DE112016003574T5

DE112016003574T5 - Drathseildefekt-detektor

Info

Publication number: DE112016003574T5
Application number: DE112016003574.8T
Authority: DE
Inventors: Yohei Omi; Takayuki Kotera; Kazuyuki Yamamoto; Takashi Yoshioka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-08-03
Also published as: WO2017022764A1; US20180202972A1; CN107850572B; KR20180026746A; US10578582B2; JP6563018B2; JPWO2017022764A1; CN107850572A; DE112016003574B4; KR102027102B1

Abstract

Es wird ein Drahtseildefekt-Detektor angegeben, der dazu ausgebildet ist, Schwankungen bei der Detektionsempfindlichkeit bei einer Position eines beschädigten Bereichs eines Drahtseils zu unterdrücken, während die Detektionsempfindlichkeit für einen beschädigten Bereich des Drahtseils steigt. Eine Magnetisierungseinheit (4), die dazu ausgebildet ist, einen magnetischen Hauptfluss-Pfad auszubilden, so dass in der axialen Richtung eines Drahtseils (8) ein vorgegebenes Intervall darin enthalten ist, weist ein erstes Polstück (7a) und ein zweites Polstück (7b) auf, die so angeordnet sind, dass das vorgegebene Intervall sandwichartig dazwischenliegt, und die jeweils einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er das Drahtseil in einer Umfangsrichtung des Drahtseils zu etwa 2/3 des Umfangs umgibt, ohne mit dem Drahtseil in Kontakt zu gelangen. Wenn das Drahtseil von der Magnetisierungseinheit (4) magnetisiert ist, wird ein magnetischer Streufluss, der von dem beschädigten Bereich des Drahtseils erzeugt wird, von dem Magnetsensor (2) detektiert. Die Längen P des ersten Polstücks (7a) und des zweiten Polstücks (7b) sind für diesen Fall gleich und entsprechen einer axialen Länge des Drahtseils, das Litzen aufweist, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils mit einerl/4 Umdrehung oder mehr, und vorzugsweise mit einer 1/2 Umdrehung oder weniger, gewunden sind. Ein Abstand M zwischen dem ersten Polstück (7a) und dem zweiten Polstück (7b) ist mit einem ungeraden Vielfachen der Länge P vorgegeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drahtseildefekt-Detektor, der dazu ausgebildet ist, bei einem Drahtseil, das für einen Aufzug, einen Baukran oder dergleichen verwendet wird, einen Bruch und abgetrennte Bereiche eines Drahts zu detektieren (nachfolgend als „beschädigter Bereich eines Drahtseils“ bezeichnet).
HINTERGRUND
Als Drahtseildefekt-Detektor beim Stand der Technik, der auch als „Drahtseil-Tester“ oder „Rope Tester“) bekannt ist, kennt man einen Drahtseildefekt-Detektor für ein Drahtseil, das mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft, wobei der Drahtseildefekt-Detektor dazu ausgebildet ist, ein vorgegebenes Intervall (einen vorgegebenen Bereich) eines Drahtseils in axialer Richtung des Drahtseils mit Permanentmagneten zu magnetisieren und einen magnetischen Fluss, der aus einem beschädigten Bereich des Drahtseils austritt, mittels eines Magnetsensors (Spulen-Bereich) zu detektieren, der in dem vorgegebenen Intervall angeordnet ist (siehe z. B. die Patentliteratur 1).
Der Drahtseildefekt-Detektor weist eine Führungsbahn, die Permanentmagneten, den Magnetsensor (Spulen-Bereich), und einen Montagebereich auf. Die Führungsbahn weist einen annähernd U-förmigen Querschnitt auf, so dass das Drahtseil hindurchlaufen kann. Der Permanentmagnet ist ferner so angeordnet, dass er das aus Stahl gefertigte Drahtseil in die Führungsbahn zieht und in axialer Richtung des Drahtseils eine Magnetschleife bildet.
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1 JP 5 420 497 B2 (Absatz [0040], 9, etc.)
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Um Schwankungen bei der Detektionsempfindlichkeit zu unterdrücken, die in Abhängigkeit von der Position des beschädigten Bereichs des Drahtseils auftreten, und um gleichzeitig die Detektionsempfindlichkeit für den beschädigten Bereich des Drahtseils zu erhöhen, ist es erwünscht, den Wert des magnetischen Flusses, der aus der Umgebung des beschädigten Bereichs des Drahtseils austritt, mittels der Permanentmagneten oder Elektromagneten zu erhöhen, die das Drahtseil in einem Ausmaß nahe einem Zustand einer magnetischen Sättigung magnetisieren können, und gleichzeitig das Drahtseil so gleichmäßig wie möglich zu magnetisieren.
Gemäß der Patentliteratur 1 sind die Permanentmagneten des Drahtseildefekt-Detektors an Positionen angeordnet, die der Führungsbahn und dem Drahtseil gegenüberliegen. Daher ist ein Bereich des Drahtseils, der in der Nähe der Permanentmagneten positioniert ist, relativ stark magnetisiert. Dadurch ist ein Bereich des Drahtseils, der auf einer Seite gegenüber der Permanentmagneten positioniert ist, relativ schwach magnetisiert. Es besteht daher ein Problem dahingehend, dass das Drahtseil ungleichmäßig magnetisiert wird. Dies führt dazu, dass die Detektionsempfindlichkeit oder der Rauschabstand in Abhängigkeit von der Position variiert, an der ein beschädigter Bereich eines Drahtseils vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drahtseildefekt-Detektor anzugeben, der ein vorgegebenes Intervall eines Drahtseils gleichmäßig magnetisieren kann, um die Detektionsempfindlichkeit für einen beschädigten Bereich eines Drahtseils und den Rauschabstand gleichmäßig zu gestalten, so dass der Detektionsbereich für einen solchen beschädigten Bereich eines Drahtseils vergrößert wird.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Drahtseildefekt-Detektor angegeben, der Folgendes aufweist: eine Magnetisierungseinheit, die dazu ausgebildet ist, einen magnetischen Hauptfluss-Pfad so auszubilden, dass ein vorgegebenes Intervall eines Drahtseils in einer axialen Richtung darin enthalten ist; und
einen Magnetsensor, der in dem vorgegebenen Intervall angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, einen magnetischen Streufluss zu detektieren, der von einem beschädigten Bereich des Drahtseils erzeugt wird, wenn das Drahtseil von der Magnetisierungseinheit magnetisiert ist, wobei die Magnetisierungseinheit ein erstes Polstück und ein zweites Polstück aufweist, die so angeordnet sind, dass das vorgegebene Intervall sandwichartig dazwischenliegt, und die jeweils einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er das Drahtseil in der Umfangsrichtung des Drahtseils etwa zu 2/3 des Umfangs umgibt, ohne mit dem Drahtseil in Kontakt zu gelangen, wobei die Länge des ersten Polstücks und die Länge des zweiten Polstücks in der axialen Richtung des Drahtseils gleich sind und in der axialen Richtung des Drahtseils einer Länge entsprechen, das Litzen aufweist, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils mit einer 1/4 Umdrehung oder mehr gewunden sind, wobei der Abstand zwischen dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück mit einem ungeraden Vielfachen der Länge von jedem von dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück in der axialen Richtung des Drahtseils vorgegeben ist.
VORTEIHLAHFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Länge des ersten Polstücks und die Länge des zweiten Polstücks in der axialen Richtung des Drahtseils gleich und entsprechen der Länge in der axialen Richtung des Drahtseils, das die Litzen aufweist, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils mit einer 1/4 Umdrehung oder mehr gewunden sind, wobei der Abstand zwischen dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück mit dem ungeraden Vielfachen der Länge von jedem von dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück in der axialen Richtung des Drahtseils vorgegeben ist.
Dadurch kann das vorgegebene Intervall des Drahtseils gleichmäßig magnetisiert werden, während die Herstellungskosten durch die Magnetisierungseinheit, die die kleinen Polstücke aufweist, niedrig gehalten werden. Auf diese Weise können gleichmäßige magnetische Streuflüsse und eine gleichmäßige Detektionsempfindlichkeit erzielt werden, selbst wenn ein beschädigter Bereich eines Drahtseils an einer unspezifischen Position an einem Drahtseil ausgebildet ist. Der Detektionsbereich für einen beschädigten Bereich eines Drahtseils kann somit vergrößert werden.
Figurenliste

1A ist eine Vorderansicht, die eine Anordnung eines Drahtseildefekt-Detektors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
1B ist eine Seitenansicht, die die Anordnung des Drahtseildefekt-Detektors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht des in 1A und 1B dargestellten Drahtseildefekt-Detektors.
3 ist eine Darstellung, die den Betrieb des in 1A und 1B dargestellten Drahtseildefekt-Detektors zeigt, wenn kein beschädigter Bereich eines Drahtseils vorhanden ist.
4 ist eine Darstellung, die das Detektionsprinzip des in 1A und 1B dargestellten Drahtseildefekt-Detektors zeigt, wenn ein beschädigter Bereich eines Drahtseils vorhanden ist.
5A ist eine Vorderansicht, die eine Struktur eines Drahtseils zeigt, das bei konstanter Geschwindigkeit durch den Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung läuft.
5B ist eine Seitenansicht, die die Struktur eines Drahtseils zeigt, das bei konstanter Geschwindigkeit durch den Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung läuft.
6 ist eine Vorderansicht, die eine Anordnungsrelation zwischen dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Drahtseil zeigt.
7A ist eine Vorderansicht, die ein Prinzip gleichmäßiger Magnetisierung eines vorgegebenen Intervalls in einer axialen Richtung eines Drahtseils bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7B ist eine Seitenansicht, die ein Prinzip gleichmäßiger Magnetisierung eines vorgegebenen Intervalls in der axialen Richtung eines Drahtseils bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Vorderansicht, die eine Anordnungsrelation zwischen Komponenten des Drahtseildefekt-Detektors zeigt, wenn die Längen von Polstücken in der axialen Richtung eines Drahtseils bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter verringert sind.
9A ist eine Vorderansicht, die das Prinzip gleichmäßiger Magnetisierung des vorgegebenen Intervalls eines Drahtseils in der axialen Richtung eines Drahtseils mit der in 8 dargestellten Anordnungsrelation zeigt.
9B ist eine Seitenansicht, die das Prinzip einer gleichmäßigen Magnetisierung des vorgegebenen Intervalls eines Drahtseils in der axialen Richtung eines Drahtseils mit der in 8 dargestellten Anordnungsrelation zeigt.
10A ist eine Vorderansicht, die ein Prinzip einer nicht-gleichmäßigen Magnetisierung des vorgegebenen Intervalls in der axialen Richtung eines Drahtseils zeigt, wenn die Längen der Polstücke in der axialen Richtung eines Drahtseils bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung minimiert sind.
10B ist eine Seitenansicht, die das Prinzip einer nicht-gleichmäßigen Magnetisierung des vorgegebenen Intervalls in der axialen Richtung eines Drahtseils zeigt, wenn die Längen der Polstücke in der axialen Richtung eines Drahtseils bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung minimiert sind.
11 ist eine Vorderansicht, die eine Konfiguration eines Drahtseildefekt-Detektors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
In 1A, 1B und 2 weist ein Drahtseildefekt-Detektor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sensoreinheit 1 und eine Magnetisierungseinheit 4 auf. Die Magnetisierungseinheit 4 weist Folgendes auf: ein rückwärtiges Joch 5, ein Paar von Magneten 6a und 6b, die an beiden Enden des rückwärtigen Jochs 5 angeordnet sind, und Polstücke 7a und 7b, die so angeordnet sind, dass sie zu den Magneten 6a und 6b jeweils benachbart sind.
Die Magnetisierungseinheit 4 ist dazu ausgebildet, ein vorgegebenes Intervall L eines Drahtseils 8 in der axialen Richtung eines Drahtseils 8 zu magnetisieren. Wie in 1B dargestellt, werden die Magneten 6a und 6b bisweilen kollektiv als „Magneten 6“ bezeichnet.
Die Polstücke 7a und 7b werden bisweilen kollektiv als „Polstücke 7“ bezeichnet.
Das zuvor beschriebene vorgegebene Intervall L ist ein Intervall bei dem Drahtseil 8 in der axialen Richtung des Drahtseils 8, das sandwichartig zwischen N-S Pol-Paaren der Magneten 6a und 6b liegt, die an beiden Enden des rückwärtigen Jochs 5 der Magnetisierungseinheit 4 angeordnet sind, insbesondere, wie in 1A und 1B dargestellt, zwischen den Polstücken 7a und 7b.
Für die Polstücke 7 kann, basierend auf Untersuchungen hinsichtlich der Präzision, der Haltbarkeit und der Kosten, ein am besten geeignetes Material aus Metallmaterialien ausgewählt werden (beispielsweise Eisenstahl, wie etwa S45C, nicht-magnetische Materialien ausgenommen). Die jeweiligen Polstücke 7 haben einen U-förmigen Querschnitt, der so gebildet ist, dass er, wie in 1B und 2 dargestellt, das Drahtseil 8 zu etwa der Hälfte des Umfangs (1/2 Umfang) umgibt.
