DE2900770C2 - Arrangement for continuous measurement of the tensile force when pulling in a cable - Google Patents

Arrangement for continuous measurement of the tensile force when pulling in a cable

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DE2900770C2 DE19792900770 DE2900770A DE2900770C2 DE 2900770 C2 DE2900770 C2 DE 2900770C2 DE 19792900770 DE19792900770 DE 19792900770 DE 2900770 A DE2900770 A DE 2900770A DE 2900770 C2 DE2900770 C2 DE 2900770C2
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Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontinuierlichen Messung der Zugkraft, die in einem Kabel während seines Einziehens in Kabelkanäle oderThe present invention relates to an arrangement for the continuous measurement of the tensile force in a Cable during its pulling into cable ducts or -rohre auftritt und in einem zwischen Kabel und Zugsei! angeordneten ZugmeOkopf gemessen wird, wobei im Zugmeßkopf ein Umformer angeordnet ist, der die gemessene Zugkraft in ein elektrisches Meßwertsignal umformt und dieses Meßwertsignal vom Zugmeßort zum Auswertort hin in Form eines durch einen Wandler erzeugten Meßsignals zu einem Meßwertempfänger am Auswertort übertragen wird.-pipes occurs and in one between cable and pull rope! arranged ZugmeOkopf is measured, wherein in the Zugmeßkopf a transducer is arranged, which the measured tensile force is converted into an electrical measured value signal and this measured value signal from the tensile measuring point towards the evaluation location in the form of a measurement signal generated by a transducer to a measurement receiver on the Evaluation location is transmitted.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE-OS 27 27 228 bekannt. Hierbei erfolgt die Übertragung des Meßsignals zum Meßwertempfänger durch drahtlose Übertragung zwischen einem elektrischen Sender im Meßkopf und einem Empfänger am Einsatzort Bei einer derartigen drahtlosen Übertragung kann durch im Erdboden verlaufende Kabel- und Metallrohre die Übertragung der Meßwertsignale erheblich gestört werden. Demnach ist ein störungsfreier Empfang der Meßwerte in vielen Fällen nicht zu gewährleisten.Such an arrangement is known from DE-OS 27 27 228, for example. In this case, the measurement signal is transmitted to the measurement receiver wireless transmission between an electrical transmitter in the measuring head and a receiver on the Place of use With such a wireless transmission, cables and cables running in the ground can be used Metal pipes, the transmission of the measured value signals are significantly disturbed. Accordingly, interference-free reception of the measured values is not possible in many cases guarantee.

Eine kontinuierliche und zuverlässige Meßwertübertragung ist aber insbesondere beim Einsatz von Lichtleiterkabeln erforderlich, wo nur kleine Einziehkräfte nötig sind, da diese Kabel ein geringes Gewicht und eine hohe Flexibilität aufweisen. Die im Kabel auftretende Zugkraft ist somit gering, so daß sich einziehbedingte Krafterhöhungen (z. B. Reibungskräfte usw.) sich also relativ stärker auswirken als bei schweren Kabeltypen. Dadurch kann die höchstzulässige Zugkraft im Kabel schneller überschritten werden. Bei diesen Lichtleiterkabeln muß aber in jedem Fall sichergestellt sein, daß beim Einziehen die zulässige Zugkraft in keinem Fall überschritten wird.A continuous and reliable transmission of measured values is particularly important when using Fiber optic cables are required where only small pull-in forces are required, as these cables are low in weight and have a high degree of flexibility. The tensile force occurring in the cable is therefore low, so that Increases in force caused by pulling in (e.g. frictional forces, etc.) have a relatively stronger effect than with heavy ones Cable types. This allows the maximum permissible tensile force can be exceeded more quickly in the cable. With these fiber optic cables, however, must be ensured in any case ensure that the permissible tensile force is never exceeded when pulling in.

Weiterhin ist es aus den DE-AS Il 04 009, 12 75 652 und 19 10 204 bekannt, die bei der Verlegung im Kabel auftretende Zugkraft an der Kabelverlegemaschine oder Kabelwinde zu messen.It is also from DE-AS Il 04 009, 12 75 652 and 19 10 204 known the tensile force occurring during the laying in the cable on the cable laying machine or to measure cable winch.

