DE2043521A1 - Vorrichtung zur Entdeckung gebrochener Drahte in einem Drahtseil - Google Patents

Vorrichtung zur Entdeckung gebrochener Drahte in einem Drahtseil

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    • D07B7/02—Machine details; Auxiliary devices
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Description

OR .,Νβ ΟΙΡΙ.ΙΝα. M.fC. DIPL-»MY». Ο». DH»l-»»MV». HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART 20Λ3521
A 38 360 m
m - 134
1. September 1970
Anglo American Corporation
of South Africa Limited
W Main Street Johannesburg,Transvaal / South Africa
Vorrichtung zur Entdeckung gebrochener Drähte in einem Drahtseil
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entdeckung gebrochener Drähte in einem Drahtseil, insbesondere Windenseil, mit einem kreisförmigen Magneten, durch den das Seil geleitet wird und mitywenigstens zwei das Seil umschließenden Prüfoder Meßspulen, die auf gebrochenen Drähten beruhende, magnetische Dipole feststellen.
Allgemein bezieht sich die Erfindung auf die elektronische Prüfung von Windenseilen und insbesondere auf das sogenannte D.C.-Verfahren zur Seilprüfung.
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Der Zweck dieses Verfahrens besteht darin, gebrochene Drähte in dem zu prüfenden Seil festzustellen. Ein gespaltener, rohrförmiger Nagnet mit einem Satz in seinem Inneren angeordneter Meßspulen umgibt das zu prüfende Seil. Der Magnet erzeugt in Längsrichtung des Seiles einen stationären, axialen Fluß von ausreichender Intensität, um das Seil magnetisch zu sättigen.
Irgendwelche gebrochenen Drähte in dem Seil erzeugen an dem Spalt zwischen den Enden der gebrochenen Drähte sehr kleine magnetische Dipole. Wenn das Seil sich durch den magnetischen Prüfkopf hindurchbewegt, verursacht das Vorbeilaufen dieser Dipole an den Meßspulen die Induzierung einer elektromotoriachen Kraft in diesen Spulen. Die Größe dieser elektromotorischen Kraft ist der Geschwindigkeit des Seiles direkt und dem Quadrat des Abstandes der Spule von dem betreffenden Dipol etwa umgekehrt proportional. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Gattung werden die Ausgangssignale der Meßspulen an ein Aufzeichnungsgalvanoraeter angelegt, so daß irgendwelche gebrochenen Drähte von dem in diesem Galvanometer erzeugten Meßstreifen abgelesen werden können.
Das bekannte Verfahren und die zu seiner Durchführung dienenden, oben beschriebenen Apparate eignen sich für gewöhnliche, gedrillte Seile (lay ropes) sowie für Seile mit einem nichtmetallischen Kern. Unglücklicherweise erzeugen jedoch auch eingekerbte Drähte ein elektrisches Ausgangssignal, und zwar auf-
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grund der magnetischen Pole, welche an jeder Durchmesserdiskontinuität gebildet werden. Die auf diese Weise erzeugten Signale werden "Rauschen" genannt, da sie bei der Bestimmung der Seileigenschaften keine Rolle spielen.
Bei nicht gedrehten Seilten (non-spin ropes) von großem Durchmesser und hohem Füllfaktor (ziemlich kompakter Aufbau) 1st es ä unmöglich, einen auf einen im Inneren gebrochenen Draht zurückgehenden, kleinen Impuls unter der großen Anzahl stärkerer Rauschimpulse festzustellen, wie sie durch die Quereinkerbung in der Nähe der Seiloberfläche entstehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, zur Vermeidung der geschilderten Nachteile eine Vorrichtung zur Bestimmung gebrochener Drähte in Drahtseilen vorzuschlagen.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt einen ringförmigen Nagnet, durch den das Seil hindurchbewegt wird, sowie wenigstens zwei das Seil umgebende Meßspulen, die die Anwesenheit von auf gebrochenen Drähten beruhenden, magnetischen Dipolen ' im Seil feststellen; erfindungsgemäß sir.d Einrichtungen vorgesehen, um den Ausgang der einen Meßspule mit dem Ausgang der anderen Meßspule zu multiplizieren und um die miteinander multiplizierten Ausgangssignale anzuzeigen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Multipliziereinrichtung kein Ausgangssignal, wenn lediglich ein Eingangssignal für sich selbst vorliegt, und ver-
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doppelt außerdem die Frequenz nicht, wenn identische Impulse an ihre beiden Eingänge angelegt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Ausgangssignale der beiden Meßspulen über Verstärker an die Multipliziereinrichtung angelegt, wobei der Verstärkungsgrad jedes Verstärkers zur Seilgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist, so daß die Ausgangssignale der Verstärker, die an die Multipliziereinrichtung gelangen, von der Seilgeschwindigkeit unabhängig sind.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 einen teilweise schematischen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Prüfkopfes gemäß der Erfindung und