Für die jeweiligen Magneten 6 kann ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet ausgewählt werden. Ferner kann eine rechteckige Form verwendet werden, die hinsichtlich der Verarbeitungskosten ausgezeichnet ist. Der Magnet muss daher nicht, wie bei dem Japanischen Patent JP 5 026 440 B2 (Absatz [0012], 2 und dergleichen) angegeben, U-förmig ausgebildet sein. Ferner magnetisieren die Magneten 6 das vorgegebene Intervall L des Drahtseils 8 (siehe 3) zusammen mit den Polstücken 7, die dazu benachbart sind.
Die Sensoreinheit 1 weist einen Magnetsensor 2 und eine Halterung 3 auf, die, wie in 1A und 1B dargestellt, dazu ausgebildet ist, den Magnetsensor 2 zu haltern. Als Magnetsensor 2 kann, basierend auf Untersuchungen hinsichtlich der Präzision, Haltbarkeit, Kosten und dergleichen, eine am besten geeignete Komponente aus verschiedenen Komponenten ausgewählt werden, wie etwa eine Detektorspule, ein Hall-Element, ein magnetoresistives Element (MR, GMR) und ein Magnetoimpedanz-Element (MI).
Für diesen Fall wird der Magnetsensor 2 verwendet, der von einer Detektorspule gebildet wird. Wie in 2 dargestellt, weist der Magnetsensor 2 ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt auf, der so gebildet ist, dass er, wie bei den Polstücken 7, das Drahtseil 8 zu etwa der Hälfte des Umfangs umgibt, um den Erfassungsbereich für einen beschädigten Bereich eines Drahtseils so weit wie möglich zu vergrößern.
Im Folgenden wird ein Detektionsbereich des Magnetsensors 2 beschrieben.
Wie in 1 bis 4 dargestellt, weist der Magnetsensor 2, der die Detektorspule verwendet, von der Drahtseildefekt-Detektor-Seite aus betrachtet, einen Bereich von etwa 240 Grad bei einem Querschnitt des Drahtseils 8 als Detektionsbereich auf. Wenn das Drahtseil 8 in einem nicht-rotierenden Zustand mit der Achse des magnetischen Seils 8 als Rotationsachse durch den Magnetsensor 2 läuft, ist anzunehmen, dass ein beschädigter Bereich 9 des Drahtseils (siehe 4), der in einem Bereich von etwa 120 Grad bei dem Querschnitt des Drahtseils 8 vorhanden ist und der, von der Seite des Magnetsensors 2 aus betrachtet, an der gegenüberliegenden Seite des Drahtseils 8 positioniert ist, nicht detektiert werden kann.
Aus der Praxis ist jedoch bekannt, dass dann, wenn das Drahtseil 8 durch den Magnetsensor 2 läuft, das Drahtseil 8 dabei durch den Magnetsensor 2 läuft und sich dabei um seine Achse als Rotationsachse dreht. Wenn eine Drahtseildefekt-Überprüfung zahlreiche Male durchgeführt wird, kann daher der beschädigte Bereich 9 des Drahtseils, der in irgendeinem Teil des Bereichs des Querschnitts des Drahtseils 8 vorhanden ist, detektiert werden
Aus dem vorstehend beschriebenen Grund weist der Magnetsensor 2 mit dem U-förmigen Querschnitt keinen nicht-detektierbaren Bereich für das Drahtseil 8 auf und kann den gesamten Bereich des Querschnitts des Drahtseils 8 als Detektionsbereich aufnehmen.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 wird im Folgenden der Betrieb des Drahtseildefekt-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 3 und 4 dargestellt, wird ein Magnetkreis ausgebildet, bei dem magnetische Hauptflüsse 10, die von dem einen Magneten 6a der Magnetisierungseinheit 4 erzeugt werden, über das Polstück 7a durch das Drahtseil 8 laufen und über das andere Polstück 7b und den anderen Magneten 6b der Magnetisierungseinheit 4 und das rückwärtige Joch 5 laufen, um zu dem Magneten 6a zurückzulaufen. Die magnetomotorische Kraft der Magnetisierungseinheit 4 ist so vorgegeben, dass sie eine Flussdichte in dem Drahtseil 8 verursacht, mit der annähernd eine magnetische Sättigung erreicht wird und die gleichmäßig ausgebildet ist.
Wenn das Drahtseil 8, wie in 4 dargestellt, den beschädigten Bereich 9 des Drahtseils aufweist, wird in dessen Umgebung ein magnetischer Streufluss 11 erzeugt. Wenn der magnetische Streufluss in der Umgebung des Magnetsensors 2 verläuft, so wird an beiden Enden des Magnetsensors 2 eine induzierte Spannung erzeugt. Auf diese Weise kann das Vorhandensein des beschädigten Bereichs 9 des Drahtseils detektiert werden.
Im Folgenden wird eine Anordnungsrelation zwischen dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der vorliegenden Erfindung und dem Drahtseil 8 beschrieben, das ein Detektionsziel für Defekte bildet, sowie die gleichmäßige Magnetisierung eines Bereichs des Drahtseils 8, der dem Magnetsensor 2 gegenüberliegt (Bereich zwischen den Magnetpolen, insbesondere der Bereich, der einem axialen Intervall zwischen den Polstücken entspricht).
In 5A, 5B und 6 sind eine axiale Länge (Breite) P der jeweiligen Polstücke 7 und ein axialer Abstand M zwischen den Magnetpolen (zwischen den Polstücken 7a und 7b) jeweils mit vorgegebene Längen vorgegeben, die auf einer periodischen axialen Länge T von Litzen 12 basieren, die das Drahtseil 8 bilden. Die Polstücke 7 und die Magneten 6 sind auf diese Weise angeordnet, und die Sensoreinheit 1, die den Magnetsensor 2 aufweist, ist in der Umgebung der Mitte zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b der Magnetisierungseinheit 4 angeordnet.
Wie in 5A dargestellt, sind die Bezugszeichen a bis h, die die jeweiligen Litzen 12 bezeichnen, Positionen über dem Drahtseil 8 zugeordnet, die jeweils den maximalen Erhebungen der Litzen 12 entsprechen. Zur deutlichen Darstellung der Positionen der maximalen Erhebungen, nachstehend kurz als „Rücken“ bezeichnet, sind Richtungen orthogonal zu der axialen Richtung des Drahtseils 8 mit den gestrichelten Linien angegeben.
