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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Seillängengeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 umfassend
- a) ein Gehäuse und/oder Rahmen,
- b) eine in dem Gehäuse und/oder Rahmen drehbar gelagerte Seiltrommel, auf welcher ein Messseil auf- und abwickelbar vorgesehen ist,
- c) einen Antrieb für die Seiltrommel des Messeils, wobei der Antrieb für die Seiltrommel zum Auf- bzw. Abwickeln des Messseils von einem elektrischen Motor gebildet wird,
- d) einen Messwertaufnehmer zur Erfassung und Ausgabe der Messwerte der Rotation des Antriebs und/oder der Seiltrommel,
- e) eine Seiltrommelbremse.
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Beschreibung
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Seillängengeber dienen beispielsweise zur Messung der Strecke, um welche der Ausleger eines Krans ausgefahren worden ist. Der Seillängengeber enthält ein Messseil, das auf eine Seiltrommel aufgewickelt ist. Die Seiltrommel ist in einem Gehäuse und/oder Rahmen des Seillängengebers drehbar gelagert. Wenn das Messseil von der Seiltrommel abgezogen wird, dreht sich die Seiltrommel. Diese Drehung wird durch einen Sensor eines Messwertaufnehmers gemessen. Sie liefert ein Maß für die von der Seiltrommel abgezogenen Seillänge. Der Seillängengeber wird dazu in einem Referenzpunkt befestigt und das freie Ende des Messseils an einem gegenüber dem Referenzpunkt bewegten Teil angebracht. Die abgezogene Seillänge liefert dann die Bewegung des bewegten Teils. Beispielsweise kann der Seillängengeber an einem stationären Teil eines Krans befestigt und das Ende des Messseils am Ende eines Kranauslegers angebracht sein. Dann kann durch das Signal des Seillängengebers die Ausfahrlänge des Kranauslegers überwacht werden. Die Seiltrommel steht unter dem Einfluss eines Rückstellmomentes, das z.B. von einem Federmotor aufgebracht werden kann. Das Messseil wird gegen dieses Rückstellmoment abgezogen. Das Messseil wird über eine Seilführung reibungsarm aus dem Gehäuse des Seillängengebers herausgeführt. Diese Seilführung kann so ausgeführt sein, dass das Seil auch schräg aus dem Gehäuse abgezogen werden kann. Solche Seilführungen können eine Rollenführung mit zwei zueinander gekreuzt angeordneten Paaren von um das Messseil herum angeordneten Führungsrollen aufweisen. Die Seilführung kann auch von einem mit einer Führungsbohrung versehenen Körper gebildet sein, der in einer sphärischen Lagerfläche allseitig schwenkbar gelagert ist.
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Stand der Technik
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Die
DE 295 19 809 U1 betrifft eine Seiltrommelanordnung bei einem Seillängengeber mit einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten, gegen die Wirkung eines Rückstellantriebs drehbar gelagerten und längsbeweglich geführten Seitrommel mit einem auf die Seiltrommel aufgewickelten Messseil. Über einen gehäusefesten Seilausgang wird das Seil aus dem Gehäuse herausgeführt. Mit einem Stellgetriebe wird die Seiltrommel nach Maßgabe ihrer Umdrehungen derart in Axialrichtung in dem Gehäuse verstellbar, dass sich die von der Seiltrommel jeweils abgewickelten oder aufgewickelten Windungen des Meßseils im Wesentlichen in der Ebene des Seilausgangs befinden. Beim Aufwickeln des Seils auf die Seiltrommel legt sich eine Seilwindung neben die andere, wobei das Seil in einer Lage sauber auf die Seiltrommel aufgewickelt wird. Das Seil läuft durch einen gehäusefesten Seilausgang und hat dadurch eine definierte Lage zum Gehäuse. Um das zu erreichen wird die Seiltrommel durch das Stellgetriebe nach Maßgabe der Umdrehungen der Seiltrommel beim Auf- oder Abwickeln des Seils axial verschoben, und zwar bei jeder Umdrehung um einen Seildurchmesser. Die Endplatte weist eine Gewindebohrung auf, mit welcher die Endplatte auf einer Gewindespindel gelagert ist. Die Gewindespindel ist undrehbar an einer Endplatte des zylindrischen Gehäuses befestigt. Wenn sich die Seiltrommel dreht, schraubt sich die Endplatte an der Gewindespindel entlang, so dass die Endplatte mit der Drehung auch axial bewegt. Die Drehbewegung der Seiltrommel wird über außermittige/ axiale Führungsstangen/ die sich durch Durchbrüche der Endplatte der Seiltrommel erstrecken, auf ein Eingangs-Zahnrad eines Untersetzungs-Getriebes übertragen, das wiederum mit der Eingangswelle eines Winkelgebers verbunden ist.
