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Die
Erfindung betrifft ein Positionsmeßsystem nach dem Oberbegriff
des Anspruch 1.
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Dieses
Positionsmeßsystem
dient dem Zwecke, die augenblickliche Position eines beweglichen Trägers, z.B.
Aufzugskasten, Träger
einer Hebebühne
für Kraftfahrzeuge,
sonstiger beweglicher Maschinenteile festzustellen. Ein solches
Positionsmeßsystem
ist z. B. bekannt durch
DE
202 08 469 U1 . Dieses Meßsystem besitzt als Meßstab ein
aufrollbares flexibles Metallband, welches an einem Ende der Bewegungsstrecke
befestigt ist und sich in Bewegungsrichtung über die Länge der Bewegungsstrecke bei ausfahrendem
Träger
erstreckt. Das Metallband wird zwischen einer Strahlungsquelle und
einem Sensor hindurchgeführt.
Durch kodierte Anordnung von Durchbrechungen dieses Metallbandes
können
mittels der Sensoren binäre
Signale erzeugt werden, welche in einem Positionsrechner jeweils
einer voreingespeicherten Höhenposition
des Trägers
zugeordnet sind.
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Dieses
Positionsmeßsystem
wird insbesondere für
Hebebühnen
für Kraftfahrzeuge
eingesetzt und lässt
eine hinreichend genaue Positionierung und Überwachung der Position der
Hebebühne
zu. Das flexible Metallband ist jedoch teuer und deswegen nachteilig,
weil die Gefahr besteht, dass das Metallband sich knickt und dadurch
nicht mehr von selbst aufrollen läßt. Das Positionsmeßsystem
hat jedoch den Vorteil, dass die erforderliche Sensorik und Elektrik
auch ortsfest angebracht werden kann und daher keine Schlleppkabel,
Spiralkabel o.ä.
flexible Verkabelung benötigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein robustes Positionsmeßsystem
zu schaffen, das mit hinreichender Genauigkeit und beliebiger Reproduzierbarkeit
die Positionsmessung beweglicher Maschinenteile, insbesondere gradlinig
bewegter Maschinenteile gestattet.
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Die
Lösung
ergibt sich aus Anspruch 1.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln eine absolute
Positionsbestimmung des Trägers
erfolgt. Ein derartiges Positionsmeßsystem kann an jedem der gleich
bewegten Trägern
angeordnet werden, welche durch jeweils einen gesonderten Antriebsmotor
angetrieben werden. Der Gleichlauf sämtlicher Träger kann mit Hilfe dieser Positionsmeßsysteme
erreicht werden durch Aufschaltung ihrer Positionssignale auf einen
gemeinsamen Rechner, von dem aus die Drehzahl jedes einzelnen der Antriebsmotoren
im Sinne des Gleichlaufs gesteuert wird.
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Ein
besonderer Vorteil besteht darin, dass keine Verdrahtung und Verkabelung
beweglicher Teile erforderlich ist; Schleppkabel oder Spiralkabel
sind daher nicht erforderlich.
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Mit
der Weiterbildung nach Anspruch 3 wird die Erfindung auf eine Hebebühne mit
wenigstens zwei durch separate Motoren angetriebenen Trägern angewandt.
In Weiterbildung nach Anspruch 4 wird die Erfindung auf einen spindelgetriebenen
Träger angewandt,
unter dem eine Sicherheitsmutter synchron mit der Tragmutter gehoben
und gesenkt wird. Bei diesem System besteht der Vorteil darin, dass
mit lediglich einem Meßstab
das Positionsmeßsystem auch
zur Sicherheitsüberwachung
verwandt werden kann.
