CN101351682A - 电缆长度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆长度传感器，具体地说，一种鲍登安全电缆位移传感器，其包括电缆盘(1)，绕在电缆盘上的测量电缆(2)，以及在起始位置至少稍微受预拉的回行装置(4)，其中通过转动所述电缆盘(1)，克服回行装置(4)的力，可将测量电缆(2)从电缆盘(1)抽出，并且通过抽出所述测量电缆(2)，使所述回行装置(4)进一步受拉，其特征在于，所述回行装置(4)设置在壳体(5)内，设置有将回行装置(4)联结在所述电缆盘(1)的转动方向的联接装置(6)，并且壳体(5)设有或可设有判断装置(7)，其可从壳体(5)的外部操作，用作判定所述回行装置(4)的现时位置，具体地说，回行装置(4)的至少稍微受预拉的起始位置。

Description

电缆长度传感器

技术领域

本发明涉及一种电缆长度传感器，具体地说，涉及一种鲍登安全电缆(Bowden Cable)位移传感器，其包括电缆盘，在电缆盘上缠绕的测量电缆，以及在起始位置至少稍微受预拉的回行装置，其中通过转动所述电缆盘，克服回行装置的力，可将测量电缆从电缆盘抽出，并且通过抽出测量电缆，使回行装置进一步受拉。

事实上，应该注意在此讨论的是一电缆长度传感器和相应的电缆盘和测量电缆，然而，术语“测量电缆”可理解为“测量装置”。使用的测量电缆可以是任何材料，例如金属或金属合金，单导线金属，或各种类型生产的织物。可以使用测量带替代使用的测量电缆，其中所述测量带也可以由纺织材料、塑料或金属制成。最后，制做用于测量的介质是必要的，以致使纵向稳定或对于拉出稳定。所述装置在具体情况下对于所要求保护的本技术而言不是关键。

背景技术

多年来，业界已公知在各种不同的实施中的普通型电缆长度传感器。这种电缆长度传感器的基本组件中包括测量电缆，其端部在其现时位置固定于待测物体。测量电缆缠绕在电缆盘上并受回行组件的预拉。依据所述的申请，可以设有一个独立且与电缆盘联结的传感器。因为电缆盘直径为公知的，经由传感器通过一通常在外部的计算部件来确定抽出的电缆长度。

在公知的电缆长度传感器中，测量电缆缠绕在电缆盘上，当测量电缆完全缠绕在电缆盘上，回行组件至少稍微受预拉。如果待测物体和传感器相对移动，从电缆盘抽出测量电缆。因此，在相反的运动方向，当测量电缆由于回行组件的回行力而再次缠绕在电缆盘上时，则使待测物体向电缆盘或传感组件产生移动。

通过已公开的现有技术欧洲专利EP0 778 239B1的实施例进行说明，该专利所示为一种普通的电缆长度传感器。而且，请参考美国专利US 4,443,888，其也示出一种普通的电缆长度传感器。在这两项专利案中，电缆盘和回行装置设置在一壳体内，其中为了替换回行装置，必须替换整个电缆长度传感器而且需在工厂把该装置卸下。

所指的有关实践中已知的现有技术是普通型电缆长度传感器，其经常使用线电位计或混合电位计作为传感器组件。这些传感器最大的缺点是使用寿命短，因此限定了整个电缆长度传感器的使用寿命。由于这个原因，需同时使用导电塑料电位计或无磨损感应、磁性或光学及其它的传感器，因为它们的使用寿命长的多。在这种情况下，电缆长度传感器的使用寿命不受其各传感器组件的限制，而常规地受其回行装置使用寿命的限制。商用的回行装置其典型的使用寿命在1至2百万周的范围内，其中一周相当于测量电缆一完整的放开和一完整的卷绕。在不利的条件下使用时，也就是说，测量电缆的缆线速度和/或加速度很高时，缆线的使用寿命会明显降低。

