DE102022129460A1 - Rope length sensor with sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Seillängengeber (10), welcher ein Gehäuse (18) und/oder Rahmen umfasst. Der Seillängengeber (10) enthält eine in dem Gehäuse (18) und/oder Rahmen drehbar gelagerte Seiltrommel (42), auf welcher ein Messseil (31) auf- und abwickelbar vorgesehen ist. Ein Antrieb (12) ist für die Seiltrommel (42) des Messeils (31) vorgesehen, wobei der Antrieb (12) für die Seiltrommel (42) zum Auf- bzw. Abwickeln des Messseils (31) von einem elektrischen Motor (14) gebildet wird. Ein Messwertaufnehmer (20) erfasst die Rotation des Antriebs (12) und/oder der Seiltrommel (42) und gibt die Ausgabewerte der eine Seiltrommelbremse (35) aus.The invention relates to a cable length sensor (10) which comprises a housing (18) and/or frame. The cable length sensor (10) contains a cable drum (42) which is rotatably mounted in the housing (18) and/or frame and on which a measuring cable (31) can be wound up and unwound. A drive (12) is provided for the cable drum (42) of the measuring cable (31), wherein the drive (12) for the cable drum (42) for winding up and unwinding the measuring cable (31) is formed by an electric motor (14). A measuring sensor (20) detects the rotation of the drive (12) and/or the cable drum (42) and outputs the output values to a cable drum brake (35).
Description
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.
- (a) a housing and/or frame,
- b) a cable drum rotatably mounted in the housing and/or frame, on which a measuring cable is provided for winding and unwinding,
- c) a drive for the cable drum of the measuring cable, whereby the drive for the cable drum for winding or unwinding the measuring cable is formed by an electric motor,
- d) a sensor for recording and outputting the measured values of the rotation of the drive and/or the cable drum,
- e) a cable drum brake.
BeschreibungDescription
Solche 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.Such cable length sensors are used, for example, to measure the distance by which the boom of a crane has been extended. The cable length sensor contains a measuring cable that is wound onto a cable drum. The cable drum is rotatably mounted in a housing and/or frame of the cable length sensor. When the measuring cable is pulled off the cable drum, the cable drum rotates. This rotation is measured by a sensor of a measuring transducer. It provides a measure of the length of cable pulled off the cable drum. The cable length sensor is attached to a reference point and the free end of the measuring cable is attached to a part that is moving relative to the reference point. The length of cable pulled off then provides the movement of the moving part. For example, the cable length sensor can be attached to a stationary part of a crane and the end of the measuring cable can be attached to the end of a crane boom. The extension length of the crane boom can then be monitored using the signal from the cable length sensor. The cable drum is under the influence of a restoring torque that can be applied by a spring motor, for example. The measuring cable is pulled against this restoring moment. The measuring cable is guided out of the housing of the cable length sensor via a cable guide with little friction. This cable guide can be designed so that the cable can also be pulled out of the housing at an angle. Such cable guides can have a roller guide with two pairs of guide rollers arranged crossed to one another around the measuring cable. The cable guide can also be formed by a body with a guide hole that is pivotally mounted on all sides in a spherical bearing surface.
Stand der TechnikState of the art
Die
Die
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.The known reset drives work with a spring motor. The springs of the spring motors can lose the necessary elasticity over the course of their service life. In particular, applications with a high number of cycles and simultaneously long measuring lengths, such as applications for a high-bay warehouse, for an elevator or for an automation system, lead to high load changes in the spring motor or a drive spring. shortened service life. This means that this type of drive requires a lot of maintenance. In the worst case, constant stress can even lead to the spring breaking.
Die
Nachteil bei den bekannten Seillängengebern ist, dass bei einem Seilriss eine unkontrollierbare Situation entsteht, bei der zur Zerstörung des Seillängengebers kommen kann. Im schlimmsten Fall verletzt sich der Anwender beim Zurückschnappen des Seils.The disadvantage of the known rope length sensors is that if the rope breaks, an uncontrollable situation arises which can lead to the destruction of the rope length sensor. In the worst case, the user can injure themselves when the rope snaps back.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen funktionssicheren Seillängengeber zu schaffen, der selbst bei einem Seilriss sicher kontrollierbar ist.The object of the invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art and to create a functionally reliable rope length sensor that can be safely controlled even in the event of a rope break.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Seillängengeber der eingangs genannten Art gelöst, der
- f) einen Sensor zur Erfassung der Seileinzugs- bzw. der Seilauszugsgeschwindigkeit und/oder der Seileinzugs- bzw. der Seilauszugsbeschleunigung aufweist.
