DE102014118216A1

DE102014118216A1 - Fördersystem mit einer Fördereinrichtung sowie Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102014118216A1
Application number: DE102014118216.2A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Tigges; Michael Faber
Original assignee: Turck Holding GmbH
Current assignee: Turck Holding GmbH
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem mit einer Fördereinrichtung (7) zur Förderung von Fördereinheiten (1) entlang einer Förderstrecke (8, 9, 10), mit zumindest einem induktiven Näherungsschalter (12, 13, 14), der an der Förderstrecke (8, 9, 10) sitzt zur Abgabe eines Signals, wenn eine mit einem induktiven Detektionselement ausgestattete Fördereinheit (1) sich dem Näherungsschalter (12, 13, 14) annähert, wobei das Detektionselement ein Transponder (2) ist und die Arbeitsfrequenz des Näherungsschalters (12, 13, 14) der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises entspricht. Das vom Näherungsschalter (12, 13, 14) erzeugte elektromagnetische Wechselfeld besitzt eine Frequenz von 13,56 MHz. Die Fördereinheit (1) besteht aus Kunststoff. Die Spule des Transponders (2) ist parallel zur Bodenfläche der Fördereinheit (1) ausgerichtet und sitzt im Zentrum der Fördereinheit (1) sitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem mit Fördereinheiten, deren Transponder induktive Detektionselemente ausbilden.
Eine Positionserfassungseinrichtung in einem Näherungsschalter, der in einer Spule an einer Sende-/Empfangsschaltung angeschlossen ist, mit der ein Transponder auslesbar ist, beschreibt die DE 10 2005 013 102 A1 .
Einen induktiven Näherungsschalter, der einen Resonanz-Schwingkreis aufweist, der mit einem Serien-Resonanzkreis zusammenwirkt, beschreibt die DE 40 04 450 C2 .
Ein Parkleitsystem, bei dem unter Verwendung von RFID-Tags die Belegung eines einzelnen Parkplatzes detektiert werden kann, beschreibt die DE 10 2008 006 356 A1 .
Aus der DE 10 2008 024 398 A1 ist ein als Schwingkreis ausgebildeter Näherungsschalter bekannt.
Die DE 10 2010 017 387 A1 beschreibt eine Küchenmaschine mit einem Indikator, der als Taster oder Näherungsschalter ausgebildet sein kann. Der Indikator kann auch ein RFID-Transponder sein, der von einer entsprechenden Leseeinheit erfasst bzw. ausgelesen wird.
Die DE 11 2010 000 460 T5 beschreibt einen Näherungsschalter mit einer Antennenspule, die ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt.
Ein vollautomatisches Frachtladesystem wird von der DE 10 2010 035 099 A1 beschrieben. Es sind Riegelmodule vorgesehen, an denen Näherungsschalter angeordnet sind.
Die EP 2 16 636 A1 beschreibt eine zwei Antennenspulen aufweisende Sende-/Empfangseinrichtung an einem Schließzylinder, die beide auf einer Resonanzfrequenz eines Transponders arbeiten, wobei die eine Spule lediglich das Annähern des Transponders ermittelt und mit der anderen Spule eine Kommunikation mit dem Transponder durchgeführt wird.
Der Stand der Technik umfasst darüber hinaus eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten induktiven Näherungsschaltern, insbesondere mit Differenzspulen-Anordnungen ( DE 32 44 449 A1 , DE 41 02 542 A1 , DE 100 12 830 A1 und DE 103 50 733 A1 ).
In einer Spinnerei werden gesponnene Garne auf Kreuzspulen (siehe DE 34 41 778 C2 ) aufgewickelt und mittels Transporteinheiten entlang einer Fördereinrichtung transportiert. An der Fördereinrichtung sitzen Näherungsschalter, die bei der Annäherung einer Fördereinheit ein Signal abgeben. Die Näherungsschalter arbeiten dabei mit einem induktiven Detektionselement der Fördereinheit zusammen. Die Fördereinheit besteht aus Kunststoff und das Detektionselement aus Metall, so dass es ein von einem Näherungsschalter aufgebautes elektromagnetisches Wechselfeld mit etwa 2 MHz beeinflusst. Eine Amplitudenabsenkung oder ein Amplitudenanstieg des vom Näherungsschalter erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes ist ein Signal dafür, dass die Fördereinheit eine vom Näherungsschalter überwachte Position erreicht hat.