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Die
EP 2 653 428 A1 beschreibt einen Seillängengeber, welcher ein Gehäuse und/oder Rahmen umfasst. In dem Gehäuse und/oder Rahmen ist eine Seiltrommel drehbar gelagert, auf welcher ein Messseil auf- und abwickelbar vorgesehen ist. Ein Messwertaufnehmer erfasst die Anzahl der Drehungen der Seiltrommel. Der Seillängengeber verfügt ferner über einen Rückstellantrieb für die Seiltrommel, welcher das abgewickelte Messseil wieder auf die Seiltrommel aufwickelt.
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Die bekannten Rückstellantriebe arbeiten mit einem Federmotor. Die Federn der Federmotoren können im Laufe ihrer Lebensdauer an der erforderlichen Elastizität verlieren. Insbesondere Anwendungen mit hohen Zyklenzahlen bei gleichzeitig hohen Messlängen, wie z.B. bei Anwendungen für ein Hochregallager, für einen Fahrstuhl- oder für ein Automationssystem, führen aufgrund hoher Lastwechsel beim Federmotor bzw. einer Triebfeder zu verkürzter Lebensdauer. Damit ist ein hoher Wartungsaufwand für diese Antriebsart verbunden. Im schlimmsten Fall kommt es bei dauernder Belastung sogar zu einem Federbruch.
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Die
EP 1 014 031 B1 betrifft einen Meßseil-Wegsensor. Der Meßseil-Wegsensor weist ein Gehäuse auf, in dem drehbar und zur Drehachse in Längsrichtung längsverschiebbar, eine Seiltrommel angeordnet ist. Eine gehäusefest angeordnete Seildurchführung ist für das Meßseil vorgesehen. Ein Längsantrieb für die Seiltrommel mit einem Spindelantrieb, umfasst eine Gewindespindel, die relativ zu einer Spindelmutter verschraubbar ist. Dabei weist der Längsantrieb ein zusätzliches Getriebe auf, so dass die Drehung der Seiltrommel auf den Spindelantrieb übertragen wird. Als Rückstellantrieb wird eine Flachformfederkaskade verwendet. Anstelle der Flachformfederkaskade kann ein Elektromotor mit entsprechender Steuerung verwendet werden, welcher - analog zur Federkaskade - koaxial auf dem rechten Ende der Welle sitzt. Eine Begrenzung der Drehgeschwindigkeit beim Aufwickeln der Seiltrommel wird erreicht, indem eine berührungslose, magnetische Bremse verwendet wird. Die dabei beteiligten Bauteile müssen aus einem elektrisch leitenden Material bestehen. Da auf der radial äußenliegenden Mantelfläche die Bewicklung mittels Meßseil erfolgt, erfolgt die Ausrichtung der Magnete vorzugsweise in Längsrichtung, also parallel zur Rotationsachse der Seiltrommel, zwischen zwei in dieser Axialrichtung benachbarten Bauteile. Dabei wird aufgrund der Drehung der Seiltrommel unabhängig vom Abstand des Bremsmagneten gegenüber dem zu beeinflussenden Bauteil zunächst ein Wirbelstrom in dem Bauteil erzeugt, welcher den Bremsmagneten trägt. Dieser Wirbelstrom hat ein Magnetfeld zur Folge, das sich über den nicht im Magnetfeld befindlichen Teil schließt und ein Bremsmoment bewirkt. Die Bremswirkung wird - neben der Stärke des verwendeten Magneten - sehr stark von dem Abstand zwischen Magnet und dem zu beeinflussendem Bauteil bestimmt, weshalb dieser Abstand einstellbar ausgebildet sein kann. Ein Nachteil besteht darin, dass die Wirbelstrombremse in beide Richtungen wirkt. Sie bremst somit auch den Auszug ein. Deshalb ist sie für moderate Verstellgeschwindigkeiten geeignet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Bremsleistung nur in einem festen Verhältnis zur Drehzahl wirkt. Dabei wird das Verhälnis über die Auswahl der Magneten, Luftspalt und Materialien bestimmt. Somit ist die Bremsleistung im laufenden Betrieb unveränderbar. Bei dem Stand der Technik wirkt die Bremsleistung und daraus resultierende Geschwindigkeitsreduktion zu jeder Zeit. Ein Elektromotor muss somit bei der gezeigten Ausführung zusätzlich das Bremsmoment der Wirbelstrombremse überwinden. Das wirkt sich negativ auf die Dynamik und elektrisch Wirkleistung bzw. Wirkungsgrad aus. Weiterhin kann es nachteilig durch die Reduktion der Rückzugsgeschwindigkeit bei erhöhter Verstellgeschwindigkeit der Anlage in Aufzugsrichtung zu Schlaffseil und somit zum Abspringen des Messseils von der Messseiltrommel kommen.