Aus der Veröffentlichung »Lancier-Kabelzieh winden«, 8.75, Seite 9, ist ferner ein Zugkraftmesser (Dynamometer) bekannt der die am Zugseil auftretende Zugkraft mißt und auf einem Papierstreifen kontinuierlich registriert Bei Erreichen cii/er vorwählbaren Zugkraft wird die Winde sofort und automatisch stillgesetztFrom the publication "Winden Lancier-Kabelzieh", 8.75, page 9, there is also a tensile force meter (Dynamometer) known which measures the tensile force occurring on the pulling rope and continuously registers it on a paper strip. When reaching cii / er preselectable Pulling force, the winch is stopped immediately and automatically

Bei den vorgenannten Meßanordnungen wird jedoch beim Einziehen von Erdkabe'n nicht nur die tatsächlich im Kabel auftretende Zugkraft gemessen, sondern es werden auch evtl. am Zugseil entstehende Reibungskräfte mitgemessen, wodurch das Meßergebnis verfälscht wird.In the case of the aforementioned measuring arrangements, however, when Erdkabe'n is pulled in, not only the actual The tensile force occurring in the cable is measured, but any frictional forces occurring on the cable are also measured, which falsifies the measurement result.

Ausgehend von der Anordnung gemäß der DE-OS 27 27 228 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese derart zu verbessern, daß ein störungsfreier Meßsignalempfang gewährleistet ist, ohne daß zusätzliche Übertragungsmittel erforderlich sind.Based on the arrangement according to DE-OS 27 27 228, the invention is based on the object to improve these in such a way that interference-free measurement signal reception is guaranteed without additional transmission means being required.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Meßsignale über eine Leitung zum Meßwertempfänger übertragen werden und diese Leitung von dem einzuziehenden Kabel selbst oder dem Zugseil gebildet wird. Damit erfolgt die Übertragung der Meßwerte unterbrechungs- und störungsfrei. Diese Übertragung kann nicht durch beispielsweise Metallrohre gestört werden, die beispielsweise in Unterführungen und Brücken die Kabelkanäle bilden, was aber bei der eingangs beschriebenen Anordnung in jedem Fall zu Störungen führen würde. According to the invention, this is achieved in that the measurement signals are transmitted to the measured value receiver via a line and this line is formed by the cable to be pulled in itself or by the pulling rope. This means that the measured values are transmitted without interruption or interference. This transmission cannot be disturbed by metal pipes , for example , which form the cable ducts in underpasses and bridges, but this would in any case lead to disturbances in the arrangement described above.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims.

Anhand des in den Zeichnungen dargestelltenBased on what is shown in the drawings

29 OO29 OO

AusfQhrungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail by way of an exemplary embodiment. It shows

: Fig. I den elektrischen Teil eines erfindungsgemäß : Fig. I shows the electrical part of a device according to the invention

ausgebildeten Zugmeßkopfes undtrained Zugmeßkopfes and

Fig.2 einen Empfänger, der entweder am Ort der Seilwinde angeordnet sein kann oder wie in Fig.2 angedeutet, am Ort der Kabeltrommel angeordnet sein kann, F i g. 3 und 4 in Perspektive bzw. im Schnitt eine : Konstruktionsfonn des Zugmeßkopfes nach der Erfindung. Fig.2 shows a recipient either at the location of the Cable winch can be arranged or as in Fig.2 indicated, can be arranged at the location of the cable drum, F i g. 3 and 4 in perspective and in section : Construction form of the tension measuring head according to the invention.

Die kraftschlüssige Verbindung des Zugseiles mit dem einzuziehenden Kabel ist in üblicher Weise durch einen Kabelzugkopf hergestellt. Dieser ist gemäß der Erfindung zu einem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Zugmeßkopf ausgebaut. In diesem ist auch eine dazugehörige Spannungsversorgung untergebracht, die beispielsweise aus einer Batterie oder aus einem Tiefpaß 7 und einer ferngespeisten Konstantspannungsversorgung 8 besteht, F i g. 1.The positive connection of the pull rope with the The cable to be pulled in is produced in the usual way by a cable pulling head. This is according to the Invention to one in the F i g. 3 and 4 shown tensile measuring head expanded. There is also one in this one Accompanying power supply housed, for example from a battery or from a low-pass filter 7 and a remotely fed constant voltage supply 8, FIG. 1.

