z.B. pneumatische oder hydraulische Varianten sind aufwendiger und anfälliger für Fehler.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als Abstandssensor ausgeführt ist. So ist eine präzise Messung der axi- alen Verschiebung der Welle möglich. Die Ausfallwahrscheinlichkeit oder Probleme aufgrund fehlerhafter Messwerte sind bei solchen Abstandssensoren sehr gering.

Besonders einfach und genau ist diese Messung, wenn der Abstandssensor so angeordnet ist, dass der Abstand zwischen einer Stirnseite der Welle und einem feststehenden Teil der Galette messbar ist. Des Weiteren besteht hier die größte Gefahr der Beschädigung von Bauteilen der Galette durch eben die Stirnseite der Welle. Wenn genau dieser relevante Abstand gemessen wird, besteht keine Gefahr bei sonst notwendiger Übertragung der Messwerte von anderer Stelle. Vorteilhafterweise weist die Galette eine Steuereinrichtung auf, welche mit der Sensoreinrichtung verbunden ist. Weiterhin ist in der Steuereinrichtung ein Grenzwert für die axiale Verschiebung der Welle hinterlegt. Mittels in der Steuereinrichtung hinterlegter Algorithmen erfolgt ein ständiger Abgleich von dem gemessenen Wert der Verschiebung und dem Grenzwert. Bei einer Überschreitung des Grenzwertes wird eine Warnung ausgegeben, so dass weitere Folgeschäden vermeidbar sind.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Welle und ein Gehäuse der Galette mittels eines Drehübertragers gekoppelt. So können Daten und/oder Spannungen vom drehenden Teil der Galette zum stehenden übertragen werden. Zur Regelung der Temperatur des Galettenmantels sind in diesem oftmals Temperatursensoren angeordnet. Um die Messwerte an einen im stehenden Teil angeordneten Regler zu übertragen, dient eben der Drehübertrager. Weiterhin wird mittels der Steuereinrichtung und der vom Drehübertrager an die Steuereinrichtung gelieferten Messdaten die axiale Verschiebung der Welle bestimmt. Dazu sind in der Steuereinrichtung Programme integriert, mittels welcher aus einer Änderung der vom Drehübertrager gelieferten Messdaten ein Wert für die Verschiebung bestimmbar ist. Mittels der oben dargestellten Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ist es möglich, insbesondere schnelldrehende Galetten mit geringer Ausfallwahrscheinlichkeit und langer Einsatzzeit zu betreiben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mittels nachfolgend dargestellter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausführbar.

Es stellen dar:

Fig.l schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig.2 schematisch eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig.3 schematisch eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung In Fig. l ist schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Eine hier gezeigte Galette 1 rotiert im Betrieb teilweise, wobei der Schnitt durch die Drehachse verläuft. Die Galette 1 weist einen Galettenmantel 2 auf, mittels welchem ein oder mehrere Fäden führbar sind, wobei hier lediglich ein Faden 28 dargestellt ist. Ein solcher Faden weist mehrere feine synthetische Filamente auf. Bei besonders dicken Fäden spricht der Fachmann auch von Tauen. Es ist mittels des Galettenmantels 2 auch möglich ein Monofil oder Bändchen zu füh- ren, welche in diesem Falle als einzelnes synthetisches Filament zu sehen sind. Der Galettenmantel 2 ist mit einer Welle 7 verbunden, welche dem Antrieb des Galettenmantels 2 dient. Die Energie dazu wird mittels eines Motors 4 bereitgestellt, welcher aus einem auf der Welle befestigten Rotor 5 und einem in einem Gehäuse 9 der Galette 1 angeordnetem Stator 6 be- steht. Die Welle 7 ist in dem Gehäuse 9 mittels zweier Schrägkugellager 21.1 und 21.2 gelagert, welche jeweils einen Innenring 22.1 bzw. 22.2 und einen Außenring 23.1 bzw. 23.2 aufweisen. Mittels solcher Schrägkugellager 21.1 und 21.2 ist sowohl eine radiale wie auch eine axiale Lagerung der Welle 7 möglich. Um auch bei hohen Drehzahlen eine ausreichend hohe Stabilität der Lagerung der Welle 7 zu erreichen, sind die beiden Schrägku- gellager 21.1 und 21.2 vorgespannt. Dies geschieht mittels einer Druckfeder 24, einer Lagerhülse 25 und eines Druckrings 26. Die Druckfeder 24 ist dabei zwischen der Lagerhülse 25 und dem Druckring 26 angeordnet. Der Druckring 26 und das gegenüberliegende Ende der Lagerhülse 25 berühren jeweils einen der Außenringe 23.1 und 23.2. Die durch die Druckfeder 24 aufgebrachte Kraft verspannt den Innenring 22.2 gegenüber dem Außenring 23.2 und den Innenring 22.1 gegenüber dem Außenring 23.1. Mittels einer innerhalb des Galettenmantels 2 positionierten Heizwicklung 27 ist der Ga- lettenmantel 2 beheizbar. Um die Temparatur des Galettenmantels 2 zu bestimmen, ist innerhalb des Galettenmantels 2 ein Temperaturfühler 3 ange- ordnet. Dieser Temperaturfühler 3 wird durch eine Innenbohrung 8 der Welle 7 geführt und mit einem Drehübertrager 1 1 verbunden, um die Messdaten zu einer Steuereinrichtung 20 zu übertragen. Mittels Temperaturfühler 3 und Steuereinrichtung 20 erfolgt eine Regelung der Temperatur des Galettenmantels 2. Der Drehübertrager 1 1 besteht aus einem mit der Welle 7 verbundenen drehenden Übertragerteil 12 und einem im Gehäuse 9 positionierten stehendem Übertragerteil 13. Der drehende Übertragerteil 12 weist eine innere Wicklung 14, einen inneren Ferritkern 16 und eine inneren Platine 18 auf. Dieser drehende Übertragerteil 12 ist mit der angrenzenden Welle 7 verbunden und bildet deren Stirnseite.

Der feststehende Teil umfasst eine äußere Wicklung 15, einen äußeren Ferritkern 17 und eine äußere Platine 19. Die Innere Platine 18 ist mit dem Temperaturfühler 3 verbunden, die äußere Platine 19 mit der Steuereinrichtung 20. Um die innere Wicklung 14 und die äußere Wicklung 15 zu bilden, wurde jeweils ein Kupferdraht viele Male um den zugehörigen inneren Ferritkern 16 bzw. den äußeren Ferritkern 17 gewickelt. Dazu ist jeweils eine ringförmige Nut in jeden der beiden Ferritkerne eingelassen. Die innere Wicklung 14 und die äußere Wicklung 15 liegen einander konzentrisch gegenüber, wobei sich zwischen Ihnen ein Luftspalt d ausbildet. Die äußere Wicklung 15 wird mit einer Wechselspannung beaufschlagt, so dass in Folge dessen eine Spannung in der inneren Wicklung 14 induziert wird. Mittels dieser Energie wird die innere Platine 18 mit Strom versorgt. Auf dieser inneren Platine ist eine hier nicht explizit gezeigte Auswerteeinheit der Temperaturmesswerte angeordnet. Um die ausgewerteten Temperaturdaten von dem drehenden Übertragerteil 12 zu dem stehenden Übertragerteil 13 zu übertragen, wird die Amplitude der Wechselspannung moduliert. Auf weitere Details dieser Datenübertragung soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden. Alternativ zu dieser Amplitudenmodulation könnte auch eine optische Datenübertragung zwischen dem drehenden Übertragerteil 12 und dem stehenden Übertragerteil 13 erfolgen. Dazu müsste der drehende Übertragerteil 12 mit einen z.B. im Drehzentrum angeordneten Sender und der stehende Übertragerteil 13 mit einem gegenüberliegenden Empfänger ausgestattet sein. Die Auswertung der übertragenen Daten erfolgt mittels der Steuereinrichtung 20.