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Die
DE 10 2017 126 212 B3 offenbart eine Seilwinde. Die Seilwinde umfasst eine Seiltrommel zum Auf- und Abwickeln eines Seils. Eine mit der Seiltrommel in Wirkverbindung stehende Hauptbremse dient zum Ausüben einer Bremskraft auf die Seiltrommel. Ferner ist ein Antrieb zum Drehen der Seiltrommel vorgesehen. Weiterhin ist eine Steuerung zum Ansteuern des Antriebs zum Aufwickeln des Seiles und zum Ansteuern der Hauptbremse im Sinne einer Aktivierung der Hauptbremse oder einem Lösen der Hauptbremse offenbart. Des Weiteren ist eine beim Lösen der Hauptbremse betätigbare Trommelnachlaufbremse zum Ausüben einer Bremskraft auf die Seiltrommel vorgesehen. Die Trommelnachlaufbremse ist elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es daher die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen funktionssicheren Seillängengeber zu schaffen, bei dem der Antrieb auch bei hohen Lastwechseln belastbar ist, eine lange Lebensdauer trotz hoher Laufzeit ermöglicht und zudem wartungsarm ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Seillängengeber der eingangs genannten Art
- f) die Seiltrommelbremse mit einem Hubmagneten, einem Elektromotor, einem pneumatischen Hubzylinder und/oder hydraulischen Hubzylinder betätigbar ausgebildet ist, wobei
- g) der elektrische Motor als Außenläufermotor vorgesehen ist.
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Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, dass eine Seiltrommelbremse verwendet wird, die ein sehr schnelles Abbremsen der Seiltrommel z.B. bei Spannungsverlust des Antriebs ermöglicht. Bei einem Federantrieb wird das Messeil gegen die Federkraft ausgezogen. Dadurch unterliegt das Messeil immer einer Spannung. Diese lässt sich bei einem elektrischen Motor so nicht realisieren. Daher bewirkt die Seiltrommelbremse, dass beim Ausziehen immer eine Gegenkraft vorhanden ist, um die notwendige Spannung aufrecht zu erhalten. Hierzu kann vorzugsweise auch ein Bremshebel direkt auf das Messseil drücken, welches auf die Seiltrommel aufgewickelt ist. Dadurch kann die Seiltrommelbremse verhindern, dass das Messeil ungewollt abgewickelt wird bzw. schlaff hängt. Beim Schnippen lassen der Seileinhängung bzw. des Messseils, was bei der Installation solcher Systeme passiert und auch bekannt ist, können am Gerät erhebliche Schäden entstehen. Ähnliches gilt für einen Seilriss während der Betriebsphase. Hinzu kommt eine nicht zu unterschätzende Unfallgefahr durch das zurückschnellende Messseil.
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Je nach Anwendungsfall und vorhandenen Resourcen kann die Seiltrommelbremse dabei unterschiedlich betrieben werden. Statt eines Federmotors wird ein elektrischer Motor zum Auf- bzw. Abwickeln des Messseils verwendet. Für den Einsatz eines wartungs- und möglichst verschleißfreien Motors wird für die Seiltrommel des Seillängengebers eine rotatorische Bewegung benötigt. Da elektrische Spannungsversorgung regelmäßig vorhanden ist, insbesondere für den Messwertaufnehmer, können solche elektrische Aktoren zur Anwendung kommen. Der elektrische Motor erlaubt aufgrund der an das Antriebssystem gestellten speziellen Anforderungen eine hohe Dynamik für einen schnellen Lastenwechsel und eine Richtungsumkehr. Hierbei können sie ein hohes Drehmoment zu vergleichbaren Antrieben, wie ein Federmotor, erzeugen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seilängengebers ergibt sich dadurch, dass ein Notschaltsystem zum Auslösen der Seiltrommelbremse vorgesehen ist. Beim Reißen oder Verwickeln des Messseils können erhebliche Schäden entstehen. Hierfür kann dass Notschaltsystem sofort eine Bremsung der Auf- bzw. auch Abwicklung des Messeils einleiten und mögliche Schäden abwenden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers ergibt sich weiterhin dadurch, dass als Antrieb ein bürstenloser elektrischer Motor vorgesehen ist. Diese arbeiten verschleißfreier als Elektromotoren mit Bürsten oder Kohlestiften. Sie arbeiten insgesamt leistungsfähiger und sind daher effizienter als herkömmliche Elektromotoren mit Bürsten. Diese elektrischen bürstenlosen Motoren sind zudem auch weniger wartungsintensiv. Sie eignen sich somit besonders gut für die erfindungsgemäßen Seillängengeber.