In 5B ist ein Querschnitt entlang einer Ebene dargestellt, die orthogonal zu der axialen Richtung des Drahtseils 8 liegt. In dem dargestellten Beispiel wird als Drahtseil 8 ein Drahtseil 8 verwendet, das so ausgebildet ist, dass acht Litzen 12a bis 12h um ein Kernelement 13 gewunden sind, das generell aus einem Fasermaterial, einem Stahlmaterial oder dergleichen gefertigt ist, während die Litzen 12a bis 12h verdrillt sind. Die jeweiligen Litzen sind generell so ausgebildet, dass einige Drähte oder einige Zehnergruppen von Drähten in einer einzelnen Lage oder in mehreren Lagen verdrillt sind.
Basierend auf dem zuvor beschriebenen Drahtseil 8, das in 5A und 5B dargestellt ist, wird in 6 ein Beispiel für die Anordnungsrelation zwischen Komponenten des Drahtseildefekt-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Bei diesem Beispiel ist die axiale Länge P jedes Polstücks in dem Paar von Polstücken 7a und 7b der Magnetisierungseinheit 4 mit der Hälfte der periodischen axialen Länge T der Litzen 12 vorgegeben, so dass das Polstück 7a an dem einem Ende (das eine Polstück) die Litzen 12a bis 12e bedeckt. Die periodische Länge T bezeichnet eine Länge von beispielsweise der Position, die von der gestrichelten Linie aus angegeben wird, die dem Rücken der Litze 12a entspricht, bis zu der Position, die von der gestrichelten Linie angegeben wird, die, wie in 5A und 6 gezeigt, dem nächstgelegenen Rücken der Litze 12a entspricht.
Für diesen Fall ist das Paar von Polstücken 7a und 7b so angeordnet, dass der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen gleich der Hälfte der periodischen Länge T ist. Das Paar von Polstücken 7a und 7b ist insbesondere so angeordnet, dass die axiale Länge P der jeweiligen Polstücke 7 und der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen gleich sind. Auf diese Weise bedeckt das Polstück 7b an dem anderen Ende (das andere Polstück) die Litzen 12a bis 12e.
In den 7A und 7B ist ein Zustand der magnetischen Flüsse dargestellt, die in dem Drahtseil 8 fließen. Im Folgenden werden die Details des Prinzips einer gleichmäßigen Verteilung der magnetischen Flüsse beschrieben, die in einem Bereich des Drahtseils 8 zwischen den Magnetpolen durch das Drahtseil 8 fließen, der zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b liegt (der Bereich, der dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen gemäß 6 entspricht und der außerdem dem vorgegebenen Intervall L entspricht, das in 1A dargestellt ist).
Wie in 7A dargestellt, können die magnetischen Hauptflüsse 10, die aus dem Polstück 7a an dem einen Ende (oder dem Magneten 6a an dem einen Ende) fließen, das zu einem N-Pol magnetisiert ist, gleichermaßen in die Litzen 12a, 12b, 12c, 12g, und 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, wie mit den Pfeilen bei dem Querschnitt A-A der 7B gezeigt. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können ferner, wie in dem Querschnitt B-B der 7B gezeigt, gleichermaßen in die Litzen 12c, 12d, 12e, 12f, und 12g fließen, die das Drahtseil 8 bilden. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können insbesondere gleichermaßen in alle acht Litzen 12a bis 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden.
Ebenso laufen die magnetischen Hauptflüsse 10, die aus dem Polstück 7a an dem einen Ende (oder dem Magneten 6a an dem einen Ende) fließen, wie in 7B dargestellt, durch die Litzen 12a bis 12h zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b (der Bereich, der dem in 6 dargestellten Abstand M entspricht), um in das Polstück 7b an dem anderen Ende (oder den Magneten 6b an dem anderen Ende) zu fließen, das zu einem S-Pol magnetisiert ist.
Für diesen Fall können die magnetischen Hauptflüsse 10 gleichermaßen von den Litzen 12a, 12b, 12c, 12g, und 12h in das Polstück 7b an dem anderen Ende fließen, wie bei dem Querschnitt C-C der 7B dargestellt, und können gleichermaßen in die Litzen 12c, 12d, 12e, 12f, und 12g fließen, die, wie bei dem Querschnitt D-D der 7B dargestellt, das Drahtseil 8 bilden. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können insbesondere gleichermaßen in alle acht Litzen 12a bis 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden.
Das folgende Prinzip wird, wie vorstehend beschrieben, verwendet. Insbesondere sind eine U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7a und eine U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b sowie eine Oberfläche des Drahtseils 8 in Halbkreis-Bereichen des Drahtseildefekt-Detektors nahe zueinander positioniert. Dadurch können die magnetischen Hauptflüsse 10 gleichermaßen von der U-förmigen inneren Oberfläche des Polstücks 7a zu den Oberflächen der Litzen 12 fließen, die das Drahtseil 8 bilden. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können anschließend gleichermaßen von den Oberflächen der Litzen 12, die das Drahtseil 8 bilden, zu der U-förmigen inneren Oberfläche des Polstücks 7b fließen.
Daher sind die magnetischen Hauptflüsse 10, die in die Litzen 12a bis 12h fließen, zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b (in dem Bereich, der dem in 6 dargestellten Abstand M entspricht) in jeder der Litzen 12a bis 12h gleichmäßig ausgebildet. Auf diese Weise ist die Verteilung der magnetischen Flüsse in dem Drahtseil 8 entlang dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen gleichmäßig.
Aus dem vorstehend beschriebenen Grund ist die Anordnung der Komponenten, die den Drahtseildefekt-Detektor bilden, so bestimmt, dass die axiale Länge P der jeweiligen Polstücke 7 und der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen, basierend auf der periodischen Länge T der Litzen 12 als Referenz, die das Drahtseil 8 bilden, gleich vorgegeben sind. Das vorgegebene Intervall L des Drahtseils 8 (der Bereich, der dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen entspricht) kann gleichmäßig magnetisiert werden.
Ferner kann der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen als ein ungerades Vielfaches der axialen Länge P der jeweiligen Polstücke 7 vorgegeben sein. Mit anderen Worten: die Relation M = (2n-1)P kann erfüllt sein, wobei n eine natürliche Zahl ist. Selbst wenn n sich ändert, befindet sich in 7A die axiale Position des Polstücks 7b an dem anderen Ende, das zu dem S-Pol magnetisiert ist, insbesondere in einer Position, bei der die Litzen 12a bis 12e bedeckt sind. Daher entspricht der Querschnitt des Polstücks 7b an dem anderen Ende, das zu dem S-Pol magnetisiert ist, dem Querschnitt C-C und dem Querschnitt D-D. Auf diese Weise sind die magnetischen Hauptflüsse 10, die durch die Litzen 12 fließen, wie vorstehend beschrieben, gleichmäßig in jeder der Litzen 12a bis 12h zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b ausgebildet.