- f) has a sensor for detecting the cable retraction or extension speed and/or the cable retraction or extension acceleration.
Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, dass die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Messseils direkt erfasst wir. Die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung des Messeils ließe sich grundsätzlich beispielsweise indirekt über den elektrischen Motor, die Welle oder die Seiltrommel ermitteln. Auch der Messwertaufnehmer käme für eine solche Messung in Frage. Dabei würden prinzipiell Werte für die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung auch dann geliefert, wenn durch einen Messseilriss bereits kein Messseil mehr vorhanden ist. Der Sensor des erfindungsgemäßen Seillängengebers erfasst jedoch unmittelbar am Messseil die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung, wodurch auch ein Messseilriss sofort erfasst werden kann. Damit können erforderliche Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz des Seillängengebers und u.U. auch von in der Nähe befindlichen Personen eingeleitet werden.The invention is based on the principle that the speed or acceleration of the measuring cable is recorded directly. The speed or acceleration of the measuring cable could in principle be determined indirectly, for example, via the electric motor, the shaft or the cable drum. The measuring sensor could also be used for such a measurement. In principle, values for the speed or acceleration would be provided even if there is no longer a measuring cable due to a measuring cable break. However, the sensor of the cable length sensor according to the invention records the speed or acceleration directly on the measuring cable, which means that a measuring cable break can also be detected immediately. This means that the necessary safety measures can be initiated to protect the cable length sensor and possibly also people nearby.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers besteht darin, dass der Sensor optisch, elektrisch und/oder mechanisch ausgebildet ist. Der optische Sensor kann beispielsweise mittels Reflektion einer Laserdiode und Lichtempfänger arbeiten, wobei die Phasenverschiebung des ausgesendeten und Empfangenen Lichts miteinander verglichen und in eine Geschwindigkeit bzw. eine Beschleunigung umgerechnet wird. Eine weitere Variante besteht eines optischen Sensors besteht z.B. darin, dass das Messseil mit Markierungen versehen ist, welche in einem gleichen Abstand vorgesehen sind. Ein fotoempfindlicher Sensor erfasst diese Markierungen beim Ein- bzw. Ausziehen des Messseils. Auch hieraus lässt sich die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung ermitteln. Eine mechanische Alternative wäre eine Rolle am Messseilausgang als Sensor, über welche das Messseil läuft. Hierbei kann die Rotation der Rolle erfasst werdenA further advantageous embodiment of the cable length sensor according to the invention is that the sensor is optical, electrical and/or mechanical. The optical sensor can work, for example, by means of reflection from a laser diode and light receiver, whereby the phase shift of the emitted and received light is compared with each other and converted into a speed or acceleration. Another variant of an optical sensor is, for example, that the measuring cable is provided with markings which are in at the same distance. A photosensitive sensor detects these markings when the measuring cable is pulled in or out. This can also be used to determine the speed or acceleration. A mechanical alternative would be a roller at the measuring cable outlet as a sensor, over which the measuring cable runs. The rotation of the roller can be detected here
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers wird durch eine Steuerung erreicht, welche die Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsmesswerte des Sensors auswertet und verarbeitet. Die Messwerte des Sensors werden an die Steuerung weitergeleitet. Die Steuerung bildet daraus die entsprechenden Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungswerte und steuert bei Bedarf mit diesen Werten den Seillängengeber. Diese Werte können aber über eine geeignete Schnittstelle an eine andere auch externe Auswerteinheit übermittelt werden. Sie dient auch dazu zu protokollieren, wie der Seillängengeber genutzt wird. Es kann damit auch die Abnutzung des Messseils bzw. auch des gesamten Seillängengebers abgeschätzt werden.A further advantageous embodiment of the cable length sensor according to the invention is achieved by a control system which evaluates and processes the speed or acceleration measurement values of the sensor. The sensor's measurement values are forwarded to the control system. The control system uses these to create the corresponding speed or acceleration values and, if necessary, controls the cable length sensor with these values. However, these values can be transmitted to another, even external, evaluation unit via a suitable interface. It also serves to log how the cable length sensor is used. It can also be used to estimate the wear of the measuring cable or the entire cable length sensor.
Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Seillängengeber besteht ferner darin, dass ein Bremssystem zum Abbremsen des Seileinzugs bzw. des Seilauszugs vorgesehen ist. Diese Maßnahme dient dazu, den normalen Auszug und den Einzug des Messeils nicht zu abrupt zu vollziehen, um den Seillängengeber als solchen nicht zu stark zu belasten. Das Bremssystem ist in der Lage, die Seilauszugs- bzw. Seileinzugsgeschwindigkeit zu drosseln. Dadurch wird insbesondere ein schlaff hängendes Messseil vermieden.A preferred variant of the cable length sensor according to the invention further consists in that a braking system is provided for braking the cable retraction or cable extension. This measure serves to ensure that the normal extension and retraction of the measuring cable are not carried out too abruptly in order not to place too much strain on the cable length sensor as such. The braking system is able to reduce the cable extension or cable retraction speed. This in particular prevents the measuring cable from hanging slackly.
In einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Seillängengebers ist wenigstens eine Steuerungsleitung vorgesehen, über welche die Steuerung das Bremssystem steuert. Diese Maßnahme dient dazu, um die direkt erfasste Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung mit dem Bremssystem zu verknüpfen. Wird ein Schwellwert überschritten, kann beispielsweise die Steuerung das Bremssystem aktivieren. Das wird insbesondere dann erforderlich, wenn es zum unerwünschten Messseilriss beim Seillängengeber kommt.In a preferred embodiment of the cable length sensor according to the invention, at least one control line is provided, via which the control system controls the braking system. This measure serves to link the directly recorded speed or acceleration with the braking system. If a threshold value is exceeded, the control system can, for example, activate the braking system. This is particularly necessary if an undesirable measuring cable breakage occurs in the cable length sensor.
Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers wird weiterhin dadurch erreicht, dass das Bremssystem den elektrischen Motor enthält. Der elektrische Motor des Seillängengebers kann nämlich auch als Bremse fungieren. Eine im stromlosen Zustand geschaltete EMK-Bremse (Kurzschluss der Motorwicklungen) verhindert, z.B. bei manuellem Auszug des Messseils durch einen Anwender, ein schnelles Verdrehen bzw. Nachlaufen der Seiltrommel. Gleiches gilt natürlich bei in Bewegung befindlichen Anlagen und plötzlichem Unterbrechen der Versorgungsspannung. Damit soll insbesondere sichergestellt werden, dass es nicht zum Abspringen des Messseils von der Seiltrommel kommt.A special design of the cable length sensor according to the invention is also achieved by the fact that the braking system contains the electric motor. The electric motor of the cable length sensor can also function as a brake. An EMF brake (short circuit of the motor windings) switched on in the de-energized state prevents the cable drum from twisting or running too quickly, e.g. when the measuring cable is manually pulled out by a user. The same applies, of course, to systems that are in motion and the supply voltage is suddenly interrupted. This is intended in particular to ensure that the measuring cable does not jump off the cable drum.
Als Alternative zum elektrischen Motor als Bremse oder in Kombination mit dem elektrischen Motor kann das Bremssystem des erfindungsgemäßen Seillängengebers vorzugsweise wenigstens eine Bremshebelanordnung für das Seil aufweisen. Die Bremshebelanordnung drückt dabei das Messseil beispielsweise mit einem Bremshebel gegen die Seiltrommel, eine Bremsbacke oder das Gehäuse. Das Messseil wird dadurch an der weiteren Bewegung gehindert.As an alternative to the electric motor as a brake or in combination with the electric motor, the braking system of the cable length sensor according to the invention can preferably have at least one brake lever arrangement for the cable. The brake lever arrangement presses the measuring cable, for example with a brake lever, against the cable drum, a brake shoe or the housing. The measuring cable is thereby prevented from moving further.