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In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Seillängengebers ist der elektrische Motor als Außenläufermotor vorgesehen. Ein Rotor bzw. ein Außenläufer bewegt sich dabei um einen Stator. Diese Bauweise erlaubt z.B., dass die Seiltrommel selbst als Außenläufer des Elektromotors genutzt wird. Der Stator des elektrischen Motors befindet sich dann auf einer Welle bzw. Achse der Seiltrommel. Dies lässt vor allem eine kompakte und effiziente Bauweise für den Seillängengeber zu.
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In einer weiteren bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Seillängengebers ist eine Steuerung für den elektrischen Motor vorgesehen. Die Maßnahme dient dazu den elektrischen Motor so zu steuern, dass er für bestimmte Zwecke einsetzbar ist. Beispielsweise lässt sich mit der Steuerung der Aufwickelvorgang der Seiltrommel über den elektrischen Motor so steuern, dass dass Messseil nicht schlaff durchhängt oder unter einer zu großen Spannung leidet. Die Steuerung erlaubt durch Anpassen entsprechender Parameter eine Anpassung an den jeweiligen Einsatzfall der Applikation. Beispielweise Rückzugskraft, Rückzugsgeschwindigkeit, usw. Hinzu kommte eine Erkennung beim Überschreiten zulässiger Betriebsparameter. Über eine Schnittstelle können Status Informationen, als Protokoll und/oder Statusbits über eine Steuerleitung, an eine übergeordnete Steuerung übermittelt werden. Über diese Schnittstelle kann das Gerät zudem von Dritten konfiguriert bzw. parametrisiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers wird dadurch erzielt, dass ein Stromspeicher zur Versorgung des elektrischen Motors vorgesehen ist, wobei der Stromspeicher insbesondere als Akkumulator und/oder Kondensator ausgebildet ist. Der Elektromotor und ggf. seine Steuerungsschaltungen benötigen eine entsprechende Versorgungsspannung. Diese wird regelmäßig von einem Generator und/oder über das Stromnetz geliefert. Allerdings kann der erfindungsgemäße Seillängengeber mit dem elektrischen Motor, der von einem Stromspeicher versorgt wird, nun auch autark eingesetzt werden. Der Stromspeicher dient zudem als Notspannungsversorgung, falls der Generator oder der Strom aus dem Netz plötzlich ausfallen sollte. Durch den Stromspeicher wird durch den autarken Betrieb eine zusätzliche Sicherheit gewährleistet.
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Vorzugsweise ist bei einem erfindungsgemäßen Seillängengeber eine Wirbelstrombremse für den Antrieb vorgesehen. Dabei bewegt sich prinzipiell ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld quer zu den Feldlinien. In dem Leiter werden dadurch Spannungen und damit Wirbelströme induziert. Die Wirbelströme erzeugen ihrerseits wieder eigene, dem äußeren Magnetfeld entgegengesetzte Induktionsspannungen. Hierdurch wird ein eigenes Magnetfeld erzeugt, das die Bewegung des Leitermaterials schließlich abbremst. Diese Wirbelstrombremse kann dabei als separates Bauteil des Seillängengebers ausgestaltet sein. Alledings lässt sich diese Eigenschaft auch durch den Elektromotor selbst realisieren. Der Elektromotor dient dann als Wirbestrombremse. Dies lässt sich in geeigneter Weise mit entsprechender Steuerung durchführen. Die Wirbelstrombremse dient bei Sicherheitsabschaltungen für ein schnelles Stoppen des Seilrückzugs. Zudem ist die Wirbelstrombremse und deren Ansteuerung derart ausgeführt, dass diese auch im stromlosen Zustand den Antriebsmotor bremst. Vorzugsweise als EMK Bremse durch Kurzschließen der Motorwicklungen. Wahlweise auch mittels separater Bremse an der Motorwelle oder Seiltrommel. Somit wird ein ungewolltes Nachlaufen der Messeiltrommel während des Transport und Handling im unbestromten Zustand verhindert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers ist ein Notschaltsystem zum Auslösen der Seiltrommelbremse vorgesehen. Beim Reißen oder Schnippen lassen des Messseils können erhebliche Schäden entstehen. Hierfür kann dass Notschaltsystem sofort eine Bremsung der Auf- bzw. auch Abwicklung des Messeils einleiten und mögliche Schäden abwenden.
