DE3005780A1 - Verfahren zur messung des spannungszustandes von endlosen antriebsmitteln waehrend des betriebes - Google Patents

Verfahren zur messung des spannungszustandes von endlosen antriebsmitteln waehrend des betriebes

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DE3005780A1 DE19803005780 DE3005780A DE3005780A1 DE 3005780 A1 DE3005780 A1 DE 3005780A1 DE 19803005780 DE19803005780 DE 19803005780 DE 3005780 A DE3005780 A DE 3005780A DE 3005780 A1 DE3005780 A1 DE 3005780A1
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Description

PATENTANWÄLTE
30Q5780 TISCHER ■ KERN & BREHM
TISCHER · KERN & BREHM
Albert-Rosshaupter-Strasse 65 · D 8000 München 70 Representatives before the European Patent Office Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt
Ihr Zeichen
Your Ref.
Unser Zeichen _ . . _ _ . OurRef. Fej-6704
-/Iz
H. TISCHER Dipl.-Ing. W. KERN Dipl.-Ing. H. P. BREHM Dipl.-Chem., Dr. phil. nat.
Albert-Rosshaupter-Strasse D 8000 München 70
Telefon (089) 7605520 Telex 05-212284 pats d Telegramme Kernpatent München
Datum
Date
15.Februar 1980
Központi Banyaszati Fejlesztesi Intezet Varsänyi Iren utca 40-44
1027 Budapest / Ungarn
Verfahren zur Messung des Spannungszustandes von endlosen Antriebsmitteln während des Betriebes
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VERFAHREN ZUR MESSUNG DES SPANNUNGSZUSTANDES VON ENDLOSEN ANTRIEBSMITTELN WAHREND DES BETRIEBES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung des Spannungszustandes von endlosen Antriebsmitteln während des Betriebes.
Zur Messung des Spannungszustandes von endlosen Antriebsmitteln während des Betriebes wurden bisher im allgemeinen nur indirekte Methoden verwendet.·Das Wesentliche dieser indirekten Methoden besteht darin, dass die Stützkräfte der Lager - die die Wellen der das endlose Antriebsmittel aufnehmenden Treibtrommel des Kettenrades usw. unterstützen - gemessen werden. Die Messung kann mit Feder-, Dehnungsmeßstreifen-, hydraulischen, piezoelektrischen Kristall-, induktiven usw. Dynamometern vorgenommen werden. Diese indirekten
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Messmethoden bieten bloss die Möglichkeit zur Erschätzung des Spannungszustandes oder der erfolgten Aenderung bei den zu überprüfenden Antriebsmitteln (Gurten, Ketten, usw.) an.
Es ist zwar auch eine direkte Methode zur Messung des gespannten Zustandes wohl bekannt, welche jedoch infolge der Kompliziertheit, hohen Kostaufwands und hochgradiger Empfindlichkeit unter Betriebsumständen (insbesondere in Gruben) unverwendbar ist.
Bei dieser Methode wird der als Dehnungsmeßstreifen ausgestaltete Fühler unmittelbar an dem Antriebsmittel angeordnet, dessen Signale von einem mikrominiatüren Rundfunksender in die Mess- und Anzeigeeinheit geleitet werden. Infolge des hohen Kostaufwands ist die Anwendung dieser Methode nur bei Laboratoriumsmessungen zulässig·
Eine äusserst wichtige Frage stellt die Bestimmung der zu erwartenden Lebensdauer bzw. die Prognose des entstehenden Risses bei den Gurten von auch zur Personenbeförderung vorwendeten Forderbändern dar. In der Praxis bestrebt man danach, das Problem durch zerstörende Zug- und Rissprüfungen, sowie im Laufe von Dauerversuchen zu lösen^ diese Methoden können jedoch keineswegs als zuverlässig betrachtet werden, da der tatsächlich zur Anwendung kommende Gurten selbst nicht geprüft werden kann, es besteht bloss die Möglichkeit die Konklusionen in Bezug dessen Charakteristiken zu ziehen.
Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt die Mangel« haftigkeiten der obenbeschriebenen Methoden zu beseitigen.
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Der Erfindung wurde die Aufgabe gestellt ein Verfahren zur Messung des Spannungszustandes von endlosen Antriebsmitteln während des Betriebes derselben zu entwickeln, das auch unter, schwierigen Betriebs-Verhältnissen mit verhältnismässig einfachen Mitteln · realisiert werden kann, in Bedarfsfall kontinuierliche Informationen zur Verfügung stellt, aber auch zur Durchführung von periodischen Prüfungen geeignet ist, mit befriedigender Genauigkeit funktioniert, die Betriebsführung keineswegs stört und zur Gewinnung sowohl von absoluten, wie auch relativen Messinformationen geeignet ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es genügend sei bloss zwei, voneinander durch einen
IQ Abstand getrennte Markierungen auf das Antriebsmittel aufzutragen, wobei die Fühler-, bzw- Transformationsund Anzeigemittel auch entlang der Bahn des Antriebsmittels angeordnet werden können, wenn bei einer konstanten Antriebsgeschwindigkeit die zwischen den Vorbeikommen der beiden Markierungen an dem Fühler vergangene Zeit, d#h. der Abstand zwischen zwei Markierungen, der mit der Dehnung des Antriebsmittels (d.h. mit dessen Spannungszustand) zusammenhängt, gemessen wird. Die aufgetragenen beiden Markierungen können entweder einfache (optisch wahrnehmbare) Farbstreifen, oder magnetische (induktiv wahrnehmbare) oder strahlende (mit einem Strahldetektor wahrnehmbare) Substanzen usw. in der Abhängigkeit der jeweiligen Umstände und Ansprüche sein.