Als bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Seillängengebers mit einer solchen Bremshebelanordnung ist ein Bremsantrieb vorgesehen, welcher mechanisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betätigbar ist. Der Bremshebel wird dabei durch die jeweils unterschiedlichen Varianten zum Bremsen des Messeils aktiviert.As a preferred embodiment of the cable length sensor according to the invention with such a brake lever arrangement, a brake drive is provided which can be actuated mechanically, hydraulically, pneumatically and/or electrically. The brake lever is activated by the different variants for braking the measuring cable.
Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Seillängengeber Steuerungsmittel (95) für das Bremssystem vorgesehen, welche das Messseil dynamisch abbremst. So wird beispielsweise verhindert, dass das Messseil schlaff hängt und trotzdem aus- bzw. eingezogen werden kann.Preferably, the cable length sensor according to the invention is provided with control means (95) for the braking system, which dynamically brakes the measuring cable. This prevents, for example, the measuring cable from hanging slackly and yet still being able to be pulled out or retracted.
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.Further embodiments and advantages emerge from the subject matter of the subclaims and the drawings with the associated descriptions. Exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the attached drawings. The invention is not intended to be limited to these exemplary embodiments alone. They merely serve to explain the invention in more detail. The present invention is intended to relate to all objects that the person skilled in the art would now and in the future consider obvious for the implementation of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
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1 zeigt schematisch eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Seillängengebers mit elektromotorischem Rückzug.1 shows schematically an overall view of a cable length sensor according to the invention with electromotive retraction. -
2 zeigt einen Längsschnitt des Seillängengebers gemäß1 .2 shows a longitudinal section of the cable length sensor according to1 . -
3 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seillängengebers auf Höhe des Seilaustritts und mit deaktivierter Seiltrommelbremse.3 shows a cross-section of the rope length sensor according to the invention at the level of the rope exit and with the rope drum brake deactivated. -
4 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Seillängengebers auf Höhe des Seilaustritts und mit aktivierter Seiltrommelbremse.4 shows a cross-section of the rope length sensor according to the invention at the level of the rope exit and with the rope drum brake activated. -
5 zeigt ein geschnittenes Motorgehäuse des erfindungsgemäßen Seillängengebers mit Sicht auf Mitnehmer (Transportsicherung), Freilauf und Motor.5 shows a sectioned motor housing of the cable length sensor according to the invention with a view of the driver (transport lock), freewheel and motor.
Bevorzugtes AusführungsbeispielPreferred embodiment
Auf einer zweiten Stirnseite 26 des Gehäuses 18 ist der elektrische Motor 14 mit einem Motorgehäuse 28 angeflanscht.On a second end face 26 of the housing 18, the electric motor 14 is flanged to a motor housing 28.
Aus einer gehäusefesten Seildüse bzw. einem Seilausgang 30 des Gehäuses 18 wird ein Messseil 31 geführt. Im Bereich des Seilausgangs 30 ist ein Sensor 32 zur Erfassung der Geschwindigkeit bzw. der Beschleunigung des Messseils 31 beim Durchtritt durch den Seilausgang 30 vorgesehen. Der Sensor 32 kann dabei elektrisch, optisch und/oder mechanisch ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Sensor 32 optisch ausgebildet. Die Messwerte des Sensors 32 werden an eine Steuerung 33 zur weiteren Verarbeitung übermittelt. Der Sensor 32 erfasst unmittelbar die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Messseils 31.A measuring cable 31 is guided from a cable nozzle fixed to the housing or a cable outlet 30 of the housing 18. In the area of the cable outlet 30, a sensor 32 is provided for detecting the speed or acceleration of the measuring cable 31 as it passes through the cable outlet 30. The sensor 32 can be electrical, optical and/or mechanical. In the present embodiment, the sensor 32 is optical. The measured values of the sensor 32 are transmitted to a controller 33 for further processing. The sensor 32 directly detects the speed or acceleration of the measuring cable 31.
In kritischen Situationen, in denen der Sensor 32 Messwerte bezüglich der Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung liefert, die über einem jeweils festgelegtem Schwellwert liegen, wird durch die Steuerung 33 eine Seiltrommelbremse 35 aktiviert Die Seiltrommelbremse 35 ist im oberen Bereich des Gehäuses 18 vorgesehen. Das Messseil 31 wird bei Betätigung des elektrischen Motors 14 ab- bzw. aufgewickelt.In critical situations in which the sensor 32 delivers measured values for speed or acceleration that are above a predetermined threshold value, a cable drum brake 35 is activated by the control 33. The cable drum brake 35 is provided in the upper area of the housing 18. The measuring cable 31 is unwound or wound up when the electric motor 14 is actuated.