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Ein vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemäßen Seillängengebers besteht ferner darin, dass ein Getriebe zwischen Antrieb und Seiltrommel vorgesehen ist. Das Getriebe kann direkt durch die rotierende Welle und der darauf laufenden Seiltrommel ausgebildet sein. Aber auch externe Getriebe, die zwischen Antrieb und Seiltrommel angeordnet sind, ermöglichen leichter den Einsatz unterschiedlicher Motoren. Je nach Dimensionierung und Rotationsgeschwindigkeit des elektrischen Motors kann es nämlich erforderlich sein, ein Unter- bzw. Übersetzungsgetrieb zwischen der Antriebswelle des Elektromotors und der Seiltrommelbremse anzuordnen, um das Drehmoment auf ein gewünschtes Maß zu bringen.
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche sowie den Zeichnungen mit den dazugehörigen Beschreibungen. Ausführungsbeispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung soll nicht alleine auf diese aufgeführten Ausführungsbeispiele beschränkt werden. Sie dienen lediglich zur näheren Erläuterung der Erfindung. Die vorliegende Erfindung soll sich auf alle Gegenstände beziehen, die jetzt und zukünftig der Fachmann als naheliegend zur Realisierung der Erfindung heranziehen würde.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Seillängengebers mit elektromotorischem Rückzug.
- 2 zeigt einen Längsschnitt des Seillängengebers gemäß 1.
- 3 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seillängengebers auf Höhe des Seilaustritts und mit deaktivierter Seiltrommelbremse.
- 4 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seillängengebers auf Höhe des Seilaustritts und mit aktivierter Seiltrommelbremse.
- 5 zeigt ein geschnittenes Motorgehäuse des erfindungsgemäßen Seillängengebers mit Sicht auf Mitnehmer (Transportsicherung), Freilauf und Motor.
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Bevorzugtes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt in einer schematischen Gesamtansicht einen erfindungsgemäßen Seillängengeber 10 mit einem Antrieb 12, der als elektrischer Motor 14 ausgebildet ist. Als elektrischer Motor 14 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein bürstenloser Servomotor mit Encoder verwendet. Der Seillängengeber 10 umfasst ferner einen Grundkörper 16 mit einem Gehäuse 18. Mit dem Bezugszeichen 20 wird ein Messwertaufnehmer bezeichnet, der auf einer ersten Stirnseite 22 des Gehäuses 18 in einem Messwertaufnehmergehäuse 24 angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass ein separater Messwertaufnehmer 20 nicht unbedingt erforderlich ist. Alternativ kann der Messwertaufnehmer 20 nämlich auch von dem elektrischen Motor 14 selbst gebildet sein. Grundsätzlich lassen sich auch beide Varianten für den Messwertaufnehmer 20 gleichzeitig für zusätzliche Sicherheit verwenden.
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Auf einer zweiten Stirnseite 26 des Gehäuses 18 ist der elektrische Motor 14 mit einem Motorgehäuse 28 angeflanscht.
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Aus einer gehäusefesten Seildüse bzw. einem Seilausgang 30 des Gehäuses 18 wird ein Messseil 32 geführt. Eine Seiltrommelbremse 33 ist im oberen Bereich des Gehäuses 18 vorgesehen. Das Messeil 32 wird bei Betätigung des elektrischen Motors 14 aufgewickelt.
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Die 2 zeigt einen Längsschnitt des Seillängengebers 10, wie er in 1 dargestellt ist. Soweit sich die Figuren entsprechen, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Seillängengeber 10 umfasst den Grundkörper 16. In den Stirnseiten 22, 26 des Gehäuses 18 des Grundkörpers 16 ist axial eine Welle 34 in einem Lager 35 gelagert. Auf der Welle 34 ist eine Keilprofilnabe 36 und eine Führungsspindel 38 als Führung 40 für eine Seiltrommel 42 geschoben. Die Führungsspindel 38 wird dabei mit Lagern 44, 46 auf der Welle 34 gelagert. Auf der Führungsspindel 38 sitzt die Seiltrommel 42. Dazu verfügt die Seiltrommel 42 jeweils auf ihren Stirnseiten 47 über einen Messtrommelflansch 48, 50. Der Messtrommelflansch 48 sitzt mit einem Mitnehmer 51 und einer Führungsbuchse 52 auf der Führungsspindel 38. Entsprechend sitzt der andere Messtrommelflansch 50 mit einem Mitnehmer 53 auf der Keilprofilnarbe 36.