Die im Kabel herrschende Zugkraft wird in einem t Umformer 1, 2 in ein elektrisches Meßwertsignal U S umgeformt Der Umformer 1, 2 besteht beispielsweise t aus einem Kraftaufnehmer 1 und einem nachgeschalte-Ϊ ten Verstärker 2. Der Kraftaufnehmer 1 besteht ; beispielsweise aus mehreren Dehnungsmeßstreifen, dieThe pressure prevailing in the cable pulling force is in a t converters 1, 2 into an electrical measured value signal U S reshaped The converter 1, 2 is, for example t of a force transducer 1 and a nachgeschalte Ϊ-th amplifier 2. The force transducer 1 is made; for example from several strain gauges that

in Form einer Brückenschaltung angeordnet sind. Eine - Zugkraftänderung an wenigstens einem dieser Dehnungsmeßstreifen bewirkt eine Spannungsänderung am ':'■· Brückenausgang (Brückendiagonale). Die Höhe der amare arranged in the form of a bridge circuit. A change in tensile force on at least one of these strain gauges causes a change in tension at the ':' ■ · bridge output (bridge diagonal). The amount of am

Brückenausgang anstehenden Spannung ist ein Maß für : die Größe der im Kabel herrschenden Zugkraft Diese Spannung wird über den Verstärker 2 einem Span- '-■ nungs-Frequenzwandler 3 zugeführt Das niederfrequente Ausgangssignal mit der Frequenz / dieses Spannungs-Frequenzwandlers 3 tastet einen Trägerfrequenzgenerator 4. Somit steht am Ausgang dieses Trägerfrequenzgenerators 4 ein zum Auswerteort hin störfrei zu übertragendes amplitudenmoduliertes Meßsignal der Sendeart A 1 an. Dieses A 1-Signal wird über ■ einen Nachverstärker 5 in dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel auf das einzuziehende Kabel 12 gegeben und über dieses zu einem in F i g. 2 dargestellten Empfänger 10 bis 18 weitergeleitet. Bei modernen Lichtleiterkabeln kann die Übertragung über die Beipackadern erfolgen.Bridge output pending voltage is a measure of: the size of the pressure prevailing in the cable traction This voltage is supplied via the amplifier 2 a chip '- ■-voltage frequency converter 3 is supplied with the low-frequency output signal of the frequency / of this voltage-frequency converter 3 scans a carrier frequency generator. 4 Thus, at the output of this carrier frequency generator 4, there is an amplitude-modulated measurement signal of the transmission type A 1 to be transmitted to the evaluation location without interference. This A 1 signal is transmitted via a post-amplifier 5 in the FIG. The embodiment shown in FIG. 2 is applied to the cable 12 to be drawn in and via this to a one in FIG. 2 recipients 10 to 18 shown are forwarded. With modern fiber optic cables, the transmission can take place via the accessory cores.

Die Übertragung des Meßsignals über das einzuziehende Kabel setzt voraus, daß das Kabelende, welches sich am Kern der Kabeltrommel befindet, aus der "\ Kabeltrommel herausgeführt ist. Es bereitet dann keine Schwierigkeiten, über sine an der KabeltrommelThe transmission of the measurement signal over the cable to be collected presupposes that the cable end, which is at the core of the cable drum, is led out of the "\ cable drum. It then is no difficulty about sine of the cable drum

angebrachte Drehkupplung das übertragene A 1 -Signal ■;: von der sich drehenden Kabeltrommel abzunehmen. Falls als Übertragungsleiter für das Meßsignal ein : Lichtleiter vorgesehen ist, ist zwischen diesen und den ν· Empfänger ein nicht dargestellter opto-elektronischer : Signalwandler zu schalten.attached rotary coupling the transmitted A 1 signal ■ ; : to be removed from the rotating cable drum. If an optical fiber is provided as the transmission conductor for the measurement signal, an opto-electronic signal converter (not shown) must be connected between this and the ν · receiver.

Sofern nur eine Kontrolle der Einziehkräfte vorgenommen wird, befindet sich der Empfänger bei der Kabeltrommel. Soll jedoch die Einziehgeschwindigkeit mit dem Meßsignal über die Seilwinde direkt gesteuert so werden, so ist vorgesehen, das A !-Signal über einen in Fig,2 nicht dargestellten von der Kabeltrommel zur Seilwinde geführten Überiragungskana! zu dem in diesem Fall bei der Seilwinde angeordneten Empfänge*· zu bringen. Durch diese Anordnung des Empfängers ist auch eine störfreie Übertragung von der Kabeltrommel zur Seilwinde gewährleistet, da auf dieser Strecke noch das A 1-SignaI übertragen wird. Die Demodulation des A 1-Signals erfolgt dann im Empfänger erst an der Seilwinde.If the pull-in forces are only checked, the receiver is located by the cable drum. However, if the retraction speed is to be controlled directly with the measurement signal via the cable winch, provision is made for the A ! to the receptions * · arranged in this case by the cable winch. By this arrangement, the receiver also has a noise-free transmission from the cable drum is guaranteed to winch, there is the A 1-Signal is transmitted on this route. The A 1 signal is then demodulated in the receiver only at the cable winch.