Die
Auf dem Umfang der Seiltrommel 42 ist das Messseil 31 auf- bzw. abwickelbar vorgesehen, wobei das eine im Gehäuse 18 befindliche Ende des Messseils 31 in einer Seileinhängung 54 an der Seiltrommel 42 befestigt ist. Das Messseil 31 ist aufgrund seiner Festigkeit im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Drahtseil 56 ausgebildet. Andere Materialien mit ausreichender Festigkeit, wie z.B. aus Kunststofffasern, sind als Messseil 31 selbstverständlich ebenfalls denkbar.The measuring cable 31 is provided so that it can be wound up or unwound around the circumference of the cable drum 42, with one end of the measuring cable 31 located in the housing 18 being fastened to the cable drum 42 in a cable suspension 54. Due to its strength, the measuring cable 31 is designed as a wire cable 56 in the present embodiment. Other materials with sufficient strength, such as plastic fibers, are of course also conceivable as the measuring cable 31.
Die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung des Messeils 31 ließe sich grundsätzlich beispielsweise indirekt über den elektrischen Motor 14, die Welle 34 oder die Seiltrommel 42 ermitteln. Auch der Messwertaufnehmer 20 käme für eine solche Messung in Frage. Dabei würden prinzipiell Werte für die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung auch dann geliefert, wenn durch einen Messseilriss bereits kein Messseil 31 mehr vorhanden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst der Sensor 32 jedoch unmittelbar am Messseil 31 die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung, wodurch auch ein Messseilriss sofort erfasst werden kann.The speed or acceleration of the measuring cable 31 could in principle be determined indirectly, for example, via the electric motor 14, the shaft 34 or the cable drum 42. The measuring sensor 20 could also be used for such a measurement. In principle, values for the speed or acceleration would be provided even if there is no longer any measuring cable 31 due to a measuring cable break. In the present embodiment, however, the sensor 32 records the speed or acceleration directly on the measuring cable 31, which means that a measuring cable break can also be detected immediately.
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 verbundene Motorwelle 60 ist mit der Welle 34 gekoppelt, welche mit der Seiltrommel 42 rotiert. Beim Auf- bzw. Abwickeln des Messeils 31 wird die Seiltrommel 42 mit der Führungsspindel 38 axial über die Keilprofilnabe 36 geführt, so dass das Messseil 31 immer ortsfest gegenüber dem Seilausgang 30 auf- bzw. abgewickelt wird.The shaft 34 is driven by the electric motor 14. A rotor 57 of the electric motor 14 is also visible here. 58 denotes a motor flange. The electric motor 14 is flanged with its motor housing 28 to the housing 18 via a motor support 61. A motor shaft 60 connected to the rotor is coupled to the shaft 34, which rotates with the cable drum 42. When the measuring cable 31 is wound up or unwound, the cable drum 42 is guided axially with the guide spindle 38 over the splined hub 36, so that the measuring cable 31 is always wound up or unwound in a fixed position relative to the cable outlet 30.
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.The motor housing 28 contains a removable cover 62 with a sealing plug 64. The reference numeral 66 designates a freewheel and 53 the A pressure disk 70 holds the freewheel 66 in position in the motor housing 28. The motor shaft 60 is fixed with a clamping ring 72.
Auf einer Leiterplatte 74 sind Steuerungselemente, wie z.B. eine prozessorgesteuerte Kontrolleinheit, für den Elektromotor 14 vorgesehen. Die Steuerung 33 wirkt auf die Steuerelemente und löst bei Bedarf einen abrupten Bremsvorgang aus.Control elements, such as a processor-controlled control unit, for the electric motor 14 are provided on a circuit board 74. The controller 33 acts on the control elements and triggers an abrupt braking process if necessary.