Basierend auf dem Drahtseil 8, wobei ein Beispiel herangezogen wird, bei dem die axiale Länge der jeweiligen Polstücke 7 in der axialen Richtung des Drahtseils 8 in der Anordnungsrelation der Komponenten verringert ist, die den Drahtseildefekt-Detektor gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, die in 8 dargestellt ist, wird im Folgenden eine gleichmäßige Magnetisierung eines Bereichs des Drahtseils 8 beschrieben, an dem der Magnetsensor 2 angeordnet ist (der Bereich, der dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen entspricht).
Wie in 5A und 8 gezeigt, ist die axiale Länge P jedes Polstücks in dem Paar von Polstücken 7a und 7b der Magnetisierungseinheit 4 eine Länge der Litzen 12 entlang der axialen Richtung des Drahtseils 8, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/4 Umdrehung gewunden sind, so dass das Polstück 7a an dem einen Ende die Litzen 12c, 12d, und 12e bedeckt. Gleichzeitig ist das Polstück 7b an dem anderen Ende so angeordnet, dass es die Litzen 12g, 12h, und 12a bedeckt, indem das Paar von Polstücken 7a und 7b so angeordnet ist, dass die axiale Länge P des Polstücks 7a und der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen gleich vorgegeben sind.
In 9A und 9B ist ein Zustand der magnetischen Flüsse, die durch das Drahtseil 8 fließen, dargestellt. Im Folgenden werden Details des Prinzips einer gleichmäßigen Verteilung der magnetischen Flüsse beschrieben, die in einem Bereich des Drahtseils 8 zwischen den Magnetpolen durch das Drahtseil 8 fließen, der zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b der Magnetisierungseinheit 4 liegt (der Bereich, der dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen gemäß 8 entspricht und der außerdem dem vorgegebenen Intervall L entspricht, das in 1A dargestellt ist).
Wie in 9A dargestellt, können die magnetischen Hauptflüsse 10, die aus dem Polstück 7a an dem einen Ende (oder dem Magneten 6a an dem einen Ende) fließen, das zu dem N-Pol magnetisiert ist, gleichermaßen in die Litzen 12a, 12b, 12c, 12g, und 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, wie durch die Pfeile bei dem Querschnitt A-A der 9B gezeigt. Ferner können die magnetischen Hauptflüsse 10 gleichermaßen in die Litzen 12a, 12e, 12f, 12g und 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, wie durch die Pfeile bei dem Querschnitt B--B der 9B gezeigt. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können insbesondere gleichermaßen in all die sieben Litzen 12a bis 12c und 12e bis 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, ausgenommen die Litze 12d.
Die Oberfläche der Litze 12d ist von der U-förmigen inneren Oberfläche des Polstücks 7a entfernt. Der magnetische Widerstand wird daher größer. Demnach sind die magnetischen Hauptflüsse 10, die in die Litze 12d fließen, geringer als die magnetischen Hauptflüsse 10, die beispielsweise in die Litze 12a fließen. Bei dem Querschnitt A-A und dem Querschnitt B-B der 9A und 9B fließen die magnetischen Hauptflüsse 10 von den U-förmigen inneren Oberflächen des Polstücks 7a in die Litze 12d bei etwa der Hälfte des magnetischen Fluss-Pegels.
Auf diese Weise kann durch die Kombination des Querschnitts A-A und des Querschnitts B-B der 9A ein magnetisches Fluss-Pegel für eine Litze sichergestellt werden. Daher unterscheidet sich in der Praxis ein Wert des magnetischen Hauptflusses 10, der in die Litze 12d fließt, nicht in großem Maße von einem Wert der magnetischen Hauptflüsse 10, die in jede der anderen Litzen 12a bis 12c und 12e bis 12h fließen.
Ebenso laufen, wie in 9A und 9B dargestellt, die magnetischen Hauptflüsse 10, die aus dem Polstück 7a an dem einen Ende (oder dem Magneten 6a an dem einen Ende) fließen, durch die Litzen 12a bis 12h zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b (der Bereich, der dem in 8 dargestellten Abstand M entspricht), um in das Polstück 7b an dem anderen Ende (oder den Magneten 6b an dem anderen Ende) zu fließen, das zu dem S-Pol magnetisiert ist. Wie durch die Pfeile bei dem Querschnitt C-C der 9B gezeigt, können die magnetischen Hauptflüsse 10 gleichzeitig gleichermaßen von den Litzen 12c, 12d, 12e, 12f, und 12g in das Polstück 7b an dem anderen Ende fließen.
Die magnetischen Hauptflüsse 10 können ferner gleichermaßen von den Litzen 12a, 12b, 12c, 12d, und 12e, die das Drahtseil 8 bilden, in das Polstück 7b an dem anderen Ende fließen, wie bei dem Querschnitt D-D der 9B gezeigt ist. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können insbesondere gleichermaßen von all den sieben Litzen 12a bis 12g, ausgenommen die Litze 12h, die das Drahtseil 8 bilden, in das Polstück 7b an dem anderen Ende fließen.
Die Oberfläche der Litze 12h ist von der U-förmigen inneren Oberfläche des Polstücks 7b entfernt. Der magnetische Widerstand wird daher größer. Demnach sind die magnetischen Hauptflüsse 10, die von der Litze 12h in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließen, geringer als beispielswese die magnetischen Hauptflüsse 10, die von der Litze 12a in die U-förmige innere Oberfläche des Polstückes 7b fließen. Bei dem Querschnitt C-C und dem Querschnitt D-D der 9A und 9B fließen die magnetischen Hauptflüsse 10 von der Litze 12h in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b mit etwa der Hälfte des magnetischen Fluss-Pegels.
Auf diese Weise unterscheidet sich in der Praxis ein Wert des magnetischen Hauptflusses 10, der von der Litze 12h in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließt, nicht in großem Maße von einem Wert des magnetischen Hauptflusses 10, der von jeder der anderen Litzen 12a bis 12g in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließt. Dies geschieht, weil ein magnetischer Fluss-Pegel, der im Wesentlichen gleich dem magnetischen Fluss-Pegel einer Litze ist, bei dem Querschnitt C-C und dem Querschnitt D-D sichergestellt werden kann, ebenso wie bei dem Querschnitt A-A und dem Querschnitt B-B der 9A und 9B, die vorstehend beschrieben sind.