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Es
sei erwähnt,
dass selbstverständlich
auch zwei Positionsmeßsysteme
mit zwei Meßstäben angewandt
werden kann, wobei eine Meßstab
mit dem an dem Träger
befestigten Meßschlitten
und der andere Meßstab
mit dem an der Sicherheitsmutter befestigten Meßschlitten zusammenwirkt. Es
sei ferner besonders hervorgehoben, dass nicht nur das erfindungsgemäße Positionsmeßsystem
für eine
Sicherheitsüberwachung
der Sicherheitsmutter nach Anspruch 3 angewandt werden kann, sondern – wie durch
Anspruch 6 unter Schutz gestellt – jedes Positionsmeßsystem,
bei welchem ein Meßschlitten
einen ortsfesten Meßstab
abfährt.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
der Spindel -getriebenen Träger einer
Hebebühne
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2 Das
Teilstück
des Meßstabs
sowie den zugehörigen
Meßschlitten
und Sicherheitsmeßschlitten
und den Rechner.
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In
den Figuren ist eine Tragsäule 9 einer
Hebebühne
für Kraftfahrzeuge
dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß das Meßsystem nach dieser Erfindung nicht
auf eine solche Anwendung beschränkt
ist. Es ist für
jede maschinelle Längenmessung
in beliebiger, z.B. vertikaler oder horizontaler Richtung anwendbar.
Es ist insbesondere zur Anzeige einer bestimmten Bewegungsposition
mit absoluter Angabe oder zur Positionssteuerung, Positionsregelung,
aber auch zur Bewegungsregelung, insbesondere zur Gleichlaufregelung
anwendbar.
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Bei
der dargestellten Anwendung an den senkrecht stehenden Spindeln,
die hier eine Tragplattform für
ein KfZ tragen, läßt sich
auch die Abstandsüberwachung
zu einer Sicherheitsmutter anwenden, die im folgenden beschrieben
wird.
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Die
nicht dargestellte Plattform, auf weicher ein Kraftfahrzeug abgestellt
und gehoben werden kann, wird von z. B. zwei oder vier Tragarmen 1 getragen.
Jeder Tragarm wird durch eine Spindel 2 angetrieben. Die
Spindel 2 ist in einem Stützteillager 3 auf
dem Erdboden axial abgestützt
und drehbar gelagert. Auch in ihrem oberen Bereich befindet sich
ein Lager. Die mit einem Gewinde versehene Spindel 2 wird
durch einen Antriebsmotor 5 über ein Getriebe, hier Riemenscheibe 6,
Keilriemen 8, Riemenscheibe 7 angetrieben. Der
Tragarm 1 ist dabei an einem senkrechten Führungspfeiler 9 gerad
geführt
und mit der Spindel durch eine Tragmutter 10 verbunden.
Der Träger 1 liegt
frei beweglich auf der Tragmutter 10 auf. Die Tragmutter 10 wird
durch einen an ihr befestigten Führungsstift 21 dadurch
drehgesichert, dass Führungsstift 21 in
einem sich über
die gesamte Bewegungshöhe
des Trägers 1 erstreckenden
Schlitz im Führungspfeiler 9 geradgeführt ist.
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In
einem bestimmten Abstand A ist unterhalb der Tragmutter 10 bzw.
des Trägers 1 eine
Sicherheitsmutter 11 auf der Spindel 2 aufgefädelt. Die
Sicherheitsmutter 11 ist durch den Führungsstift 23, weicher
ebenfalls in dem Führungsschlitz 22 des Führungspfeilers 9 gerad
geführt
ist, drehgesichert. Daher bewegt sich die Sicherheitsmutter synchron mit
der Tragmutter 10 und dem Träger 1, es sei denn, dass
bei der Abwärtsbewegung
der Träger 1 aufgehalten
wird oder die Tragmutter 1 beschädigt wird und der – hier übertrieben
groß dargestellte – Abstand
A zwischen Tragmutter 10 und Sicherheitsmutter 11 sich
verkleinert. Die Sicherheitsmutter dient also dem Zweck, notfalls
die Tragmutter 10 mit dem Tragarm 1 aufzufangen.