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, der Sensor 32, die Steuerung 33 und die Seiltrommelbremse 35 mit Spannung beaufschlagt. Die Steckverbindung 76 kann auch Datenleitungen, insbesondere zur Parametrisierung und/oder Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung enthalten.The cable length sensor 10 is supplied with the required electrical voltage via a plug connection 76, which is arranged in a plug housing 78. Voltage is applied to the electric motor 14, the circuit board 74, the sensor 32, the control 33 and the cable drum brake 35 in particular via this. The plug connection 76 can also contain data lines, in particular for parameterization and/or communication with a higher-level control system.
Die Seiltrommelbremse 35 umfasst ein Bremsgehäuse 82, in welcher ein Hubmagnet 84 angeordnet ist. Der Hubmagnet 84 enthält einen beweglichen 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. Die Hubmagneten 84 bilden mit dem Stößel 86, der Druckfeder 90 und einem Bremshebel 94 eine Bremshebelanordnung 93. Der Bremshebel 94 befindet sich am unteren Ende des Stößels 86 befindet. 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 31 frei. Je nach Spannungsbeaufschlagung auf die Spulen 88 kann der Bremsdruck dynamisch variiert werden. Sie bilden somit in Kombination mit der Steuerung 33 auch Steuerungsmittel 95 für einen dynamischen Bremsvorgang des Messseils 31.The cable drum brake 35 comprises a brake housing 82 in which a lifting magnet 84 is arranged. The lifting magnet 84 contains a movable plunger 86 or piston and coils 88 with an iron core. The plunger 86 is guided by a compression spring 90 at the upper end in a pressure bushing 92, which is vertical here. The lifting magnets 84 form a brake lever arrangement 93 with the plunger 86, the compression spring 90 and a brake lever 94. The brake lever 94 is located at the lower end of the plunger 86. The compression spring 90 presses the plunger 86 against the brake lever 94. When voltage is applied to the coils 88, the plunger 86 is pulled away from the brake lever 94. The brake lever 94 then releases the measuring cable 31. Depending on the voltage applied to the coils 88, the brake pressure can be varied dynamically. In combination with the control 33, they also form control means 95 for a dynamic braking process of the measuring cable 31.
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 verwendetem Messwertaufnehmer 20 ausgeführt werden.The shaft 34 is led out through the front side 22 of the housing 18 and connected to a sensor shaft 96 of the sensor 20 via a coupling 98. An adapter flange 100 is provided as a spacer element between the sensor 20 and the front side 22 of the housing 18, so that the coupling 98 in particular is protected. Instead of the coupling 98, a gear (not shown) can be used under the adapter flange 100 if necessary. The adapter flange 100 can be designed differently if required and can be designed depending on the sensor 20 used.
Die
Um ein Abspringen bzw. Lösen des Messseils 31 von der Seiltrommel 42 zu verhindern, wird das Messseil 31, als auch die Seiltrommel 42 mittels der Seiltrommelbremse 35 fixiert. Der Bremshebel 94 wird dazu mit der Federkraft der Druckfeder 90 gegen das Messseil 31 gedrückt. Erst durch die Beaufschlagung der Spulen 88 mit Spannung wird der Hubmagnet 84 betätigt und die Seiltrommelbremse 35 freigegeben, indem der Bremshebel 94 von dem Messseil 31 auf der Seiltrommel 42 weggezogen wird. Die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Messseils 31 wird über den Sensor 32 erfasst und an die Steuerung 33 zur Verarbeitung weitergeleitet.In order to prevent the measuring cable 31 from jumping off or coming loose from the cable drum 42, the measuring cable 31 and the cable drum 42 are fixed by means of the cable drum brake 35. The brake lever 94 is pressed against the measuring cable 31 using the spring force of the compression spring 90. Only when the coils 88 are subjected to voltage is the lifting magnet 84 actuated and the cable drum brake 35 released by pulling the brake lever 94 away from the measuring cable 31 on the cable drum 42. The speed or acceleration of the measuring cable 31 is recorded by the sensor 32 and forwarded to the control 33 for processing.
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 31 von der Seiltrommel 42 kommen kann.The cable drum 42 can thus be driven by the electric motor 14. During the operating phase, the cable drum brake 42 is thus released. An EMF brake (short circuit of the motor windings), which is also switched in the de-energized state, prevents the cable drum 42 from twisting quickly or running on when the measuring cable is manually pulled out by a user. The same applies to systems that are in motion and the supply voltage is suddenly interrupted. This ensures that the measuring cable 31 cannot jump off the cable drum 42.