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Auf dem Umfang der Seiltrommel 42 ist das Messeil 32 auf- bzw. abwickelbar vorgesehen, wobei das eine im Gehäuse 18 befindliche Ende des Messseils 32 in einer Seileinhängung 54 an der Seiltrommel 42 befestigt ist. Das Messseil 32 ist aufgrund seiner Festigkeit im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Drahtseil 56 ausgebildet. Andere Materialien mit ausreichender Festigkeit, wie z.B. aus Kunststofffasern, sind als Messseil 32 selbstverständlich ebenfalls denkbar.
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Die Welle 34 wird von dem elektrischen Motor 14 angetrieben. Sichtbar ist hier auch ein Rotor 57 des elektrischen Motors 14. Mit 58 wird ein Motorflansch bezeichnet. Der elektrische Motor 14 ist mit seinem Motorgehäuse 28 an dem Gehäuse 18 über einen Motorträger 61 angeflanscht. Eine mit dem Rotor vebundene Motorwelle 60 ist mit der Welle 34 gekoppelt, welche mit der Seiltrommel 42 rotiert. Beim Auf- bzw. Abwickeln des Messeils 32 wird die Seiltrommel 42 mit der Fürungsspindel 38 axial über die Keilprofilnabe 36 geführt, so dass das Messeil 32 immer ortsfest gegenüber dem Seilausgang 30 auf- bzw. abgewickelt wird.
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Das Motorgehäuse 28 enthält einen lösbaren Deckel 62 mit einem Dichtstopfen 64. Mit dem Bezugszeichen 66 wird ein Freilauf und mit 53 der Mitnehmer bezeichnet. Eine Andruckscheibe 70 hält den Freilauf 66 im Motorgehäuse 28 in Position. Mit einem Klemmring 72 wird die Motorwelle 60 fixiert.
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Auf einer Leiterplatte 74 sind Steuerungselemente, wie z.B. eine prozessorgesteuerte Kontrolleinheit, für den Elektromotor 14 vorgesehen. Über eine Steckverbindung 76, welche in einem Steckergehäuse 78 angeordnet ist, wird der Seillängengeber 10 mit der erforderlichen elektrischen Spannung versorgt. Darüber wird insbesondere der elektrische Motor 14, die Leiterplatte 74 und eine Seiltrommelbremse 33 mit Spannung beaufschlagt. Die Steckverbindung 76 kann auch Datenleitungen, insbesondere zur Parametrisierung und/oder Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung enthalten.
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Die Seiltrommelbremse 33 umfasst ein Bremsgehäuse 82, in welcher ein Hubmagnet 84 angeordnet ist. Der Hubmagnet 84 enthält ein beweglicher Stößel 86 bzw. Kolben und Spulen 88 mit einem Eisenkern. Der Stößel 86 wird mit einer Druckfeder 90 am oberen Ende in einer hier vertikalen Druckbuchse 92 geführt. Am unteren Ende des Stößels 86 befindet sich ein Bremshebel 94. Durch die Druckfeder 90 wird der Stößel 86 gegen den Bremshebel 94 gedrückt. Bei Anlegen einer Spannung an die Spulen 88 wird der Stößel 86 von dem Bremshebel 94 weggezogen. Der Bremshebel 94 gibt dann das Messseil 32 frei.
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Die Welle 34 wird durch die Stirnseite 22 des Gehäuses 18 herausgeführt und mit einer Messwertaufnehmerwelle 96 des Messwertaufnehmers 20 über eine Kupplung 98 verbunden. Zwischen dem Messwertaufnehmer 20 und der Stirnseite 22 des Gehäuses 18 ist ein Adapterflansch 100 als Distanzelement vorgesehen, so dass insbesondere die Kupplung 98 geschützt ist. Anstelle der Kupplung 98 kann hier bei Erforderlichkeit ein - nicht dargestellt - Getriebe unter dem Adapterflansch 100 eingesetzt werden. Der Adapterflansch 100 kann bei Bedarf unterschiedlich ausgeführt und je nach verwendeten Messwertaufnehmer 20 ausgeführt werden.
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Die 3 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seillängengebers 10 gemäß den vorherigen 1 und 2 auf Höhe des Seilausgangs 30 und mit der deaktivierten Seiltrommelbremse 33. Soweit die 3 den vorherigen Figuren entspricht, werden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Um ein Abspringen bzw. Lösen des Messseils 32 von der Seiltrommel 42 zu verhindern, wird das Messseil 32, als auch die Seiltrommel 42 mittels der Seiltrommelbremse 33 fixiert. Der Bremshebel 94 wird dazu mit der Federkraft der Druckfeder 90 gegen das Messeil 32 gedrückt. Erst durch die Beaufschlagung der Spulen 88 mit Spannung wird der Hubmagnet 84 betätigt und die Seiltrommelbremse 33 freigegeben, in dem der Bremshebel 94 von dem Messseil 32 auf der Seiltrommel 42 weggezogen wird.