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An
dem Träger 1 ist
eine Meßschlitten 13 befestigt,
der bei der Auf- und Abbewegung des Trägers 1 an einem Meßstab 12 berührungsfrei
jedoch mit geringem Abstand entlang fährt. Dazu ist der Meßstab 12 an
dem Führungspfeiler 9 – in hier
nicht dargestellter Weise – befestigt,
so dass sich der Meßstab über die
gesamte Hublänge
H des Trägers 1 erstreckt.
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An
dem Führungsstift 23 der
Sicherheitsmutter 11 ist ein Sicherheitsmeßschlitten 14 befestigt, ebenfalls
berührungsfrei
und in engem Abstand zu dem Meßstab 12.
Die Meßstab 12 ist
in Hubrichtung nach unten hin so lang ausgebildet, dass auch der
Sicherheitsmeßschlitten 14 über seine
gesamte Hublänge
und seinen gesamten Hubweg an der Meßstab 12 entlang geführt wird.
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Der
Spindelmotor 5 an dem Führungspfeiler 9 wird über Steuerleitung 18 gesteuert,
welche von einem Rechner 15 ausgeht.
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Angenommen,
die Hebebühne
besteht aus vier im Rechteck aufgestellten Führungspfeilern 9 und
darin geradgeführten
Trägern 1.
In diesem Falle weist die Hebebühne
vier Spindelmotoren 5 auf, welche jeweils eine der vier
Spindeln 2 antreiben, wobei gewährleistet sein muss, dass die
Motoren mit derselben Geschwindigkeit angetrieben werden und auch
stets so angetrieben werden, dass die auf den Spindeln angeordneten
Tragmuttern 10 zu jedem Zeitpunkt die selbe Höhe haben.
Daher werden sämtliche
vier Motoren von dem gemeinsamen Rechner 15 über jeweils
eine der von dem Rechner 15 ausgehenden Steuerleitungen 18 gesteuert.
Um die Höhenpositionierung
und den Gleichlauf der Tragmuttern 10 zu gewährleisten,
erhält
der Rechnern über jeweils
eine der Sensorleitungen 17 und den jeweiligen Meßstab 12,
der jedem der genannten Führungspfeilern 9 zugeordnet
ist, eine Positionsmeldung für
die momentane Position des zugeordneten Trägers 1. Dabei sei
erwähnt,
dass es sich bei den Sensorleitungen 17 jeweils um ein
Leitungsbündel handelt,
da jeder der Sensoren 16, weiche auf dem Meßstab 12 angeordnet
sind und nachfolgend noch beschrieben werden, durch eine eigene
Leitung mit dem Rechner 15 verbunden ist.
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Der
Rechner 15 enthält
ein geeignetes Programm, durch welches die jeweils gemessenen Positionen
der vier Träger 1 miteinander
verglichen und Abweichungen dadurch ausgeglichen werden können, dass
einer oder mehrerer der Motoren 5 über die jeweiligen Steuerleitungen 18 zeitweise
angehalten werden können.
Auf diese Art und Weise wird mit einfachen Mitteln der Gleichlauf
der separat angetriebenen Spindeln 2 und die jeweils gleiche
Höhenposition der
Träger 1 gewährleistet.
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Der
Sicherheitsmeßschlitten 11 erfüllt eine Sicherheitsfunktion:
Der Sicherheitsmeßschlitten 14 führt ebenso
wie zuvor beschrieben der Meßschlitten 13 zur
Erregung von einigen der auf dem Meßstab 12 in noch zu
beschreibender Weise angeordneten Sensoren. Die durch die Sensoren über das
jeweils zugeordnete Sensorleitungsbündel 17 an den Rechner geleiteten
Sensorsignale werden in dem Rechner zu einer Höhenangabe – Positonsangabe umgerechnet. Der
Rechnern 15 enthält
nun zusätzlich
eine Programmschleife, in der einerseits der festgelegte Abstand
A zwischen dem Träger 1 und
der Sicherheitsmutter 11 gespeichert ist und in der andererseits
für jeden
der Träger
bzw. Sicherheitsmutter 11 festgestellt wird, ob der Istabstand
noch dem eingespeicherten Sollabstand entspricht. Wenn der Istabstand größer ist
als der eingespeicherte Sollabstand, so ist dies bei der Abwärtsbewegung
des Trägers 1 ein
Zeichen dafür,
dass der jeweilige Träger 1 einem
Hindernis begegnet ist und seiner Tragmutter 10 nicht mehr folgt.