如果电缆长度传感器在使用时频繁移动，尤其是损害很频繁的发生，甚至几个月后就发生，因此使用寿命会变得特别短。在较短的保养期内，这种情况通常由替换已损坏的传感器或预防性地替换传感器来处理。除了替换整个电缆长度传感器，也可以理解为仅替换回行装置的弹簧件，但需花费很大的精力。

应该注意的是回行装置中弹簧的断裂通常会导致另外的损坏，例如给测量电缆带来断裂。在这种情况下，必须卸下整个电缆长度传感器并装上一替换装置。实际上，由非技术人员在现场进行装卸是不可能的，必须有专门的维修服务。在这些主要的缺点中，具体地说，特别是因为必须拆除整个电缆长度传感器以及安装一个新的，机器也就长时间的停工，而且由于要提前储备一完整的电缆长度传感器，使仓储成本提高。

此外，在完全替换电缆长度传感器的情况下，有必要对控制和/或整个电缆长度传感器进行校准。有故障的电缆长度传感器通常退回给厂商，这会产生过高的行政管理费用和运输费用。因为现有的电缆长度传感器的维修是劳动密集型的工作，维修成本较高。在电缆长度传感器发生严重损坏的情况下，会出现额外的成本。

在现有的电缆长度传感器的情况下，如果希望防止损坏发生，则在保养期内进行预防性的替换。在这种情况下，传感器不时地需定期更换，或每次拆除使用中的电缆长度传感器。根据上述讨论的内容，总要预先储备一新的电缆长度传感器，并由技术人员进行安装，这样预先储备电缆长度传感器将大大地增加仓储费用。

在新的电缆长度传感器安装好之后，必须重新对控制和/或完整的电缆长度传感器进行校准。替换下的电缆长度传感器退回给厂商，因此会增加成本，也就是，一方面为行政管理费用，另一方面为运输费用。退回给厂商的电缆长度传感器一般进行检修，这样再次进行劳动密集型的工作。

如果考虑到先前所指出的视作薄弱点，即回行装置的弹簧或弹簧组可进行单独替换这一事实，那么理论上需要在现场或厂商处进行替换。因此，在现有技术的电缆长度传感器的情况下，例如，根据EP 0 778 239B1或US 4,443,888，单独替换弹簧会产生极大的劳动密集型的工序。此外，需要有高资质的技术人员，具体地说，每种情况的处理都需要有特殊工具。而且，对于多种形状的结构，由于一旦打开壳体和取出回行装置的弹簧，弹簧有可能从壳体里弹出，存有相当大的受伤危险。

进行更换回行装置弹簧的工作非常复杂，具体地说，当电缆长度传感器具有多个串联或并联设置的弹簧时，为了替换弹簧，必须打开整个壳体或至少弹簧箱，还必须放松弹簧，其中一典型的弹簧组能受预拉至30转。如果替换放松后的弹簧，必须注意它们与其它弹簧和/或转动轴的连接。如果放入新的弹簧或弹簧组，必须将其压缩以产生张力。为使弹簧必须达到150转，这可能是操作中最费力的步骤。没有专用工具就不可能压缩弹簧。此外，在压缩弹簧的过程中有危险，在允许的转数中可能出错，反而降低了弹簧或弹簧组的使用寿命。而且，不利的是必须替换单个弹簧的工作通常只可能在整个电缆长度传感器从各系统中卸下之后才可能进行。这也需要花费相当多的时间，并最终造成各机器、系统停工等。

发明内容

根据上述的说明，本发明基于开发和扩展普通型电缆长度传感器的目的，以尽可能小的力量，甚至缺少技术人员的情况下，保养和维修整个电缆长度传感器。

通过权利要求1的特征可实现上述目的。这种电缆长度传感器的特征在于，所述回行装置设置在壳体内，设置有将回行装置联结在电缆盘转动方向的联接装置，以及使固定装置与所述壳体或可以与所述壳体联结，所述的固定装置可由所述壳体的外部驱动并用作固定所述回行装置的现时位置，具体地说，回行装置的至少稍微受预拉的起始位置。