Die Erfindung betrifft ein Fördersystem mit einer Fördereinrichtung zur Förderung von Fördereinheiten entlang einer Förderstrecke, mit zumindest einem induktiven Näherungsschalter, der an der Förderstrecke sitzt zur Abgabe eines Signals, wenn eine mit einem induktiven Detektionselement ausgestattete Fördereinheit sich dem Näherungsschalter annähert. Die Fördereinheiten besitzen einen Transponder, der mit einer Spule und einem Kondensator einen Schwingkreis ausbildet. Durch Übertragen von Energie in Form eines elektromagnetischen Wechselfeldes auf einer Frequenz von 13,56 MHz wird einer Transponderschaltung Energie zugeführt. Mit der zugeführten Energie ist die Transponderschaltung in der Lage, eine in der Transponderschaltung abgelegte digitale Information über ein elektromagnetisches Wechselfeld an eine Sende-/Empfangseinrichtung zu übermitteln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Fördersystem kostengünstig weiterzubilden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, den Transponder, nämlich den transpondereigenen Schwingkreis als Detektionselement zu verwenden, wozu die Arbeitsfrequenz des Näherungsschalters auf die Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises eingestellt wird. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Verwendung eines Transponders einer Fördereinheit als Detektionselement. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung der Position einer Fördereinheit, wobei der Transponder als Detektionselement verwendet wird und der Näherungsschalter ein elektromagnetisches Wechselfeld mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises des Transponders erzeugt, welches bei der Annäherung des Transponders gedämpft oder entdämpft wird. Die Resonanzfrequenz des Transponders beträgt 13,56 MHz. Die Fördereinheit ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt und trägt einen eine Spule, einen Kondensator und eine elektronische Schaltung aufweisenden Transponder. Die Fördereinheit kann eine Rotationsssymmetrie aufweisen, wobei der Transponder im Zentrum sitzt. Der Näherungsschalter kann eine Ausgestaltung besitzen, wie sie in der DE 100 57 773 A1 beschrieben ist. Der Näherungsschalter kann aber auch eine Ausgestaltung besitzen, wie sie in der DE 41 02 542 A1 oder der DE 100 12 830 A1 beschrieben ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird deshalb vollinhaltlich mit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Näherungsschalter mehrere, bevorzugt in einer Ebene liegende Spule aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer Fördereinheit in Form einer aus Kunststoff gefertigten rotationssymmetrischen Wickelträger, ein von dem Wickelträger transportierter Wickel 6 ist gestrichelt dargestellt,
2 die Unteransicht der Fördereinheit 1 gemäß 1, wobei im Zentrum ein eine Spule 3, einen Kondensator 4 und eine elektronische Schaltung 5 aufweisender Transponder 2 sitzt und
3 schematisch die Draufsicht auf eine Fördereinrichtung 7, bestehend aus drei Förderstrecken 8, 9, 10, die sich in einer Weiche 11 treffen, wobei drei Näherungsschalter 12, 13, 14 an je einer der Förderstrecke 8, 9, 10 angeordnet ist, um die Annäherung einer Fördereinheit 1 an einen der induktiven Näherungsschalter 12, 13, 14 zu erkennen und dann ein Signal abzugeben.
Die in der 1 dargestellte Fördereinheit besteht aus Kunststoff, ist rotationssymmetrisch und ist in der Lage, beispielsweise einen Kreuzwickel 6 zu tragen. Die Fördereinheit 1 besitzt einen kreisförmigen Grundriss. In ihrer Unterseite befindet sich eine Höhlung. Diese sitzt im Zentrum und beinhaltet eine kreisförmige Spule 3, die mit einem Kondensator 4 einen Schwingkreis ausbildet, der mit einer elektronischen Schaltung 5 zusammenwirkt. Die elektronische Schaltung 5, die Spule 3 und der Kondensator 4 bilden einen Transponder 2 aus. Der von der Spule 3 und dem Kondensator 4 ausgebildete Schwingkreis besitzt eine Resonanzfrequenz von 13,56 MHz. Die Zentrumsachse der Spule 3 liegt in der Symmetrieachse der Fördereinheit 1.