Dies kann z. B. vorkommen, wenn unterhalb eines Trägers ein
fester Gegenstand wie z.B. Werkzeugkarre abgestellt wird. Sobald
der Rechner eine unzulässige
Abweichung im Sinne der Vergrößerung des
Istabstandes gegenüber
dem Sollabstand feststellt, werden sämtliche Motoren 5 sofort
still gesetzt.
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Andererseits
kann es auch vorkommen, dass sich der Abstand A gegenüber dem
Sollabstand verkleinert, wenn die Tragmutter 10 beschädigt ist und
von der Spindel 2 nicht mehr sauber mitgenommen wird. Es
wird also bei Verkleinerung des Istabstandes A gegenüber dem
Sollabstand eine frühzeitige
Erkennung eines Schadens an der Tragmutter 10 ermöglicht,
was ebenfalls zur sofortigen Stillsetzung aller vier Motoren 5 führt.
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Der
Sicherheitsmeßschlitten
ist vorzugsweise im wesentlichen so lang wie eine Teilunglänge T der
Sensorreihen. Er kann Jedoch auch kürzer sein. In diesem Falle
ist die Sicherheitsmessung nicht lückenlos. Um diesen Nachteil
auszugleichen, ist das Rechnerprogramm mit einer Zeitschaltung versehen, welche
die Aufwärtsfahrt
abschaltet, wenn das Meßsignal
des Sicherheitsmeßschlittens über eine
vorgegebene Zeit hinaus ausbleibt.
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Eine
Sicherheitssteuerung in der beschriebenen Weise kann auch dadurch
realisiert werden, daß eine
Sicherheitsmutter mit Sicherheitsmeßsystem nur an einer der Spindeln
vorgesehen wird. in diesem Falle fällt nur noch ein relatives Sicherheitssignal
an, welches nicht anzeigt, an weicher der Spindeln ein Defekt aufgetreten
ist.
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Die
Funktionsweise des Meßstabs 12 mit den
Sensoren 16 und der Meßschlitten 13 bzw. 14 ist anhand
von 2 dargestellt. Dargestellt ist ein Stück des Meßstabs 12 in
der Ansicht von 1 mit Blick auf die Oberfläche des
Meßstabs 12,
in weicher Sensoren 16 angeordnet sind. Die Sensoren sind
in mehreren Reihen quer zur Bewegungsrichtung und in senkrechten
Sensorspuren angeordnet. Im dargestellten Falle sind die Reihen
geradlinig und senkrecht zur Bewegungsrichtung und in jeder Reihe
sind vier Sensoren 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 in
den entsprechenden Sensorspuren angeordnet. Benachbarte Reihen haben
untereinander den Abstand T, wobei die gesamte Bewegungslänge H des
Meßschlittens 13 einschließlich der
zusätzlichen
Bewegungsstrecke des Meßschlittens 14 eine
Anzahl n derartiger Reihen I bis IX von Sensoren 16.1–16.4 mit
gleicher Sensorenzahl und in der Reihe mit gleichem Sensorenabstand
aufweist, wobei auch die Reihenabstände T untereinander vorzugsweise
gleich sind. Wie bereits erwähnt
ist jeder der Sensoren 16.1–16.4 einer jeden
Reihe von Sensoren über
ein entsprechende Leitung 17 mit dem allen vier Meßstäben gemeinsamen
Rechner 15 verbunden.
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Was
im Folgenden über
den Meßschlitten 13 gesagt
wird, gilt identisch auch für
den Sicherheitsmeßschlitten 14.