根据本发明可以认识到普通的电缆长度传感器，对于使用寿命或保养和/或维修而言，回行装置是一薄弱点。事实上，根据本发明可以以另外的方式避免这些问题，即通过将整个回行装置设置在其本身的壳体内，并设有使回行装置联结在电缆盘转动方向的联接装置。此外，固定装置与所述壳体或可与所述壳体联结，该固定装置可由所述壳体的外部驱动并用作固定所述回行装置的现时位置，具体地说，回行装置的至少稍微受预拉的初始位置。

因此，本发明的核心概念在于一相当特殊的电缆长度传感器的模块结构，也就是整个回行装置在一已受预拉中，目的在于利用的状态下进行更换。为此，回行装置设计成模块形式。因此，回行装置已经压缩在壳体内，以便能够在工作状态下有可能进行整个回行装置的拆卸及安装。因此，回行装置可在受预拉的状态装运并在特定情况下储存。

回行装置以一种较佳的方式包括至少一回行组件，其可以以更佳的方式互相平行或互相串联地设置两个、三个或多个回行组件。在初始位置，回行组件在壳体和轴或联接装置之间受预拉。

具体地说，在一特别简单研制的结构中，回行组件为弹簧，其中扁盘弹簧因其具有几乎旋转对称的结构而特别适用。当使用扁盘弹簧时，最好将其集中设置在回行装置的可转动轴的周围，其中扁盘弹簧的内端与轴连接，而扁盘弹簧的外端与壳体连接或与壳体承载的固定件连接，以便依照配置产生预拉。

如上所述，弹簧经由一轴与最好在中心运转的联接装置一起工作。轴可以至少稍微伸出壳体，但不是绝对必需的。

同样地可以理解到，轴是一种将联结部设置在其中的中空轴。可插入具有相应联结组件的实心杆。当使用该中空轴时，其无需伸出壳体。

具体地说，当使用至少稍微从壳体伸出壳体的轴时，联接装置在回行装置的轴和电缆盘的轴之间起作用，尤甚是为了以固定转动的方式互相连接两根轴。在一相当简单的联结结构中，两根轴互相对准。

在具体条件下可以想得到，回行组件设置在第一壳体部中，联接装置设置在第二壳体部中，所述第二壳体部最好在面向离开所述第一壳体部的方向的一侧开口。第二壳体在一侧开口，用作与电缆盘的壳体连接或以法兰安装在其上。因此，电缆盘的轴应该从电缆盘的壳体突出，以使所述两根轴在其端侧经由联接装置相互连接在第二壳体部内。

通常以弹簧作为回行组件的第一壳体部包括一种在特定情况下和第二壳体部一起形成的弹簧箱，其以模块组件实施并属于可更换的类型。

根据上述说明，固定装置在至少受预拉的起始位置固定回行装置。这些固定装置基本上与所述第二壳体部联结，其由壳体外部作用于所述回行装置的轴上和/或联接装置上，以便使该固定装置驱动，从而有效地避免由弹力引起的轴转动。利用驱动的固定装置，可以在壳体和轴之间以弹簧的互相连接来保持受拉，以便使设计成一模块的回行装置可独立于电缆长度传感器的其它组件进行处理。

在具体条件下，如果固定装置最好包括至少一个穿过所述壳壁一直延伸到回行装置的轴或延伸到联接装置的止动销。这样，可以想象到，止动销在一些区域设有外螺纹，以使其既可以拧入壳体壁也可以拧入轴或联接装置。还可以想到使用一些的夹持动作进行简单的插合。