Die 3 zeigt lediglich schematisch eine Fördereinrichtung 7. Dargestellt sind drei Förderstrecken 8, 9, 10, wobei die Förderstrecke 8 sich in einer Weiche 11 in zwei Förderstrecken 9, 10 aufteilt. Vor der Weiche befindet sich ein Näherungsschalter 12 und hinter der Weiche jeweils an der Förderstrecke 9 beziehungsweise 10 ein Näherungsschalter 13, 14. Bei den Näherungsschalter 12, 13, 14 handelt es sich um Näherungsschalter mit Differenzspulen-Anordnungen, die bei Annäherung eines Auslösers selbsttätig aus einer nicht schwingenden Betriebsstellung anschwingen oder aus einem schwingenden Zustand in einen nicht schwingenden Zustand gedämpft werden. Die Näherungsschalter 12, 13, 14 erzeugen ein elektromagnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz von 13,56 MHz. Das von den Näherungsschalter 12, 13, 14 erzeugte elektromagnetische Wechselfeld besitzt somit eine Frequenz, die etwa um den Faktor 6 größer ist als die Frequenz von bekannten Näherungsschalter, wie sie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben werden. Als Folge dessen kann der zur individuellen Kennzeichnung der Fördereinheiten 1 verwendete Transponder 2 als Detektionselement verwendet werden. Die in dem Schaltkreis 5 gespeicherte digitale Information wird von den Näherungsschaltern 12, 13, 14 nicht verwendet. Die Näherungsschalter 12, 13, 14 wirken lediglich mit dem von der Spule 3 und dem Kondensator 4 gebildeten Schwingkreis zusammen. Dieser besitzt eine Resonanzfrequenz, die der Frequenz des von den Näherungsschaltern 12, 13, 14 erzeugten elektromagnetischen Feldes entspricht. Als Folge dessen werden die elektromagnetischen Eigenschaften der Umgebung des Näherungsschalters 12, 13, 14 bei der Annäherung des Transponders 2 derart beeinflusst, dass der Näherungsschalter 12, 13, 14 ein Annäherungssignal abgeben kann. Dieses wird einer nicht dargestellten Steuereinrichtung zugeführt, mit der beispielsweise die Weiche 11 betätigt werden. Die Förderstrecken 8, 9, 10 können auch Förderbänder aufweisen. Die Antriebsmotoren der Förderbänder können mit Hilfe der Näherungsschalter von einer Steuereinrichtung gesteuert werden.
Bei den Förderstrecken 8, 9, 10 kann es sich um Förderbänder handeln. Die Näherungsschalter 12, 13, 14 können unterhalb der Förderbänder oder aber auch oberhalb der Förderbänder angeordnet sein. Die Näherungsschalter 12, 13, 14 können auch neben den Förderbänder liegen.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Ein Fördersystem, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Detektionselement ein Transponder 2 ist und die Arbeitsfrequenz des Näherungsschalters 12, 13, 14 der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises 3, 4 entspricht.
Eine Verwendung eines Transponders 2 einer Fördereinheit 1 an einem Fördersystem mit einer Fördereinrichtung 7 zur Förderung der Fördereinheit 1 entlang einer Förderstrecke 8, 9, 10, mit zumindest einem induktiven Näherungsschalter 12, 13, 14, der an der Förderstrecke 8, 9, 10 sitzt zur Abgabe eines Signals, wenn eine Fördereinheit 1 sich dem Näherungsschalter 12, 13, 14 annähert, als an der Fördereinheit 1 befestigtes Detektionselement, wozu die Arbeitsfrequenz des Näherungsschalters 12, 13, 14 der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises 3, 4 entspricht.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Detektionselement ein Transponder 2 ist und der Näherungsschalter 12, 13, 14 ein elektromagnetisches Wechselfeld mit der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises 3, 4 erzeugt, welches bei der Annäherung des Transponders 2 gedämpft oder entdämpft wird.
Ein Fördersystem, eine Verwendung eines Transponders oder ein Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das vom Näherungsschalter 12, 13, 14 erzeugte elektromagnetische Wechselfeld eine Frequenz von 13,56 MHz besitzt.
Ein Fördersystem, eine Verwendung eines Transponders oder ein Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Fördereinheit 1 aus Kunststoff besteht.