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Der
Meßschlitten 13 ist
in 2 nicht in der in 1 dargestellten
Ansicht sondern um 180° aufgeklappt
dargestellt, so dass man auf die Oberfläche sieht, weiche im Betrieb
der mit Sensoren besetzten Oberfläche des Meßstabs 12 zugewandt
ist. Der Meßschlitten 13 ist
etwas länger
als ein Teilungsabstand T zwischen zwei benachbarten Sensorreihen. Der
Meßschlitten
besitzt in seiner dem Meßstab 12 zugewandten
Oberfläche
mehrere Spuren 19. Die Anzahl dieser Spuren entspricht
der Anzahl der Sensoren 16 in jeder Reihe der Meßstab 12 und
auch die Abstände
zwischen den Mittellinien der Spuren entsprechen den Abständen zwischen
den benachbarten Sensoren 16 einer Reihe. Die Spuren 19.1–19.4 sind
mit länglichen
Schaltfenstern 20 besetzt. Diese Schaltfenster sind so
beschaffen und ausgestaltet, dass sie mit den Sensoren zusammenwirken,
und zwar die Schaltfenster einer Spur mit den jeweils gegenüberliegenden
Sensoren. Wenn ein Schaltfenster einem Sensor gegenüber liegt,
wird der Sensor aktiviert und er gibt über Leitung 17 ein
Signal an den Rechner 15 ab. Dabei sind die Schaltfenster
so gestaltet, dass in der von dem Meßschlitten 13 seiner gegenwärtigen Position überdeckten
Reihe von Sensoren jeweils bestimmte Sensoren ein Signal über die
Sensorleitungen 17 abgeben. Um zu vermeiden, dass bei der
Bewegung des Meßschlittens
eine tote Zone entsteht, ist der Meßschlitten 13 – wie gesagt – etwas
länger
als der Reihenabstand T.
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Das
bedeutet, dass je nach Position des Meßschlittens 13 unterschiedliche
Signalkombinationen der Sensoren 16.1–16.4 abgesandt werden.
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Bei – wie dargestellt – vier Sensoren
in einer Reihe können
dies maximal 15 unterschiedliche Signalfolgen mit zumindest einem
positiven Signal sein. Die Schaltfenster können jedoch auch so gestaltet sein,
daß in
einer Reihenteilung T der Meßschltten weniger
als die maximale Anzahl von Signalkombinationen erzeugt. Jedenfalls
ist in dem Rechner jeder dieser 15 Signalfolgen eine bestimmte Position
des Meßschlittens 13 zugeordnet
in Bezug auf jede der Sensorreihen I bis IX.
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Entsprechend
der gewünschten
Anzahl von Signalkombinationen wird zum einen die Anzahl der Sensoren
in jeder Sensorreihe bestimmt und zum anderen die Reihenteilung
T in gleiche Schritte t unterteilt. Dabei ist die Anzahl der Schritte
gleich der Anzahl der mit den Sensoren einer Reihe und den im Meßschlitten
angeordneten Schaltfenstern möglichen
Signalkombinationen, sofern – wie
dargestellt – ein Überdeckung
des Meßschlittens
von zwei benachbarten Reihen stattfindet. Wenn dies nicht der Fall
ist, ist die Anzahl der Schritte um eins geringer als die Anzahl
der mit den Sensoren einer Reihe und den im Meßschlitten angeordneten Schaltfenstern möglichen
Signalkombinationen. Das bedeutet, daß der Reihenabstand T in einzelne
Schritte gleicher Schrittlänge
aufgeteilt wird, wobei die Schrittlänge gleich Reihenteilung dividiert
durch die Anzahl der Schritte ist. Die Schrittlänge bestimmt die Länge der Fenster:
die Länge
ist jeweils ein ganzzahliges Vielfaches der Schrittlänge, wobei
das Vielfache jedenfalls das Einfache beträgt. Durch die Länge der Schaltfenster
in den einzelnen Spuren findet also eine Codierung statt, durch
welche die Darstellung der gewünschten
Signalkombinationen ermöglicht wird.