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Die Seiltrommel 42 kann so durch den elektrischen Motor 14 angetrieben werden. Während der Betriebsphase ist die Seiltrommelbremse 42 somit freigeschaltet. Eine ebenfalls im stromlosen Zustand geschaltete EMK-Bremse (Kurzschluss der Motorwicklungen) verhindert, bei manuellem Auszug des Messseils durch einen Anwender, ein schnelles Verdrehen bzw. Nachlaufen der Seiltrommel 42. Gleiches gilt bei in Bewegung befindlichen Anlagen und plötzlichem Unterbrechen der Versorgungsspannung. Somit wird sichergestellt, dass es nicht zum Abspringen des Messseils 32 von der Seiltrommel 42 kommen kann.
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Das Messseil 32 wird von der Seiltrommel 42 durch ein Rohr 102 zum gehäusefesten Seilausgang 30 geführt. In dem Rohr 102 ist eine Bürste 104 mit einer Bürstenhalterung 106 zum Reinigen des ausgezogenen bzw. eingezogenen Messseils 32 vorgesehen. An dem Rohr 102 ist am Rohreingang eine Führungsbuchse 108 vorgesehen. Das Rohr 102 wird nach außen von einer Führungskugel 110 abgeschlossen. Ein Gummipuffer 112 dämpft den Anschlag des Messseils 32 auf den Seilausgang 30 am Gehäuse 18. Am nach außen aus dem Gehäuse 18 herausgeführten Ende des Messeils 32 befindet sich eine Seileinhängung 113.
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Eine Zugfeder 114 ist mit einer Seite mit einem Stift 116 an dem Bremsgehäuse 82 und mit der anderen Seite mit einem Stift 118 an dem Bremshebel 94 befestigt. Der Bremshebel 94 ist um eine Achse 120 schwenkbar gelagert. Die Zugfeder 114 zieht den Bremshebel 94 gegen das Stößel 86.
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In dem Bremsgehäuse 82 ist gegenüber dem Bremshebel 94 eine Leiterplatte 122 mit einem Näherungssensor 124 vorgesehen. Eine Einstellschraube 126 ist an dem Bremshebel 94 verstellbar befestigt. Durch Schwenken des Bremshebels 94 nähert sich die Einstellschraube 126 dem Näherungssensor 124 oder entfernt sich von diesem. Ändert sich die Entfernung des Bremshebels 94 in ungewöhnlicher Weise, z.B. durch Abspringen oder durch unerwünschtes Übereinanderliegen des Messeils 32, kann über den Näherungssensor 124 ein Notschaltsystem einen Notstop auslösen. Die Seiltrommel 42 wird dann sofort abgebremst. Dies kann z.B. erforderlich sein, wenn das Messseil 32 beim Aufwickeln reißt. Über den Nährungssensor 124 erfolgt weiterhin eine Überwachung der Schaltzustände der Seiltrommelbremse 33, wobei die Seilltrommelbremse 33 aktiviert ist, wenn sich der Bremshebel 98 unten oder deaktiviert, wenn sich der Bremshebel 98 oben befindet.
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Die 4 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seillängengebers 10 gemäß der 3 auf Höhe des Seilausgangs 30 und mit der aktivierten Seiltrommelbremse 33. Soweit die 3 den vorherigen Figuren entspricht, werden auch hier die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Von der Seiltrommel 42 wird das Messseil 32 durch das Rohr 102 zum gehäusefesten Seilausgang 30 geleitet. Die Bürstenhalterungen 106 mit der Bürste 104 ist in dem Rohr 102 zum Reinigen des bewegten Messseils 32 angeordnet. An dem Rohr 102 ist am Rohreingang eine Führungsbuchse 108 vorgesehen. Zur Verhinderung des Eindringens von Schmutz oder Wasser wird das Rohr 102 nach außen mit der Führungskugel 110 abgeschlossen. Der Gummipuffer 112 dämpft den Anschlag, der durch die Seileinhängung 113 des Messseils 32 auf den Seilausgang 30 beim Aufwickeln verursacht wird.
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In dieser 4 sind die Spulen 88 nicht mit elektrischer Spannung beaufschlagt. Der Stößel 86 drückt mit der Federkraft der Druckfeder 90 den Bremshebel 94 auf das Messseil 32. Dabei wirken die Zugfeder 114 und die Druckfeder 90 gegeneinander. Dabei hat die Druckfeder 90 die größerer Ferderkraft.