Das Messseil 31 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 31 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 31 auf den Seilausgang 30 am Gehäuse 18. Am nach außen aus dem Gehäuse 18 herausgeführten Ende des Messeils 31 befindet sich eine Seileinhängung 113.The measuring cable 31 is guided from the cable drum 42 through a tube 102 to the cable outlet 30 fixed to the housing. A brush 104 with a brush holder 106 is provided in the tube 102 for cleaning the extended or retracted measuring cable 31. A guide bushing 108 is provided on the tube 102 at the tube inlet. The tube 102 is closed off to the outside by a guide ball 110. A rubber buffer 112 dampens the stop of the measuring cable 31 on the cable outlet 30 on the housing 18. At the end of the measuring cable 31 that leads out of the housing 18 there is a cable suspension 113.
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 den Stößel 86.A tension spring 114 is attached to the brake housing 82 with one side by a pin 116 and to the brake lever 94 with the other side by a pin 118. The brake lever 94 is pivotally mounted about an axis 120. The tension spring 114 pulls the brake lever 94 against the plunger 86.
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 31, 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 31 beim Aufwickeln reißt. Über den Nährungssensor 124 erfolgt weiterhin eine Überwachung der Schaltzustände der Seiltrommelbremse 35, wobei die Seiltrommelbremse 35 aktiviert ist, wenn sich der Bremshebel 98 unten oder deaktiviert, wenn sich der Bremshebel 98 oben befindet.A circuit board 122 with a proximity sensor 124 is provided in the brake housing 82 opposite the brake lever 94. An adjusting screw 126 is adjustably attached to the brake lever 94. By pivoting the brake lever 94 the adjusting screw 126 approaches or moves away from the proximity sensor 124. If the distance of the brake lever 94 changes in an unusual way, e.g. due to the measuring cable 31 jumping off or lying undesirably on top of one another, an emergency switching system can trigger an emergency stop via the proximity sensor 124. The cable drum 42 is then braked immediately. This can be necessary, for example, if the measuring cable 31 breaks during winding. The proximity sensor 124 also monitors the switching states of the cable drum brake 35, whereby the cable drum brake 35 is activated when the brake lever 98 is down or deactivated when the brake lever 98 is up.
Die
Soweit die
Von der Seiltrommel 42 wird das Messseil 31 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 31 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 31 auf den Seilausgang 30 beim Aufwickeln verursacht wird. Auch hier wird die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Messseils 31 über den Sensor 32 optisch ermittelt und an die Steuerung 33 zur Verarbeitung weitergeleitet.From the cable drum 42, the measuring cable 31 is guided through the tube 102 to the cable outlet 30 fixed to the housing. The brush holder 106 with the brush 104 is arranged in the tube 102 for cleaning the moving measuring cable 31. A guide bushing 108 is provided on the tube 102 at the tube inlet. To prevent the ingress of dirt or water, the tube 102 is closed off to the outside with the guide ball 110. The rubber buffer 112 dampens the stop that is caused by the cable suspension 113 of the measuring cable 31 on the cable outlet 30 when it is wound up. Here, too, the speed or acceleration of the measuring cable 31 is optically determined via the sensor 32 and forwarded to the control 33 for processing.
In dieser
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 35 deaktiviert, ist die Einstellschraube 126 dem Nährungssensor 124 am Nächsten. Ist die Seiltrommelbremse 35 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. The circuit board 122 is arranged opposite the brake lever 94. The proximity sensor 124 is provided on the circuit board 122. The proximity sensor 124 reacts to an adjustment screw 126, which is adjustably attached to the brake lever 94. By pivoting the brake lever 94, the adjustment screw 126 approaches or moves away from the proximity sensor 124. The proximity sensor 124 can detect different heights of the brake lever 94 and thus different states. If the cable drum brake 35 is deactivated, the adjustment screw 126 is closest to the proximity sensor 124. If the cable drum brake 35 is activated, the adjustment screw 126 moves away from the proximity sensor 124. As an example, the distance between the proximity sensor 124 and the adjustment screw 126 is greatest when the brake lever 94 rests on the cable drum 42 and can therefore detect a cable break.