Fig. 3 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Anhand von Fig. 1 und 2 wird zunächst das Prinzip der Erfindung erläutert. Ein gespaltener, rohrförmiger Permanentmagnet 10 ist so ausgebildet, daß er das zu prüfende Seil 11 umgibt.
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Zwischen jeder Magnethälfte und dem Seil sind Meßspulen 12 angeordnet. Die Magnete und die Meßspulen sind vorzugsweise zu einem kompakten Prüf- oder Meßkopf vereinigt.
Wie bereits eingangs erwähnt, bewirkt das auf den kreisförmigen Magnet zurückgehende, axiale Magnetfeld im Seil die Erzeugung kleiner magnetischer Dipole zwischen den Enden gebrochener " Seildrähte. Wenn das Seil an den Meßspulen vorbeiläuft, induzieren diese kleinen Dipole kleine Spannungen in den Meßspulen, und diese Spannungen werden einem Vervielfacher 13 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Aufzeichnungsgalvanometer verbunden ist.
Kernpunkt der Erfindung ist die Multiplizierung der Ausgangssignale der Meßspulen. Wenn man bedenkt, daß das Rauschen aus statistischen oder zufälligen Signalen besteht und die Spannungen, welche aufgrund gebrochener Drähte in den Meßspulen induziert werden, immer in Phase sind, erkennt man, daß durch Multiplikation der in den Meßspulen induzierten Spannungen ^ die Rauschimpulse auf dem Meßetreifen des Aufzeichnungsgalvanometers effektiv eliminiert werden, während die auf gebrochene Drähte zurückgehenden Impulse hervorgehoben werden. Die Meßstreifen können daher viel leichter als bekannt Meßstreifen dieser Art ausgewertet werden.
Die Erfindung ist im Einzelnen in Ffe. 3 dargestellt. Ein Gummirad 20 ist so angeordnet, daß es von dem zu prüfenden Seil in Drehung versetzt wird. Das Rad 20 ist seinerseits mit Hilfe
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eines Getriebes an einen kleinen Wechselstromgenerator 21 angekoppelt, dessen Ausgang eine zur Seilgeschwindigkeit proportionale Frequenz hat. Die Amplitude des Generatorausganges hängt ebenfalls von der Seilgeschwindigkeit ab, jedoch ist dies für die Zwecke der vorliegerden Erfindung ohne Bedeutung.
Der Ausgang des Generators 21 wird an einen Frequenz/Spannungs-Wandler 22 angelegt. Der Ausgang des Generators 21 wird somit in eine Spannung umgewandelt, die der Seilgeschwindigkeit pro? portional ist.
Die Ausgangssignale der Meßspulen 23 und 24 werden Verstärkern 25 und 26 zugeführt. Jeder Verstärker besitzt einen Verstärkungsgrad, welcher dem Ausgangssignal des Wandlers 22 umgekehrt proportional ist, wobei der Ausgang des Wandlers 22 seinerseits der Seilgeschwindigkeit proportional ist. Der Ausgang jedes Verstärkers 25 und 26 ist auf diese Weise von der Seilgeschwindigkeit unabhängig.
Die Auagangssignale der Verstärker 25 und 26 werden an einen Vier-Quadranten-Analogvervielfacher 27 angelegt, in dem die Ausgangssignale der beiden Verstärker 25 und 26 miteinander multipliziert werden.
Das Ausgangssignal des Vervielfachere 27 wird zunächst an einen Anpabsungsveretärker 28 angelegt, bevor es einem Aufzeichnungsgalvanometer zugeleitet wird.
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Es läßt sich mathematisch zeigen, daß die Multiplikation der beiden Ausgangssignale aus den Verstärkern 25 und 26 zu einem großen Ausgangssignal des Verxielfachers 27 führt, wobei keine Prequenzverdopplung erfolgt, insoweit die in Phase befindlichen Spannungen der gebrochenen Drähte betroffen sind; hingegen führt die Multiplikation zu einem kleinen Ausgangssignal höherer Frequenz, insoweit die statistischen Rauschsignale betroffen sind. Die Galvanometerempfindlichkeit wird entsprechend begrenzt, und die eine höhere Frequenz besitzenden Rauschkomponenten werden infolgedessen effektiv durch das Galvanometer ausgefiltert, so daß im wesentlichen lediglich die in Phase befindlichen Signale auf dem Galvanometer-Meßstreifen aufgezeichnet werden.
Bei der Prüfung eines Seiles mit einer bekannten Vorrichtung, betrug das Rausch-Signal-Verhältnis für gebrochene Drähte im Zentrum des Seiles etwa 6:1. Somit war es praktisch unmöglich, gebrochene Drähte festzustellen. Bei der Prüfung des gleichen Seiles mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung betrug das Signal-Rausch-Verhältnis 7:1. Mit andern Worten: das Signal-Rausch-Verhältnis wurde durch die Erfindung um den Faktor 42 verbessert.
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Claims (3)