如上所述，电缆盘也可以设置在壳体内，其中所述回行装置最好经由所述第二壳体部以法兰安装在电缆盘的壳体上。

固定装置也与电缆盘或可以与电缆盘的壳体联结，所述固定装置用作以固定转动的方式使电缆盘止动。为了达到拆卸或安装的目的，特别是为了能使或帮助回行装置的以法兰安装，电缆盘可因此被止动在壳体内。在具体条件下，电缆盘的固定装置包括至少一从壳体的外部一直延伸到电缆盘的止动销，所述止动销在电缆盘上施加一夹持动作。同样地可以想象到，止动销与电缆盘上或电缆盘内对应的凹槽接合，其中止动销在电缆盘的一端面上的止动位置以特别有利的方式起作用。

为了替换回行装置，如果电缆盘的壳体比回行装置的直径大，则更有利于对电缆长度传感器的简单处理。在这样的配置结构中，电缆盘的止动销有可能经由电缆盘壳体的端壁伸入到电缆盘，尤其是端壁伸到回行装置的壳体上，以便从外部操作止动销而使电缆盘止动，事实上，在以法兰安装回行装置的情况下也可以进行。籍此对回行装置的安装和拆卸非常有帮助。

首先，当电缆长度传感器是一种鲍登安全电缆位移系统时，更有利的方式是设置一传感器组件来测量电缆盘的转动。传感器组件用作测量电缆盘的转动，其中在已知盘径的情况下，可以准确地确定卷绕或放开的电缆长度。

传感器组件可以与电缆盘的转动轴或回行装置的转动轴联结。因此，在任何情况下，当转动轴向各自壳体的两侧伸出时，传感器组件可以双面应用，以便有可能发生一传感器组件的机械联结。

传感器组件以一特别有利的方式法兰安装在电缆盘的一侧，尤其是面向离开回行装置的一侧，最好在其壳体上，同时，该传感器组件以固定转动的方式连同与所述电缆盘的转动轴连接。为此，可以设置一特殊的壳体支架，依次以法兰安装在电缆盘的壳体上。传感器组件作为一模块组件直接与所述壳体支架连接，其以最简单的方式，诸如从电缆盘的壳体或从设置的壳体支架上拆除。以固定转动的方式，在传感器组件上的联接装置和电缆盘转动轴的自由端上的联接装置之间实现连接。

此外，应该可以理解到，传感器组件可以是任何传感器，最好是一旋转传感器。

以一有利的方式可以使本发明的构思具有各种可能的开发和扩展。为此，一方面，参照权利要求1的从属权项，另一方面，结合附图对本发明实施例进行说明。通过附图，结合本发明较佳的实施例的说明，对所述构思的开发和扩展做一般性地说明。

附图说明

图1为本发明的电缆长度传感器的一实施例的分解示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明的具有主要组件的电缆长度传感器的实施例。在此所示的电缆长度传感器为一鲍登安全电缆(Bowden Cable)位移传感器的具体实施例。该传感器包括一电缆盘1和一在电缆盘1上缠绕的测量电缆2，其中测量电缆2仅在测量电缆输出部3处示出。

此外，电缆长度传感器包括在起始位置至少稍微受预拉的回行装置4，其中通过转动所述电缆盘，测量电缆2可以克服回行装置4的力，可将测量电缆2从电缆盘1抽出，并且通过抽出测量电缆2，使回行装置4进一步受拉。

根据本发明，回行装置4设置在一壳体5内。而且，还设有一将回行装置4与电缆盘1的转动运动联结的联接装置6。固定装置7用作固定回行装置4的现时位置，具体地说，回行装置4至少稍微受预拉的起始位置。该固定装置7与回行装置或可以与回行装置联结。

从图1可以看出，回行装置4包括三个平行作用的回行组件，其中每个回行组件作为弹簧8来实施。每一弹簧8的内端以一可转动轴9止动，而其外端止动在壳体5上或在依次相应紧固在壳体5的紧固销上。因此，弹簧8可以在壳体5和轴9之间受拉，其中受拉和放松通过轴9的转动进行。