Ein Fördersystem, eine Verwendung eines Transponders oder ein Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Spule 3 des Transponders 2 parallel zur Bodenfläche der Fördereinheit 1 ausgerichtet ist.
Ein Fördersystem, eine Verwendung eines Transponders oder ein Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Fördereinheit 1 ein rotationssymmetrischer Körper ist und die Spule 3 im Zentrum der Fördereinheit 1 sitzt.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
Bezugszeichenliste

1: Fördereinheit
2: Transponder
3: Spule
4: Kondensator, Schwingkreis
5: elektrische Schaltung
6: Garnwickel
7: Fördereinrichtung
8: Förderstrecke
9: Förderstrecke
10: Förderstrecke
11: Weiche
12: Näherungsschalter
13: Näherungsschalter
14: Näherungsschalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005013102 A1 [0002]
DE 4004450 C2 [0003]
DE 102008006356 A1 [0004]
DE 102008024398 A1 [0005]
DE 102010017387 A1 [0006]
DE 112010000460 T5 [0007]
DE 102010035099 A1 [0008]
EP 216636 A1 [0009]
DE 3244449 A1 [0010]
DE 4102542 A1 [0010, 0014]
DE 10012830 A1 [0010, 0014]
DE 10350733 A1 [0010]
DE 3441778 C2 [0011]
DE 10057773 A1 [0014]

Claims

Fördersystem mit einer Fördereinrichtung (7) zur Förderung von Fördereinheiten (1) entlang einer Förderstrecke (8, 9, 10), mit zumindest einem induktiven Näherungsschalter (12, 13, 14), der an der Förderstrecke (8, 9, 10) sitzt zur Abgabe eines Signals, wenn eine mit einem induktiven Detektionselement ausgestattete Fördereinheit (1) sich dem Näherungsschalter (12, 13, 14) annähert, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement ein Transponder (2) ist und die Arbeitsfrequenz des Näherungsschalters (12, 13, 14) der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises (3, 4) entspricht.
Verwendung eines Transponders (2) einer Fördereinheit (1) an einem Fördersystem mit einer Fördereinrichtung (7) zur Förderung der Fördereinheit (1) entlang einer Förderstrecke (8, 9, 10), mit zumindest einem induktiven Näherungsschalter (12, 13, 14), der an der Förderstrecke (8, 9, 10) sitzt zur Abgabe eines Signals, wenn eine Fördereinheit (1) sich dem Näherungsschalter (12, 13, 14) annähert, als an der Fördereinheit (1) befestigtes Detektionselement, wozu die Arbeitsfrequenz des Näherungsschalters (12, 13, 14) der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises (3, 4) entspricht.
Verfahren zur Ermittlung der Position einer Fördereinheit (1) an einem Fördersystem mit einer Fördereinrichtung (7) zur Förderung der Fördereinheit (1) entlang einer Förderstrecke (8, 9, 10), mit zumindest einem induktiven Näherungsschalter (12, 13, 14), der an der Förderstrecke (8, 9, 10) sitzt und ein Signal abgibt, wenn die mit einem induktiven Detektionselement ausgestattete Fördereinheit (1) sich dem Näherungsschalter (12, 13, 14) annähert, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionselement ein Transponder (2) ist und der Näherungsschalter (12, 13, 14) ein elektromagnetisches Wechselfeld mit der Resonanzfrequenz des transpondereigenen Schwingkreises (3, 4) erzeugt, welches bei der Annäherung des Transponders (2) gedämpft oder entdämpft wird.
Fördersystem nach Anspruch 1, Verwendung eines Transponders nach Anspruch 2 oder Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Näherungsschalter (12, 13, 14) erzeugte elektromagnetische Wechselfeld eine Frequenz von 13,56 MHz besitzt.
Fördersystem, Verwendung eines Transponders oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (1) aus Kunststoff besteht.
Fördersystem, Verwendung eines Transponders oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (3) des Transponders (2) parallel zur Bodenfläche der Fördereinheit (1) ausgerichtet ist.
Fördersystem, Verwendung eines Transponders oder Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit (1) ein rotationssymmetrischer Körper ist und die Spule (3) im Zentrum der Fördereinheit (1) sitzt.
Fördersystem, Verwendung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.