Die magnetischen Hauptflüsse 10, die durch die Litzen 12 fließen, sind daher zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b (der Bereich, der dem in 6 dargestellten Abstand M entspricht), nahezu gleichmäßig in jeder der Litzen 12a bis 12h ausgebildet. Auf diese Weise ist die Verteilung der magnetischen Flüsse in dem Drahtseil 8 entlang dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen gleichmäßig.
Aus dem vorstehend beschriebenen Grund ist die Anordnung der Komponenten des Drahtseildefekt-Detektors so bestimmt, dass die axiale Länge P der jeweiligen Polstücke 7 und der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen, basierend auf der periodischen Länge T der Litzen 12 als Referenz, die das Drahtseil 8 bilden, gleich vorgegeben sind. Auf diese Weise kann das vorgegebene Intervall L (der Bereich, der dem axialen Abstand M zwischen den Magnetpolen entspricht) des Drahtseils 8 gleichmäßig magnetisiert werden.
Ferner kann der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen mit einem ungeraden Vielfachen der axialen Länge P der jeweiligen Polstücke 7 vorgegeben sein, um insbesondere die Relation M = (2n-1)P zu erfüllen, wobei n eine natürliche Zahl ist. Wenn daher, wie in 9A dargestellt, n = 1 gegeben ist, befindet sich die axiale Position des Polstücks 7b an dem anderen Ende, das zu dem S-Pol magnetisiert ist, in einer Position, bei der die Litzen 12g bis 12a bedeckt sind.
Wenn n = 2 gegeben ist, befindet sich die axiale Position des Polstücks 7b an dem anderen Ende in einer Position, bei der die Litzen 12c bis 12e bedeckt sind: also auf der linken axialen Seite der Position für den Fall von n = 1. Wenn n = 3 gegeben ist, befindet sich die axiale Position des Polstücks 7b an dem anderen Ende in einer Position, bei der die Litzen 12g bis 12a bedeckt sind; also auf der weiter linken axialen Seite der Position für den Fall von n = 2.
Abgesehen davon, dass die Orientierung der magnetischen Hauptflüsse dem magnetischen S-Pol entgegengesetzt ist, ist daher in 9B ein Querschnitt des Polstücks 7b an dem anderen Ende, das zu dem S-Pol magnetisiert ist, der gleiche wie der Querschnitt A-A und der Querschnitt B-B, wenn n = 2 gegeben ist. Der Querschnitt des Polstücks 7b an dem anderen Ende ist der gleiche wie der Querschnitt C-C und der Querschnitt D-D, wenn n = 3 gegeben ist. Daher sind, wie vorstehend beschrieben, die magnetischen Hauptflüsse 10, die durch die Litzen 12 fließen, zwischen dem Paar von Polstücken 7a und 7b, in jeder der Litzen 12a bis 12h gleichmäßig ausgebildet.
Ein ungleichmäßiger Zustand der magnetischen Hauptflüsse 10, die in dem vorgegebenen Intervall L durch die Litzen 12 fließen, wird unter Bezugnahme auf 10A und 10B beschrieben, wobei ein Beispiel herangezogen wird, bei dem die axiale Länge des Drahtseils 8 bei der Anordnungsrelation der Komponenten des Drahtseildefekt-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung am kürzesten ist.
Wie in 10A und 10B dargestellt, ist die axiale Länge P der jeweiligen Polstücke 7a und 7b der Magnetisierungseinheit 4 gleich der Länge der Litzen 12 entlang der axialen Richtung des Drahtseils 8 vorgegeben, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/8-Umdrehung gewunden sind, so dass das Polstück 7a die Litzen 12d und 12e bedeckt, insbesondere wie in 5A, 10A und 10B dargestellt.
Für diesen Fall ist das Paar von Polstücken 7a und 7b so angeordnet, dass der axiale Abstand zwischen den Magnetpolen gleich 1/8 der vorstehend beschriebenen periodischen Länge T vorgegeben ist. Die axiale Länge P des Polstücks 7a und der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen sind insbesondere gleich vorgegeben. Auf diese Weise ist das Polstück 7b an dem anderen Ende so angeordnet, dass die Litzen 12b und 12c bedeckt sind.
Wie in 10A und 10B dargestellt, können die magnetischen Hauptflüsse 10, die aus dem Polstück 7a an dem einen Ende (oder dem Magneten 6a an dem einen Ende) fließen, das zu dem N-Pol magnetisiert ist, gleichermaßen in die Litzen 12a, 12b, 12c, 12g und 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, wie mit den Pfeilen bei dem Querschnitt A-A der 10B gezeigt. Ferner können die magnetischen Hauptflüsse 10 gleichermaßen in die Litzen 12a, 12b, 12f, 12g und 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, wie bei dem Querschnitt B-B der 10B gezeigt. Die magnetischen Hauptflüsse 10 können insbesondere gleichermaßen in all die sechs Litzen 12a bis 12c und 12f bis 12h fließen, die das Drahtseil 8 bilden, ausgenommen die Litzen 12d und 12e.
Bei dem Querschnitt A-A der 10B ist die Oberfläche der Litze 12e allerdings weiter von der U-förmigen inneren Oberfläche der Polstücke 7a entfernt als die Oberfläche der Litze 12d. Der magnetische Widerstand wird daher größer. Obgleich ein Ausgleich für die magnetischen Hauptflüsse 10 bei der Litze 12e bei dem Querschnitt B-B der 10 zu erwarten ist, ist selbst bei einer Kombination des Querschnitts A-A und des Querschnitts B-B daher nur etwa die Hälfte des magnetischen Fluss-Pegels sichergestellt. Der magnetische Fluss-Pegel der magnetischen Hauptflüsse 10, der dem für eine Litze entspricht, kann daher nicht in die Litze 12e fließen. Die magnetischen Hauptflüsse 10, die in die Litze 12e fließen, werden daher kleiner.
Bei dem Querschnitt B-B gemäß 10B ist ferner die Oberfläche der Litze 12d weiter von der U-förmigen inneren Oberfläche des Polstücks 7a entfernt als die Oberfläche der Litze 12e. Der magnetische Widerstand wird daher größer. Obgleich ein Ausgleich für die magnetischen Hauptflüsse 10 bei der Litze 12d bei dem Querschnitt A-A zu erwarten ist, kann daher der magnetische Fluss-Pegel des magnetischen Hauptflusses 10, der dem für eine Litze entspricht, bei dem Querschnitt A-A und dem Querschnitt B-B. nicht in die Litze 12d fließen. Die magnetischen Hauptflüsse 10, die in die Litze 12d fließen, werden daher kleiner.