Auf der obenbeschriebenen Erkenntnis beruhend, wird die gestellte Aufgabe durch ein, zur Messung des
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Spannungs2ustandes von endlosen Antriebsmitteins, insbesondere Gurten, Riemen, Ketten, Seilen und dergleichen während des Betriebes dienendes Verfahren gelöst, im Laufe dessen ein mit der in dem Antriebsmittel entstandenen Kraft zusammenhängendes Signal erzeugt und gegebenenfalls über einen Umwandler und Verstärker angezeigt wird und bei dem erfindungsgemäss auf das Antriebsmittel eine erste und eine zweite, voneinander durch einen Abstand getrennte Markierung aufgetragen wirdj entlang der Bahn des Antriebsmittels wird ein Fühler angeordnet, wobei die zwischen dem Vorbeikommen der ersten und der zweiten Markierung an dem Fühler vergangene Zeit - zweckmässig bei einer konstanten Geschwindigkeit des Antriebs-
^5 mittels - gemessen wird.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Lösung werden die erste und die zweite Markierung vor und nach der Stelle der Endlosmachung adf das Antriebsmittel aufgetragen.
Bei einem weiteren, gleichfalls vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden die erste und die zweite Markierung auf den intakten Abschnitt des Antriebsmittels aufgetragen·
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird
die zwischen dem Vorübergehen der ersten bzw. der 25
zweiten Markierung an dem Fühler abgelaufene Zeitspanne unter Zuhilfenahme eines von der ersten Markierung in Gang gesetzten und von der zweiten Markierung abgestellten Chronometers gemessen. Bei einer weiteren Lösung werden die gemessenen Werte der Zeitspannen, während deren die an
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der Stelle der Endlosmachung bzw. an dem intakten Abschnitt vorhandene erste bzw. zweite Markierung an dem Fühler vorübergehen, verglichen, wobei zweckmässig deren Differenz oder Quotient gebildet wird. Zuletzt werden bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel entlang der Bahn des Antriebsmittels zwei Fühler angeordnet und die Zeitdauer, während welcher die erste Markierung von dem ersten Fühler bis zu dem zweiten Fühler ankommt, wird gemessen.
Der grösste Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass unter Zuhilfenahme einfacher Mittel eine direkte Messung während des Betriebes und eine Prognose der Gefahr eines drohenden Risses ermöglicht werden. Die Betriebsführung wird keineswegs gestört, nach Bedarf kann eine kontinuierliche oder periodische Messung vorgenommen werden- Die Genauigkeit kann den jeweiligen Forderungen entsprechend erhöht werden, wobei die Möglichkeit zur Prognose einer Gefahr gegeben ist.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung, mit Hilfe einer vorteilhaften Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 die schematische Darstellung eines zur Messung des Spannungszustandes
eines endlosen Antriebsmittels dienenden Meßsystems, mit zweimal zwei Markierungen und zweimal je einem Fühler,
Figur 2 das Schema des Meßsystems mit zweimal 3Q zwei Markierungen und zweimal zwei
Fühlern.
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Bei dem in der Figur 1 dargestellten Meßsystem ist das endlose Antriebsmittel 18 (z.B. ein Gummigurten) über eine Treibtrommel 10, eine Lenktrommel 12, eine Wendetrommel 14 und eine Spanntrommel 16 geführt. Das Antriebsmittel fährt in der mit dem Pfeil bezeichneten Richtung mit einer Geschwindigkeit ν und die Spannung des Antriebsmittels 18 kann durch die Aenderung der Spannkraft Gy der Spanntrommel 16 eingestellt werden.
Vor der Stelle 20 der Endlosmachung des Antriebsmittels 18 wird die erste Markierung Μ·,, nach der genannten Stelle die zweite Markierung M aufgebracht, welche in neuem und unbelasteten Zustand des Antriebsmittels 18 in einer Entfernung L voneinander liegen. Die Markierungen M1, M2 können als einfache Anstriche vorliegen, oder den vorgegebenen Verhältnissen entsprechend aus einem magnetischen Stoff, einem strahlenden Stoff usw. hergestellt werden. In der Fortschrittsrichtung, vor der Stelle 20 der Endlosmachung werden an dem intaktan Abschnitt des Antriebsmittels 18 weitere Markierungen m, und m„ aufgetragen, die in neuem und unbelasteten Zustand des Antriebsmittel 18 in einer Entfernung von 1 voneinander liegen. Die Fühler S1, S2 werden derweise angeordnet, dass die Markierungen Di1, M1 annähernd gleichzeitig an den Fühlern vorübergehen.