轴9在壳体5的中央转动，至少稍微伸出壳体5，并且和联接装置6一起工作。在具体条件下，联接装置6在回行装置4的轴9和电缆盘1的轴10之间起作用。

联接装置6用作以固定转动的方式使对准的轴9和10连接，其中联接装置6可以包括多个组件。

通过图1还可以看出，回行装置4的回行组件或弹簧8以几乎封闭的方式设置在第一壳体部11内。联接装置6设置在第二壳体部12内，第二壳体部12面向离开所述第一壳体部11的方向的一侧开口。

两个壳体部11和12一起形成一种弹簧箱，其中第二壳体部12用作以法兰安装在电缆盘1的壳体13上。

此外，固定装置7基本上与第二壳体部12连接，其中固定装置7从壳体5的外部或第二壳体部12的外部作用在回行装置4的轴9上或作用在设置在那儿的联接装置6上。在具体情况下，固定装置7包括一止动销14，该止动销通过壳壁一直延伸到回行装置4的轴9或延伸到设置的联接装置6。

如上所述，电缆盘1设置在壳体13内。回行装置4的壳体5或回行装置4的第二壳体部12可以以法兰安装在壳体13上。

从图1进一步可以看出，设置在电缆盘1的壳体13上的固定装置15也用作以固定转动的方式使电缆盘1止动。这些固定装置15包括一穿过壳体13从外部延伸的止动销16，在最简单的情况下，所述止动销16通过夹持动作将电缆盘1保持在现时的转动位置中。

紧固螺钉7用作固定两个壳体13和5(包括壳体部11和12)。

在电缆盘1的壳体13的一侧，特别是位于与回行装置4相反的一侧，传感器组件18设置成用作测量电缆盘1的转动。传感器组件18通过一法兰或壳体托架19以不能转动的方式连接到电缆盘1的轴10上，其中传感器组件18也可以以模块形式设计或实施。同样地，传感器组件18可以用简单的方式从电缆盘1的壳体13拆除，或所述传感器组件的单个模块也可简单替换。

在本发明的电缆长度传感器中，如果假定位于回行装置4内的弹簧8可替换，则将电缆长度传感器处于测量电缆2完全缠绕在电缆盘1上的位置。此后，电缆盘1在该位置被止动，尤其是通过固定装置15或止动销16实现。同样的止动也应用于回行装置4或安装其上的弹簧8。因此，通过为此设置的固定装置7或止动销14使整个弹簧组止动。将紧固螺钉17松开以使整个回行装置及位于其中的弹簧8可从电缆盘1的壳体13上拆除。将带有位于其内已受预拉的弹簧8的新回行装置插上，其中在电缆盘1的轴10和回行装置4的轴9之间，由联接装置6以固定转动的方式做连接。紧固螺钉17可抽出。随后，松开止动销14和16，以便插入带有受预拉回行装置4的电缆长度传感器。因此，任何人都可以仅在几分钟内无需专业工具就可实施回行装置4的替换。也不需要重新校准传感器和控制。

最后，值得注意的是，上述的实施例仅是对所要求保护的构思的示范性讨论做说明，而非受上述实施例的限制。

Claims (24)

1.一种电缆长度传感器，具体地说，一鲍登安全电缆位移传感器，其设有电缆盘(1)，在电缆盘(1)上缠绕的测量电缆(2)(或测量带)，以及在起始位置至少稍微受预拉的回行装置(4)，其中通过转动所述电缆盘，克服所述回行装置(4)的力，可将测量电缆(2)从电缆盘(1)抽出，并且通过抽出所述测量电缆(2)，使所述回行装置(4)进一步受拉，其特征在于，所述回行装置(4)设置在壳体(5)内，设置有将回行装置(4)联结在所述电缆盘(1)的转动方向的联接装置(6)，以及使固定装置(7)与所述壳体(5)或可以与所述壳体(5)联结，所述固定装置可由所述壳体的外部驱动并用作固定所述回行装置(4)的现时位置，具体地说，回行装置(4)的至少稍微受预拉的起始位置。