Ebenso werden bei dem Querschnitt C-C gemäß 10B die magnetischen Hauptflüsse 10, die von der Litze 12c in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließen, noch kleiner als die magnetischen Hauptflüsse 10, die von der Litze 12b in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließen. Ferner werden bei dem Querschnitt D-D der 10B die magnetischen Hauptflüsse 10, die von der Litze 12b in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7a fließen, noch kleiner als die magnetischen Hauptflüsse 10, die von der Litze 12c in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließen.
Wie bei dem Querschnitt C-C und dem Querschnitt D-D gemäß 10B dargestellt, können die magnetischen Hauptflüsse 10 insbesondere nicht entgegengesetzt zueinander von den Litzen 12b und 12c in die U-förmige innere Oberfläche des Polstücks 7b fließen.
Wenn die axiale Länge P der jeweiligen Polstücke 7 gleich der Länge der Litzen 12 entlang der axialen Richtung des Drahtseils 8 vorgegeben ist, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit der 1/8 Umdrehung gewunden sind, variiert daher der Wert der magnetischen Flüsse, die in dem Bereich fließen, der dem vorgegebenen Intervall L des Drahtseils 8 entspricht, abhängig von der Anordnung der Litzen 12a bis 12h, und sie werden ungleichmäßig ausgebildet.
Aus dem vorstehend genannten Grund ist bei der Anordnungsrelation zwischen den Komponenten des Drahtseildefekt-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung die axiale Länge P jedes Polstücks in dem Paar von Polstücken 7a und 7b der Magnetisierungseinheit 4 gleich der Länge der Litzen 12 entlang der axialen Richtung des Drahtseils 8 vorgegeben, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/4 Umdrehung gewunden sind (für den Fall gemäß 6, 7A und 7B).
Auf diese Weise können die magnetischen Flüsse, die in dem vorgegebenen Intervall L des Drahtseils 8 fließen, gleichmäßig ausgebildet sein. Die Anordnungsrelation mit der kürzesten Länge in der axialen Richtung des Drahtseils 8 kann daher erzielt werden, ohne dass die Detektionsempfindlichkeit für den beschädigten Bereich 9 des Drahtseils an dem Drahtseil 8 beeinträchtig ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist bei dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der vorliegenden Erfindung die axiale Länge P der jeweiligen Polstücke 7 bezüglich des Drahtseils 8 die Länge der Litzen 12 in der Richtung entlang des Drahtseils, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/4 Umdrehung oder mehr gewunden sind. Der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen muss lediglich mit dem ungeraden Vielfachen der axialen Länge P der jeweiligen Polstücke 7 vorgegeben sein, insbesondere muss lediglich die Relation M = (2n-1l)P erfüllt sein.
Alternativ kann der axiale Abstand M mit dem gleichen Wert vorgegeben sein. Insbesondere kann $M = (2 n - 1) P \pm (Länge entlang des Drahtseils zwischen den Mitten benachbarter Litzen) / 2$
erfüllt sein, wobei n eine natürliche Zahl ist. Die Länge entlang des Drahtseils zwischen den Mitten benachbarter Litzen entspricht beispielsweise einem Abstand zwischen d und e gemäß 7A und insbesondere einem Abstand zwischen der Mitte der Litze 12d und der Mitte der Litze 12e gemäß 7B.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung der Polstücke 7 und der Magneten 6 kann das vorgegebene Intervall L des Drahtseils 8 gleichmäßig magnetisiert werden.
Dadurch kann unabhängig von der Position des beschädigten Bereichs 9 des Drahtseils an dem Drahtseil 8 in dem vorgegebenen Intervall L des Drahtseils 8 der beschädigte Bereich 9 des Drahtseils mit dem gleichen Ausmaß an Detektionsempfindlichkeit detektiert werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Magnetisierungseinheit 4 gemäß dem Drahtseildefekt-Detektor gemäß der ersten Ausführungsform, die die Polstücke 7, die Magneten 6 und das rückwärtige Joch 5 aufweist, nahe dem Drahtseil 8 angeordnet. Die axiale Länge der jeweiligen Polstücke 7 muss bezüglich des Drahtseils 8 lediglich gleich der Länge der Litzen 12 in der Richtung entlang des Drahtseils 8 vorgegeben sein, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/4 Umdrehung oder mehr gewunden sind. Der axiale Abstand M zwischen den Magnetpolen muss lediglich mit einem ungeraden Vielfachen der axialen Länge P der jeweiligen Polstücke 7 vorgegeben sein.
Alternativ kann der axiale Abstand M mit dem gleichen Wert des ungeraden Vielfachen der axialen Länge P vorgegeben sein, insbesondere kann $M = (2 n - 1) P \pm (Länge entlang des Drahtseils zwischen den Mitten benachbarter Litzen) / 2$
erfüllt sein, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung der Polstücke 7 und der Magneten 6 wird das vorgegebene Intervall L des Drahtseils 8 gleichmäßig magnetisiert, so dass der Detektionsbereich für den beschädigten Bereich 9 des Drahtseils vergrößert werden kann.
Wenn die Länge der jeweiligen Polstücke 7 bei dieser Ausführungsform in der axialen Richtung des Drahtseils 8 für einen Fall, bei dem die Litzen 12 in Umfangsrichtung des Drahtseils mit einer 1/4 Umdrehung gewunden sind, gleich der Länge in der axialen Richtung des Drahtseils 8 ist, dann ist die Menge des verwendeten Materials für die Polstücke 7 und die Magneten minimal. Hinsichtlich der Herstellungskosten ist das optimal.
Wenn ferner die Länge der jeweiligen Polstücke 7 in der axialen Richtung des Drahtseils 8 für einen Fall, bei dem die Litzen 12 in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/2 Umdrehung gewunden ist, gleich der Länge in der axialen Richtung des Drahtseils 8 vorgegeben ist, dann können all die Litzen 12, die das Drahtseil 8 bilden, in ähnlicher Weise mit jedem der zwei Polstücke in Kontakt gebracht werden. Deshalb können die magnetischen Flüsse, die von dem N-Pol in das Seil fließen, aus dem S-Pol fließen, ohne zwischen den Litzen zu verlaufen. Der magnetische Widerstand ist daher gering. Das ist hinsichtlich des effizienten Verlaufs der magnetischen Flüsse durch das Seil optimal.
Wenn die Länge der jeweiligen Polstücke 7 in der axialen Richtung des Drahtseils 8 für den Fall, dass die Litzen 12 in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 mit einer 1/2 Umdrehung gewunden sind, größer als die Länge in axialer Richtung des Drahtseils 8 vorgegeben ist, dann ist derweil eine Detektorkonfiguration aufgrund der Periodizität der Litzen 12, die das Drahtseil 8 bilden, redundant.