In dem in F i g. 2 dargestellten Empfänger wird das Meßsignal über einen Bandpaß 13 auf einen RegeSverstärker 14 geführt Mit diesem Regelverstärker 14 werden Amplitudenunterschiede ausgeglichen, die auf Grund verschiedener Kabellängen im empfangenen Meßsignal auftreten. Es ist also eine exakte Angleichung des Empfängers an die jeweilige Länge des Kabels 12 und des ggf. nachgeschalteten Übertragungskanals möglich.In the one shown in FIG. The receiver shown in FIG. 2 transmits the measurement signal via a bandpass filter 13 to a RegeS amplifier 14 out With this control amplifier 14 amplitude differences are compensated that on Due to different cable lengths occur in the received measurement signal. So it's an exact match of the receiver to the respective length of the cable 12 and the possibly downstream transmission channel possible.

Danach wird das A 1-Signal durch einen Demodulator 15 demoduliert und in einem Frequenz-Spannungswandler 16 wird das erhaltene nie ,xrfrequente Ausgangssignai des Demodulators 15 mit der Frequenz fin eine der Zugkraft proportionale Gleichspannung umgewandelt, die über einen Tiefpaß 17 am Meßausgang 18 zur Versorgung eines Anzeigeinstrumentes und/oder zur Regelung der Einziehwinde zur Verfügung stehtThen the A 1 signal is demodulated by a demodulator 15 and in a frequency-voltage converter 16 the never, xrfrequente output signal of the demodulator 15 with the frequency fin is converted to a direct voltage proportional to the tensile force, which is supplied via a low-pass filter 17 at the measurement output 18 a display instrument and / or to regulate the winch is available

Beim Einziehen von Lichtleiterkabeln ohne Beipack aus metallischen Adern kann die Signalübertragung auch über das Einziehseil erfolgen, das. in diesem Fall vorzugsweise als Koaxial-Kabel mit entsprechender Zugfestigkeit ausgebildet istWhen pulling in fiber optic cables without accessories from metallic cores, the signal transmission can also be done via the pull-in rope, which in this case preferably takes the form of a coaxial cable with a corresponding Tensile strength is formed

Die gesamte Spannungsversorgung kann über ein zentrales Netzgerät 10 erfolgen. Von diesem Netzgerät 10 wird der Empfänger direkt versorgt Die Spannungsversorgung des Zugmeßkupfes erfolgt als Fernspeisung über einen Tiefpaß ti, den Beipack des einzuziehenden Kabels 12 und den Tiefpaß 7. Eine andere Möglichkeit ist die Spannungsversorgung des Zugmeßkopfes mittels einer dort befindlichen Batterie. Diese letztere An der Spannungsversorgung ist insbesondere dann vorteilhaft und erforderlich, wenn ein reines Lichtleitkabel ohne Beipack eingezogen wird und ein als Koaxial-Kabel ausgebildetes Zugseil nicht zur Verfugung steht. In diesem Fall kann die Übertragung der Meßsignale auch durch elektromagnetische Wellen im sichtbaren Bereich über die Glasfasern selbst erfolgen. Es ist dann allerdings erforderlich, am Anfang und am Ende des Lichtleiters einen elektro-optischen, bzw. einen optoelektronischen Wandler einzufügen. The entire voltage supply can take place via a central power supply unit 10. From this power supply unit 10 the receiver is directly supplied via a low pass ti, the accessory pack of the one to be withdrawn Cable 12 and the low-pass filter 7. Another possibility is the voltage supply of the tension measuring head by means of a battery located there. This latter type of voltage supply is then particularly advantageous and required if a pure fiber optic cable is drawn in without an accessory pack and one as a coaxial cable trained pull rope is not available. In this case, the transmission of the measurement signals can also by electromagnetic waves in the visible range via the glass fibers themselves. It is then however, it is necessary to insert an electro-optical or an opto-electronic converter at the beginning and at the end of the light guide.

Bei entsprechender formschlüssiger Konstruktion des Zugmeßkopfes ist es zu erreichen, daß bei Bruch des Kraftaufnehmers 1 der Einziehvorgang beendet werden kann ·μιΛ daß am Zugmeßkopf angreifende Querkräfte, z. B. beim Lauf des Zugmeßkopfes über Umlenkeinrichtungen, keine Meöwertverfälschungen hervorrufen, sondern im Zugmeßkopf aufgefangen werden und nicht auf den Kraftaufnehmer 1 wirken.With an appropriate form-fitting design of the Zugmeßkopfes is to achieve that can be terminated at break of the load cell 1 of the drawing-in · μιΛ that the Zugmeßkopf transverse forces acting such. B. when running the tensile measuring head over deflection devices, do not cause any falsification of the measurement values, but are caught in the tensile measuring head and do not act on the force transducer 1.