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Ebenso
ist in dem Rechner jeder Reihe von Sensoren eine bestimmte Position
des gesamten Hubweges zugeordnet.
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In 1 sind
z. B. 9 Reihen I–IX
dargestellt. Es werde angenommen, dass diese Reihen einen Abstand
T von 20 cm haben und daß der
gesamte Hubweg 180 cm beträgt.
In 2 sind die Sensorreihen VI, VII und VIII dargestellt,
wobei der Meßschlitten 13 in
der dargestellten Position die Reihen VII und VIII überdeckt.
Das Schaltfenster in Spur 19.1 ist nun so ausgebildet,
dass in den beiden überdeckten Reihen
VII und VIII jeweils der Sensor 16.1 erregt wird und ein
Signal über
seine Signalleitung 17 abgibt. Der Reihe VII ist nun in
dem Rechner die Hubstrecke 7·20
= 140 cm zugeordnet. Der in zwei benachbarten Reihen – hier VII
und VIII anstehenden Signalkombination: „nur signalgebender Sensor 16.1" ist in dem Rechner
bezüglich
dieser beiden Sensorreihen die Höhenposition
des Meßschlittens 13 gleich
T/2 zugeordnet; d.h.: der Meßschlitten
befindet sich auf dem halben Weg zwischen Sensorreihe VII und Sensorreihe
VIII.
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Durch
das Programm des Rechners wird daher festgestellt, dass der Meßschlitten
und damit der Tragarm sich erstens auf der Höhe der Sensorreihe VII, d.h.:
bei 140 cm der gesamten Hubstrecke und zweitens bei T/2 = 10 cm
der Reihenteilung, insgesamt also bei 150 cm der gesamten Hubstrecke
befindet.
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Bei
weiterer Abwärtsbewegung
des Meßschlittens
fällt jegliches
Signal in der Reihe VIII ab. Damit fällt jedoch auch das Schaltfenster
in der Spur 19.1 von dem Sensor 16.1 der Reihe
VII ab. Statt dessen treten die um eine Schrittlänge t versetzten Schaltfenster
in den Spuren 19.3 und 19.4 bzgl. der Sensoren 16.3 und 16.4 der
Reihe VII in Funktion und diese Sensoren zeigen und senden ein Signal
an den Rechner 15. Dieser Signalkombination ist in dem Rechner
die Information zugeordnet, dass der Meßschlitten die Reihe VII (bzw.
jede andere Reihe von Sensoren 16) mit einer Schrittlänge t überdeckt.
Das entspricht einer Höhenposition
des Trägers
= Höhenposition
140 cm der Reihe VII + eine halbe Teilungslänge T abzüglich eine Schrittlänge t.
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Wenn
sich der Meßschlitten
nun noch weiter nach unten bewegt, so fällt das Schaltfenster in der Spur 19.4 ab.
Das Schaltfenster in der Spur 19.3 erstreckt sich jedoch über den
weiteren Schritt der Schrittlänge
= t, so dass in der Reihe VII nunmehr die Signalkombination 16.3 auftritt.
Dieser Signalkombination ist in dem Rechner die Information zugeordnet,
dass der Meßschlitten
die Reihe VII (bzw. jede andere Reihe von Sensoren 16)
mit zwei Schrittlängen
t überdeckt.
Das entspricht einer Höhenposition des
Trägers
= Höhenposition
140 cm der Reihe VII + eine halbe Teilungslänge T abzüglich zwei Schrittlängen t.