Der Drehübertrager 1 1 dient in diesem ersten Ausführungsbeispiel der Er- fmdung neben seiner Funktion als Spannungs- und Datenübertrager zusätzlich als Sensoreinrichtung zur Ermittlung der axialen Verschiebung der Welle 7. Die Größe des von der äußeren Wicklung 15 zur inneren Wicklung 14 übertragenden magnetischen Flusses hängt unter anderem von der Größe des Luftspaltes d ab. Werden alle weiteren relevanten Parameter konstant gehalten, ändert sich die an der inneren Wicklung abgreifbare Spannung nur noch mit der Größe des Luftspaltes d. In der Steuereinrichtung 20 sind Wer- tetabellen hinterlegt, in welchem diese Beziehung von Spannung zur Größe des Luftspaltes d abgebildet ist. Um die Wertetabelle zu erstellen, müssen vor Betrieb der Galette 1 entsprechende Messungen durchgeführt werden. Die Verschiebung der Welle 7 korrespondiert direkt mit der Größe des Luftspaltes d.

Mittels der Steuereinrichtung 20 erfolgt die Überwachung der axialen Verschiebung der Welle. Der mittels der Steuereinrichtung 20 bestimmte Wert der axialen Verschiebung der Welle 7 wird kontinuierlich mit einem in der Steuereinrichtung 20 hinterlegtem Grenzwert verglichen. Dieser Grenzwert ist so gewählt, dass er erst überschritten wird, wenn die Zerstörung von Bauteilen der Galette 1 droht. Verschiebungen zum Beispiel aufgrund thermischer Veränderungen führen nicht zu einer Überschreitung des Grenzwertes. Nach Überschreiten des Grenzwertes bleibt noch genügend Zeit, um die Schrägkugellager 21.1 und 21.2 auszutauschen, bevor andere Bauteile der Galette 1 zerstört werden. In der Steuereinrichtung 20 wird ein beim Überschreiten des Grenzwertes ein Warnsignal generiert, welches den Anlagenbediener z.B. auf einem Bildschirm zu einem Tausch der Schrägkugellager 21.1 und 21.2 auffordert. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Da sich das erste Ausführungsbeispiel und das im Folgenden beschriebene zweite Ausführungsbeispiel in weiten Teilen gleichen, wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Messung der Verschiebung der Welle 7 nicht mittels des Drehübertragers 1 1, sondern mit Hilfe eines Abstandssensors 10. Dieser ist im stehenden Übertragerteil 13 angeordnet und ist auf den drehenden Übertragerteil 12 gerichtet. Dabei könnte es sich vorzugsweise um einen optischen Sensor handeln. Weitere Varianten eines solchen Abstandssensors 10 sind denkbar, sowohl in Bezug auf dessen Wirkprinzip, wie auch auf dessen Einbauposition. Die Messdaten des Abstandssensors 10 werden der Steuereinrichtung 20 überführt, um in dieser ausgewertet zu werden. Dies geschieht analog zur bereits zu Fig. 1 beschriebenen Art und Weise.

In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Es wird wieder nur auf die Unterschiede zu den vorange- henden Ausführungsbeispielen eingegangen, alle weiteren Bauteile und Funktionen sind gleich. Es werden die gleichen Bezugszeichen wie zuvor verwendet.

Im Gegensatz zu den vorrangehenden Figuren ist hier keine Heizwicklung vorhanden. Eine solche unbeheizte Galette 1 wird in der Fachwelt manchmal auch als Überlaufrolle bezeichnet. Ohne Heizwicklung und zugehörigen Temperaturfühler ist auch kein Drehübertrager notwendig. Der Abstandssensor 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel direkt im Gehäuse 9 angeordnet. Er ist auf die Stirnseite der Welle 7 gerichtet. Bei einer axialen Verschiebung der Welle 7 ändert sich somit der Abstand zwischen Abstandssensor 10 und der Stirnseite der Welle 7, welcher so mittels des Abstandssensors 10 detektiert wird.