Ausgehend von der vorstehenden Beschreibung ist es bei einer realen Konfiguration des Drahtseildefekt-Detektors optimal, wenn die Länge der jeweiligen Polstücke 7 vorzugsweise mit der Länge der Litzen 12, die mit einer 1/2 Umdrehung oder weniger gewunden sind, in der Richtung entlang des Drahtseils 8 vorgegeben ist, obgleich die Länge der jeweiligen Polstücke 7 in der axialen Richtung des Drahtseils 8 lediglich mit der Länge vorgegeben sein muss, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 einer 1/4 Umdrehung oder mehr entspricht.
Ausführungsform 2
Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 11 dargestellt ist, sind zwei Sätze der Komponenten des Drahtseildefekt-Detektors gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform angeordnet. Sie sind bezüglich des Drahtseils 8 mit einer zueinander um 180° entgegengesetzten Orientierung angeordnet, insbesondere so, dass sie aufeinanderfolgend in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind.
Wie vorstehend beschrieben, sind die zwei Magnetisierungseinheiten 4 bezüglich des Drahtseils 8 mit einer zueinander um 180° entgegengesetzten Orientierung angeordnet. Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der Verteilung des magnetischen Flusses in dem Drahtseil 8 verbessert.
Ferner sind die beiden Sensoreinheiten 1 bezüglich des Drahtseils 8 mit einer zueinander um 180° entgegengesetzten Orientierung angeordnet. Dadurch kann die Detektions-empfindlichkeit für den Durchgang eines beschädigten Bereichs eines Drahtseils durch einen Bereich niedriger Empfindlichkeit der jeweiligen Sensoreinheiten 1, insbesondere der Durchgang durch die Umgebung eines Öffnungsbereichs des U-förmigen Querschnitts, gegenseitig ausgeglichen werden.
Wenn ferner die Anzahl an Magnetisierungseinheiten 4, die für jedes Drahtseil 8 angeordnet wird, gleich Q ist, dann sind die Magnetisierungseinheiten 4 so angeordnet, dass sie einander in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 aufeinanderfolgend in einem Abstand von 360/Q Grad gegenüberliegen.
Auf diese Weise kann die Intensität der Magnetisierung in dem Drahtseil 8 gleichmäßig erhöht werden. Daher kann ein gleichmäßiger magnetischer Streufluss 11 erhalten werden, selbst wenn der beschädigte Bereich 9 des Drahtseils in irgendeinem beliebigen Bereich in der Umfangsrichtung des Drahtseils 8 vorhanden ist.
Ferner führt die vorstehend genannte Anordnung zu einer verringerten Anzahl an Überprüfungen des Drahtseils 8. Daher wird nicht nur die Arbeitsbelastung für einen Prüfer verringert, sondern es werden auch die Inspektionskosten niedrig gehalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5420497 B2 [0004]
JP 5026440 B2 [0016]

Claims

Drahtseildefekt-Detektor, der Folgendes aufweist: - eine Magnetisierungseinheit, die dazu ausgebildet ist, einen magnetischen Hauptfluss-Pfad so auszubilden, dass in einer axialen Richtung ein vorgegebenes Intervall eines Drahtseils darin enthalten ist; und - einen Magnetsensor, der in dem vorgegebenen Intervall angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, einen magnetischen Streufluss zu detektieren, der von einem beschädigten Bereich des Drahtseils erzeugt wird, wenn das Drahtseil von der Magnetisierungseinheit magnetisiert ist, wobei die Magnetisierungseinheit ein erstes Polstück und ein zweites Polstück aufweist, die so angeordnet sind, dass das vorgegebene Intervall sandwichartig dazwischenliegt, und die jeweils einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er das Drahtseil in einer Umfangsrichtung des Drahtseils zu etwa 2/3 des Umfangs umgibt, ohne mit dem Drahtseil in Kontakt zu gelangen, und wobei die Länge des ersten Polstücks und die Länge des zweiten Polstücks in der axialen Richtung des Drahtseils gleich sind und der Länge in der axialen Richtung des Drahtseils entsprechen, das Litzen aufweist, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils mit einer 1/4 Umdrehung oder mehr gewunden sind, wobei der Abstand zwischen dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück mit einem ungeraden Vielfachen der Länge von jedem von dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück in der axialen Richtung des Drahtseils vorgegeben ist.
Drahtseildefekt-Detektor gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn der Abstand zwischen dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück gleich M ist und die Länge von jedem von dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück in der axialen Richtung des Drahtseils gleich P ist, die Relation $\begin{array}{l} M = (2 n - 1) P \pm (Länge entlang des Drahtseils zwischen den Mitten benachbarter \\ Litzen) /2 \end{array}$
erfüllt ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Drahtseildefekt-Detektor gemäß Anspruch 1, wobei die Länge des ersten Polstücks und die Länge des zweiten Polstücks in der axialen Richtung des Drahtseils gleich sind und in der axialen Richtung des Drahtseils der Länge entsprechen, das die Litzen aufweist, die in der Umfangsrichtung des Drahtseils mit einer 1/4 Umdrehung oder mehr und mit einer 1/2 Umdrehung oder weniger gewunden sind.
Drahtseildefekt-Detektor gemäß Anspruch 1, wobei die Magnetisierungseinheit zahlreiche Magnetisierungseinheiten aufweist und wobei die Magnetisierungseinheiten für jedes Drahtseil so angeordnet sind, dass sie in der Umfangsrichtung des Drahtseils aufeinanderfolgend in einem Abstand von 360/Q Grad (Q ≥ 2) in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind, wobei Q die Anzahl der Magnetisierungseinheiten angibt, die an jedem Drahtseil angeordnet sind.
Drahtseildefekt-Detektor gemäß Anspruch 1 oder 4, wobei die Magnetisierungseinheit zusätzlich zu dem ersten Polstück und dem zweiten Polstück ferner Folgendes aufweist: - ein rückwärtiges Joch, das aus einem magnetischen Element gebildet ist; - einen ersten Magneten, bei dem ein Endbereich mit der einen Polarität in Kontakt mit dem einem Endbereich des rückwärtigen Jochs und in Kontakt mit dem ersten Polstück gehalten ist; und - einen zweiten Magneten, bei dem ein Endbereich mit der anderen Polarität in Kontakt mit dem anderen Endbereich des rückwärtigen Jochs und in Kontakt mit dem zweiten Polstück gehalten ist, und - wobei der Magnetsensor einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der der U-Form jeweils des ersten Polstücks und des zweiten Polstücks entspricht, so dass das Drahtseil hindurchlaufen kann.