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- SeillängengeberRope length sensor
- 1212
- Antriebdrive
- 1414
- elektrischer Motorelectric motor
- 1616
- GrundkörperBase body
- 1818
- GehäuseHousing
- 2020
- MesswertaufnehmerTransducer
- 2222
- erste Stirnseitefirst front side
- 2424
- MesswertaufnehmergehäuseSensor housing
- 2626
- zweite Stirnseitesecond front side
- 2828
- MotorgehäuseEngine housing
- 3030
- Seilausgang des GehäusesRope exit of the housing
- 3131
- MessseilMeasuring rope
- 3232
- Sensorsensor
- 3333
- Steuerungsteering
- 3434
- WelleWave
- 3535
- SeiltrommelbremseCable drum brake
- 3636
- KeilprofilnabeSplined hub
- 3737
- Lagercamp
- 3838
- FührungsspindelGuide spindle
- 4040
- Führungguide
- 4242
- SeiltrommelRope drum
- 4444
- Lagercamp
- 4646
- Lagercamp
- 4747
- Stirnseiten der MesstrommelFront sides of the measuring drum
- 4848
- MesstrommelflanschMeasuring drum flange
- 5050
- MesstrommelflanschMeasuring drum flange
- 5151
- MitnehmerDriver
- 5252
- FührungsbuchseGuide bush
- 5353
- MitnehmerDriver
- 5454
- SeileinhängungRope suspension
- 5656
- DrahtseilWire rope
- 5757
- Rotorrotor
- 5858
- MotorflanschMotor flange
- 6060
- MotorwelleMotor shaft
- 6161
- MotorträgerEngine mount
- 6262
- DeckelLid
- 6464
- DichtstopfenSealing plug
- 6666
- FreilaufFreewheel
- 7070
- AndruckscheibePressure disc
- 7272
- KlemmringClamp ring
- 7474
- LeiterplatteCircuit board
- 7676
- SteckverbindungPlug connection
- 7878
- SteckergehäuseConnector housing
- 8282
- BremsgehäuseBrake housing
- 8484
- HubmagnetLifting magnet
- 8686
- StößelPestle
- 8888
- SpulenWash
- 9090
- DruckfederCompression spring
- 9292
- DruckbuchsePressure bushing
- 9393
- BremshebelanordnungBrake lever arrangement
- 9494
- BremshebelBrake lever
- 9595
- SteuerungsmittelControl means
- 9696
- MesswertaufnehmerwelleTransducer shaft
- 9898
- Kupplungcoupling
- 100100
- AdapterflanschAdapter flange
- 102102
- RohrPipe
- 104104
- Bürstebrush
- 106106
- BürstenhalterungBrush holder
- 108108
- FührungsbuchseGuide bush
- 110110
- FührungskugelGuide ball
- 112112
- GummipufferRubber buffer
- 113113
- Seileinhängung (außen)Rope suspension (outside)
- 114114
- ZugfederTension spring
- 116116
- Stift (Bremsgehäuse)Pin (brake housing)
- 118118
- Stift (Bremshebel)Pin (brake lever)
- 120120
- Achseaxis
- 122122
- LeiterplatteCircuit board
- 124124
- NäherungssensorProximity sensor
- 126126
- EinstellschraubeAdjustment screw
- 128128
- NutGroove
- 130130
- FreimachungClearance
- 132132
- GriffmuldenGrip recesses
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 29519809 U1 [0003]DE 29519809 U1 [0003]
- EP 2653428 A1 [0004]EP 2653428 A1 [0004]
- EP 1014031 B1 [0006]EP 1014031 B1 [0006]
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022129460.9A DE102022129460A1 (en) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | Rope length sensor with sensor |
PCT/DE2023/100819 WO2024099511A2 (en) | 2022-11-08 | 2023-11-06 | Draw-wire sensor with a control unit and sensors |
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---|---|---|---|
DE102022129460.9A DE102022129460A1 (en) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | Rope length sensor with sensor |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022129460A1 true DE102022129460A1 (en) | 2024-05-08 |
Family
ID=88778271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022129460.9A Pending DE102022129460A1 (en) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | Rope length sensor with sensor |
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---|---|
DE (1) | DE102022129460A1 (en) |
WO (1) | WO2024099511A2 (en) |
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