2.如权利要求1所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述回行装置(4)包括至少一个，最好是两个、三个或更多回行组件(4)，所述回行组件可以单个或一起受拉，并且在起始位置，在所述壳体(5)和轴或所述联接装置(6)之间受预拉。

3.如权利要求2所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述回行组件(4)为弹簧(8)。

4.如权利要求3所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述弹簧(8)是扁盘弹簧。

5.如权利要求3或4的电缆长度传感器，其特征在于，所述弹簧(8)与所述联接装置(6)经一轴，最好以中央转动的轴一起工作。

6.如权利要求5所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述轴至少稍微伸出壳体(5)外。

7.如权利要求5或6的电缆长度传感器，其特征在于，所述联接装置(6)在所述回行装置(4)的轴(9)和所述电缆盘(1)的轴(10)之间起作用。

8.如权利要求7所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述联接装置(4)用来以固定转动的方式使所述两根最好对准的轴(9，10)连接。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述回行组件(4)设置在第一壳体部(11)，以及所述联接装置(6)设置在第二壳体部(12)，所述第二壳体部最好在面向离开所述第一壳体部(11)的方向的一侧开口。

10.如权利要求9所述的电缆长度传感器，其特征在于，至少所述第一壳体部(11)在特定情况下与所述第二壳体部(12)一起形成一种弹簧箱。

11.如权利要求9或10所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述固定装置(7)基本与所述第二壳体部(12)相联结。

12.如权利要求9至11中任意一项所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述固定装置(7)从所述壳体(5)的外部作用于所述回行装置(4)的轴(9)和/或联接装置(6)上。

13.如权利要求11或12所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述固定装置(7)包括至少一个止动销(14)，所述止动销(14)穿过所述壳体壁一直延伸到所述回行装置(4)的轴(9)或延伸到所述联接装置(6)。

14.如权利要求1-13中任意一项权利要求所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述电缆盘(1)设置在壳体(5)内，而所述回行装置(4)的壳体(5)以法兰安装在所述壳体(5)上。

15.如权利要求14所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述固定装置(15)与所述电缆盘(1)的壳体(5)联结，所述固定装置用作以固定转动的方式使所述电缆盘(1)止动。

16.如权利要求15所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述固定装置(15)包括延伸穿过所述壳体(5)的止动销(16)。

17.如权利要求16所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述止动销(16)配合在所述电缆盘(1)端面上的一位置上，尤其是，其配置使所述电缆盘(1)止动。

18.如权利要求14至17中任意一项所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述电缆盘(1)的壳体(5)的直径大于所述回行装置(4)的壳体(5)的直径。

19.如权利要求16至18中任意一项所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述止动销(16)经由所述电缆盘(1)的壳体(5)的端壁伸入到所述电缆盘的壳体，尤其是，所述端壁伸到所述回行装置(4)的壳体(5)上。

20.如权利要求1至19中任意一项所述的电缆长度传感器，其特征在于，设置有测量所述电缆盘(1)转动的传感器组件(18)。

21.如权利要求20所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述传感器组件(18)与所述电缆盘(1)的转动轴或所述回行装置(4)的转动轴相联结。

22.如权利要求20或21所述电缆长度传感器，其特征在于，所述传感器组件(18)以法兰安装在所述电缆盘(1)的一侧，尤其是，面向离开所述回行装置(4)的一侧，最好在其壳体(5)上，同时，该传感器组件以固定转动的方式与所述电缆盘(1)的转动轴(10)连接。

23.如权利要求22所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述传感器组件(18)经由壳体支架(19)以法兰安装在所述电缆盘(1)的壳体(5)上。

24.如权利要求23所述的电缆长度传感器，其特征在于，所述传感器组件(18)是旋转式传感器。

Images