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Es
ist ersichtlich, dass auf diese Weise bei vier Sensoren in einer
Reihe maximal insgesamt 15 positive Signalkombinationen (außer 0000)
erzeugt werden können, wenn
die Schaltfenster in dem Meßschlitten 13 über die
Länge einer
Teilung T entsprechend angeordnet sind, z. B. so wie dies in 2 gezeigt
ist. Jeder der auf diese Weise bei jeder Schrittlänge t des
Meßschlittens
erzeugten Signalkombination ist in dem Rechner 15 die entsprechende
Höhenposition
des Meßschlittens
bzw. Trägers
zugeordnet. Diese Höhenpositon
kann angezeigt werden; die Höhenposition
wird jedenfalls zur Erstellung des Gleichlaufs zwischen den Spindelmotoren 5 einer
Hebebühne
verwandt, wie dies zuvor geschildert worden ist. Die Meßgenauigkeit – auch Auflösung genannt – entspricht
dabei einer Schrittlänge
t; bei einer Anzahl von 15 Signalkombinationen wird der Abstand
T zwischen zwei Reihen in 14 Schrittlängen unterteilt. Bei der angegebenen
Vermassung des Reihenabstandes T von 20 cm ergibt sich damit einer
Auflösung bzw.
Genauigkeit von 20114 = 1,43 cm. Wenn der gesamte Hubweg von 180
cm mit 18 Reihen von Sensoren besetzt wird, ist der Reihenabstand
T nur 10 cm groß,
so dass sich eine Auflösung
bzw. Genauigkeit von 7,1 mm ergibt. Diese Genauigkeit reicht z.
B. für
eine Hubbühne
völlig
aus, um ein unzulässiges Verkanten
oder gar Umkippen der von dem Trägern aufgenommenen
Bühne zu
verhindern.
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Wenn
nun – wie
zuvor geschildert – an
der Sicherheitsmutter 11 auch ein Sicherheitsmeßschlitten 14 befestigt
ist, so wird dieser im dargestellten Fall die Reihe VI überdecken
und in dieser Reihe von Sensoren eine bestimmte Signalkombination
erzeugen. Da in dem Rechner 15 der Reihe VI eine bestimmte
Höhe zugeordnet
ist und der jeweiligen Signalkombination eine bestimmte Position
auch des Sicherheitsmeßschlittens 14 innerhalb
der jeweiligen Reihenteilung, wird in dem Rechner auch die Position des
Sicherheitsmeßschlittens 14 ermittelt.
Es kann nun in dem Rechner 15 die Höhenposition des Meßschlittens 13 mit
der Höhenposition
des Sicherheitsmeßschittens
verglichen und festgestellt werden, ob die Differenz der Voreinstellung
entspricht. Wie bereits geschildert erfolgt bei Abweichung eine
Abschaltung der Hebebühne.
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Es
sei hervorgehoben, daß die
hier geschilderte Überwachung
einer spindelgetriebenen Hebebühne
durch eine Sicherheitsmutter und die Höhenbestimmung der Sicherheitsmutter
auf alle Hebebühnen
anwendbar ist die über
ein geeignetes Positionsmeßsystem
verfügen.
Erforderlich ist, daß jeder Spindel
bzw. jedem Führungspfeiler
ein Meßstab
zugeordnet ist, der am Ende der Bewegungsstrecke, also vorzugsweise
am Boden der Hebebühne
befestigt ist. Dieser Meßstab
kann vorzugsweise zur Höhenmessung
sowohl des Trägers
wie auch der Sicherheitsmutter verwandt werden. Die elektrisch aktiven
Sensoren und die Verdrahtung sollte vorzugsweise in bzw. an dem
Meßstab
liegen, damit bewegliche, längenveränderliche
Kabel vermieden werden. Durch die Auswertung der Höhensignale
der Träger und
der Sicherheitsmuttern der Hebebühne
ist eine Sicherheitsüberwachung
möglich,
bei der Fehler auch vorausschauend erkannt werden können, wenn eine
Notabschaltung noch nicht erforderlich ist. Dadurch kann vermieden
werden, daß Kraftfahrzeuge mit
hohem Aufwand von einer not – abgeschalteten Hebebühne gehoben
werden müssen.
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Es
ist nun noch erforderlich, auf die Sensoren und Schaltfenster einzugehen.