Fig.3 und 4 zeigen eine solche Konstruktionsform des Zugmeßkopfes in Perspektiv- bzw. Schnittdarstellung. 3 and 4 show such a form of construction of the tension measuring head in perspective or sectional view.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (9)

1 Patentansprüche:1 claims: 1. Anordnung zur kontinuierlichen Messung der Zugkraft, die in einem Kabel während eines Einziehens in Kabelkanäle oder -rohre auftritt und in einem zwischen Kabel und Zugseil angeordneten Zugmeßkopf gemessen wird, wobei im Zugmeßkopf ein Umformer angeordnet ist, der die gemessene Zugkraft in ein elektrisches Meßwertsignal umformt und dieses Meßwertsignal vom Zugmeßort zum Auswertort hin, in Form eines durch einen Wandler erzeugten Meßsignals zu einem Meßwertempfänger übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale über eine Leitung zum Meßwertempfänger übertragen werden und diese Leitung vom einzuziehenden Kabel (12) oder dem Zugseil gebildet wird.1. Arrangement for the continuous measurement of the tensile force in a cable during a Pulling into cable ducts or pipes occurs and in a tension measuring head arranged between the cable and the pull rope is measured, in which case the tension measuring head a converter is arranged which converts the measured tensile force into an electrical measured value signal and this measured value signal from the tensile measuring point to the evaluation point, in the form of a transducer generated measuring signal is transmitted to a measured value receiver, characterized in that that the measurement signals are transmitted via a line to the measurement receiver and this Line is formed by the cable to be drawn (12) or the pull rope. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (3, 4) einen entsprechend der Amplitude der Meßwertsignale (U) getasteten Trägerfrequenzgenerator (4) auFweist (A 1-Modulation).2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the signal converter (3, 4) has a carrier frequency generator (4) keyed according to the amplitude of the measured value signals (U) (A 1 modulation). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (3, 4) mit seinem Signalausgang an mindestens einen Obertragungsleiter des Kabels (12) angeschlossen ist, und daß an diesen ein Übertragungskanal angeschaltet ist, der von der Kabeltrommel zur Se-p'winde führt3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the signal converter (3, 4) with his Signal output is connected to at least one transmission conductor of the cable (12), and that to A transmission channel is connected to this, which leads from the cable drum to the Se-p'winde 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsleiter des Kabels (12) ein galvanischer Leiter ist4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the transmission conductor of the cable (12) is a galvanic conductor 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da£ bei Kabeln ohne galvanische Leiter als Übertragungsleiter fpr das Meßsignal mindestens ein Lichtleiter vorgesehen ist, daß zwischen den in diesem Fall eigengespeisten Z^gmeßkopf und den Lichtleiter ein elektro-optischer Signalwandler geschaltet ist und daß am Ort der Kabeltrommel ein opto-elektronischer Signalwandler zwischen den Lichtleiter und den zur Seilwinde führenden w Übertragungskanal geschaltet ist5. Arrangement according to claim 3, characterized in that £ in cables without galvanic conductors as a transmission conductor for the measurement signal at least one light guide is provided that between the self-powered Z ^ gmeßkopf and the light guide, an electro-optical signal converter is connected and that at the location of the cable drum an opto-electronic signal converter is connected between the optical fiber and leading to the winch transmission channel w 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Übertragungskanal ein galvanischer Leiter ist6. Arrangement according to claim 3, characterized in that the transmission channel is a galvanic conductor 7. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Übertragungsleiter des Kabels (12) und dem zur Seilwinde führenden Übertragungskanal ein Regel verstärker (14) nachgeschaltet ist, der durch unterschiedliche Kabellängen bedingte Amplitudenunterschiede des vom Empfän- so ger anstehenden Meßsignals ausgleicht.7. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the transmission conductor of the Cable (12) and the transmission channel leading to the cable winch is followed by a control amplifier (14), which is provided by different cable lengths compensates for any differences in amplitude of the measuring signal from the receiver. 8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil als Koaxialkabel ausgebildet ist8. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the pull rope as a coaxial cable is trained 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der störfrei vom Zugmeßkopf zum Auswerteort übertragbaren Meßsignale die Seilwinde auf eine solche Einziehgeschwindigkeit steuerbar ist, bei der die auftretende Zugkraft stets genügend weit unterhalb der zulässigen Zugbeanspruchung des Kabels bleibt9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that with the help of the interference-free The measuring signals which can be transmitted from the tension measuring head to the evaluation location, the cable winch can be controlled to such a retraction speed at which the occurring The tensile force always remains sufficiently below the permissible tensile stress on the cable
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