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Die Leiterplatte 122 ist gegenüber dem Bremshebel 94 angeordnet. Auf der Leiterplatte 122 ist der Näherungssensor 124 vorgesehen. Der Näherungssensor 124 reagiert auf eine Einstellschraube 126, welche verstellbar an dem Bremshebel 94 befestigt ist. Durch Schwenken des Bremshebels 94 nähert sich die Einstellschraube 126 dem Näherungssensor 124 oder entfernt sich von diesem. Der Nährungssensor 124 kann unterschiedliche Höhen des Bremshebels 94 und somit verschiedene Zustände detektieren. Ist die Seiltrommelbremse 33 deaktiviert, ist die Einstellschraube 126 dem Nährungssensor 124 am Nächsten. Ist die Seiltrommelbremse 33 aktiviert entfernt sich die Einstellschraube 126 von dem Nährungssensor 124. Als Beispiel ist dabei der Abstand zwischen Nährungssensor 124 und Einstellschraube 126 am größten, wenn der Bremshebel 94 auf der Seiltrommel 42 aufliegt, und somit einen Seilriss erkennen kann.
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In 5 wird der erfindungsgemäße Seilängengeber 10 gemäß den vorherigen Figuren mit dem elektrischem Motor 14 perspektivisch, bei dem das Motorgehäuse 28 geschnitten gezeigt ist, dargestellt. Diese Abbildung gibt somit eine Sicht auf den Mitnehmer 53 alsTransportsicherung, den Freilauf 66 und den elektrischen Motor 14 frei. Der Deckel 62 schützt den Freilauf 66 des elektrischen Motors 14. Durch Einstecken des Mittnehmers 53 als Transportsicherung in den Deckel 62 kann die Seiltrommel 42 fixiert werden. Dabei greift der Mitnehmer 53 durch eine Freimachung 130 im Freilauf 66 in die Nut 128 am Motor ein. Durch Fixieren des Deckels 62 mittels Schrauben werden der Motor 14 und somit auch die über die Kupplung 98 fest verbundene Seiltrommel 42 fixiert. Damit kann das Messseil auch während eines Transports straff gehalten werden. Werden die Schrauben am Deckel 62 entfernt kann über Griffmulden 132 der Deckel zum manuellen Aufziehen des Messseils 32 verdreht werden. Der Freilauf 66 verhindert dabei ein Verdrehen in die falsche Richtung, und somit ein ungewolltest Abspringen des Messseils 32 von der Seiltrommel 42.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Seillängengeber
- 12
- Antrieb
- 14
- elektrischer Motor
- 16
- Grundkörper
- 18
- Gehäuse
- 20
- Messwertaufnehmer
- 22
- erste Stirnseite
- 24
- Messwertaufnehmergehäuse
- 26
- zweite Stirnseite
- 28
- Motorgehäuse
- 30
- Seilausgang des Gehäuses
- 32
- Messseil
- 33
- Seiltrommelbremse
- 34
- Welle
- 35
- Lager
- 36
- Keilprofilnabe
- 38
- Führungsspindel
- 40
- Führung
- 42
- Seiltrommel
- 44
- Lager
- 46
- Lager
- 47
- Stirnseiten der Messtrommel
- 48
- Messtrommelflansch
- 50
- Messtrommelflansch
- 51
- Mitnehmer
- 52
- Führungsbuchse
- 53
- Mitnehmer
- 54
- Seileinhängung
- 56
- Drahtseil
- 57
- Rotor
- 58
- Motorflansch
- 60
- Motorwelle
- 61
- Motorträger
- 62
- Deckel
- 64
- Dichtstopfen
- 66
- Freilauf
- 70
- Andruckscheibe
- 72
- Klemmring
- 74
- Leiterplatte
- 76
- Steckverbindung
- 78
- Steckergehäuse
- 82
- Bremsgehäuse
- 84
- Hubmagnet
- 86
- Stößel
- 88
- Spulen
- 90
- Druckfeder
- 92
- Druckbuchse
- 94
- Bremshebel
- 96
- Messwertaufnehmerwelle
- 98
- Kupplung
- 100
- Adapterflansch
- 102
- Rohr
- 104
- Bürste
- 106
- Bürstenhalterung
- 108
- Führungsbuchse
- 110
- Führungskugel
- 112
- Gummipuffer
- 113
- Seileinhängung (außen)
- 114
- Zugfeder
- 116
- Stift (Bremsgehäuse)
- 118
- Stift (Bremshebel)
- 120
- Achse
- 122
- Leiterplatte
- 124
- Näherungssensor
- 126
- Einstellschraube
- 128
- Nut
- 130
- Freimachung
- 132
- Griffmulden