Bei den Sensoren kann es sich insbesondere um Hallsensoren handeln,
welche bei Durchlaufen eines Magnetfeldes ein elektrisches Signal
abgeben. Derartige Hallsensoren sind z. B. beschrieben in dem Buch „Sensortechnik und
Meßwertaufnahme" von Edmund Schießle, 1992,
ISBN 3-8032-0470-5, Vogel Buchverlag.
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In
diesem Falle handelt es sich bei den Schaltfenstern um rechteckige
Platten, die etwa die Breite einer Spur haben und sich in Längsrichtung über eine
Schrittlänge
oder mehrere Schrittlängen
je nach Art der gewünschten
Codierung und Signalerzeugung erstrecken. Diese Platten sind senkrecht
zu ihrer Oberfläche
magnetisiert, so dass den Hallsensoren im Betrieb der Nordpol zugewandt
ist. Bei den Sensoren kann es sich auch um die Kombination von Licht-
oder Laserstrahlsendern und -empfängern handeln. In diesem Falle
handelt es sich bei dem Schaltfenstern um Oberflächen, welche den Lichtempfängern zugewandt
sind und welche besonders gute lichtreflektierenden Eigenschaften
haben und sich über
eine Schrittlänge
oder mehrere Schrittlängen
je nach Art der gewünschten
Signalkombinationen erstrecken. In diesem Falle sind die Zwischenräume zwischen
den einzelnen Schaltfenstern einer Spur lichtschluckende Oberflächen, z.
B. Löcher.
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Als
Sensoren sind auch Mikroschalter denkbar. In diesem Falle sind die
Schaltfenster Vorsprünge,
die sich in Spur-Richtung über
eine oder mehrere Schrittlängen
erstrecken und bei Berührung
einen Mikroschalter aktivieren. Es ist ersichtlich, dass auch andere
zusammenwirkende Kombinationen von Sensor und Schaltfenster verfügbar sind.
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Auch
Widerstände,
deren elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von einem Magnetfeld ändert (magneto-resistive
Sensoren), sind als Sensoren geeignet; bei diesen Sensoren wird
den Ausgangssignalen im Rechner ein Schwellwert zugeordnet, dessen
Erreichen als Längensignal
gewertet wird.
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Bevorzugt
wegen ihrer einfacheren Handhabung, geringen Baugröße und ihres
geringen Energiebedarfs sind Hallsensoren.
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- 1
- Träger, Tragarm 1
- 2
- Spindel,
Gewindespindel
- 3
- Stützlager
- 4
- Erdboden
- 5
- Motor,
Spindelmotor
- 6
- Riemenscheibe
- 7
- Riemenscheibe
- 8
- Riemen
- 9
- Pfeiler,
Führungspfeiler,
Tragsäule 9
- 10
- Tragmutter
- 11
- Sicherheitsmutter
- 12
- Meßstab
- 13
- Meßschlitten
- 14
- Sicherheitsmeßschlitten
- 15
- Rechner
- 16
- Sensoren 16.1, 16.2, 16.3, 16.4
- 17
- Sensorleitungen
- 18
- Steuerleitung
- 19.1
- Spur,
Längsspur
- 19.2
- Spur,
Längsspur
- 19.3
- Spur,
Längsspur
- 19.4
- Spur,
Längsspur
- 20
- Magnetplatte,
Schaltfenster (20)
- 21
- Führungsstift
- 22
- Führungsschlitz
- 23
- Führungsstift
- 24
- Sicherheitssignal
- A
- Abstand
A zwischen Träger 1 und
Sicherheitsmutter 11
- n
- Anzahl
n der Reihen Ibis IX von Sensoren 16.1–16.4
- I
bis IX
- Reihen,
Sensorreihen
- T
- Abstand,
Reihenabstände,
Reihenteilung, Teilung T
- t
- Schritte,
Schrittlänge
t
- H
- Hubweg,
Hub, Hublänge
Hubstrecke