Pat ent ansprtiche
1./Vorrichtung zur Entdeckung gebrochener Drähte in Drahtseilen mit einem ringförmigen Magneten, durch den das Seil hindurchgeleitet wird, und mit wenigstens zwei das Seil umgebenden Maßspulen, die das Vorliegen magnetischer, auf gebrochenen Drähten beruhender Dipole im Seil abfühlen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Multipliziereinrichtung . (27) vorgesehen ist, in der das Ausgangssignal der einen Meßspule (23) mit dem Ausgang der anderen Meßspule (24) multipliziert wird, und daß das sich durch die Multiplikation ergebende Signal an einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinrichtung (27) kein Ausgangssignal liefert, wenn lediglich ein Eingangssignal für sich selbst vorliegt, und außerdem die Frequenz nicht verdoppelt, wenn identische Impulse an die beiden Eingangsklemmen der Multipliziereinrichtung (27) gelangen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden Meßspulen (23» 24) über Verstärker (22, 25) der Multipliziereinrichtung (27) zugeführt sind, und daß der Verstärkungsgrad jedes Verstärkers (22, 25) zur Seilgeschwindigkeit umgekehr proportional ist, so daß die der Multipliziereinrichtung (27) zugeleiteten
Ausganga ,signale der Verstärker von der Seilgeschwindigkeit
unabhängig sind.
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Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät ein Aufzeichnungsgal vanometer verwendet ist.
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DE19702043521 1969-09-03 1970-09-02 Vorrichtung zur Feststellung gebrochener Drähte in Drahtseilen Expired DE2043521C3 (de)

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ZA696269A ZA696269B (en) 1969-09-03 1969-09-03 D.c.rope testing

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DE2043521B2 DE2043521B2 (de) 1977-02-10
DE2043521C3 DE2043521C3 (de) 1977-09-29

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IL35206A (en) 1973-01-30
SE362709B (de) 1973-12-17
NO123589B (de) 1971-12-13
GB1270748A (en) 1972-04-12
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OA03476A (fr) 1971-03-30
IL35206A0 (en) 1970-11-30
FR2060867A5 (de) 1971-06-18
DK127346B (da) 1973-10-22
CH516159A (fr) 1971-11-30
ATA800070A (de) 1976-08-15
NL163023C (nl) 1980-07-15
NL7013006A (de) 1971-03-05
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FI53366C (fi) 1978-04-10
DE2043521B2 (de) 1977-02-10
ES383377A1 (es) 1973-01-16
AT336314B (de) 1977-04-25
NL163023B (nl) 1980-02-15

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