Während des Gebrauches und infolge der Spannung dehnt sich das Antriebsmittel 18 aus, jetzt ist zwischen den Markierungen M1, M2 und m-^, m2 ein Abstand von L,, 1-, vorhanden.
Entlang der Bahn des Antriebsmittels 18 werden ein erster Fühler S1 und ein zweiter Fühler S2 ange-
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ordnet, die in der Abhängigkeit der Art der aufgetragenen Markierungen M1, M2, n^, m2 (z.B. als lichtreflektierende, induktive, kapazitive, strahlungsreflektierende Fühler) ausgestaltet werden können.
Der erste Fühler ist einem ersten Zähler C,, der zweite Fühler S2 einem zweiten Zähler C angeschlossen
Mit dem in Figur 1 dargestellten Meßsystem findet die Messung derweise statt, dass in der Fortschrittrichtung die jeweilig erste Markierung m·,, M, und dem Fühler S1 bzw. S2 vorübergehend, den Zähler C1 bzw. C2 in Gang setzt, wobei die jeweilig zweite Markierung m2, M2 die Zähler abstellt. Bei einer konstanten Geschwindigkeit ν messen die Zähler C-,, C2 einen, mit dem jeweiligen Abstand 1,, L, zwischen den Markierungen m-,, m bzw. M1, M„, d.h. mit der Straffung zwischen der intakten (kontinuierlichen) Stelle des Antriebsmittels 18 und der Stelle 20 der Endlosmachung proportionalen Wert, der zweckmässig in digitaler Form angezeigt wird» Im Sinne unserer Prüfungen ist dieser Wert neben der gegebenen Spannkraft für den Abnützungsgrad des Antriebsmittels charakterisierend, so kann daher aufgrund eines Vergleiches mit den, im Laufτ der vorangehenden Vergleichsmessungen gewonnenen Referenz- werten festgestellt werden, ob das Antriebsmittel noch betriebsfähig sei oder eine Rissgefahr zu befürchten ist«
Gleicherweise haben wir festgestellt, dass das Antriebsmittel 18 sich in der Umgebung der Endlosmachungsstelle 20 - mit dem intakten Abschnitt
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verglichen <- in steigendem Masse ausdehnt, wobei das Verhältnis der Ausdehnungswerte den Abnützungszustand des Antriebsmittels 18 charakterisiert. Der Vergleich der beiden Werte kann durch Substraktion oder Division vorgenommen werden (selbstverständlich kann die Differenzbildung bzw· die Quotientenbildung mit Hilfe der bekannten elektronischen Mitteln erfolgen).
Das in der Figur 2 dargestellt System weicht insofern von jenem der Figur 1 ab, indem zweimal zwei Fühler und zweimal zwei Zähler eingesetzt werden, und« zwar der erste Fühler S31 und der zweite Fühler S_2, die in dem intakten Abschnitt, in einem Abstand b voneinander liegen und der.erste Fühler S,-, und der zweite Fühler S,-, die bei der Stelle 20 der Endlosmachung in einem Abstand B voneinander angeordnet sind. Die Fühler werden derweise angeordnet, dass die Markierungen m-,, M, annähernd gleichzeitig an den Fühlern S-.·,, S , vorbeikommen. Der Fühler S,-, ist mit dem anlassenden Eingang K der Zähler C11 und C12 und mit dem abstellenden Eingang L des Zählers C11 verbunden, während der Fühler S12 sich dem abstellenden Eingang L des Zählers C12, der Fühler S1 dem an- · lassenden Eingang K der Zähler C1 und C32 und dem abstellenden Eingang L des Zählers C21 anschliessen, zuletzt der Fühler S32 dem abstellenden Eingang L des Zählers C22 angeschlossen ist.
Mit dem, in der Figur 2 dargestellten Meßsystem wird die Messung derweise vorgenommen, indem die erste Markierung M1 an dem ersten Fühler S11 vor« beikommend die Zähler C11 und C12 in Gang setzt, während die erste Markierung m1 and dem ersten Fühler
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S2l vorüberl<ommend die Zähler C1, C in Betrieb setzt, Sob.ald die ersten Markierungen M. und m, an dem Fühler S12 bzw. S33 vorüberkommen, werden die Zähler C12 und C33 abgestellt, wonach die an dem Fühler S11 bzw. S31 vorbeikommenden Markierungen M_ und m2 die Zähler C11 und C1 abstellen. Auf dieser Weise misst der Zähler C11 das Zeitintervall Tf , das zwischen dem Vorbeikommen der Markierungen M, und M2 an dem Fühler S11 vergeht, wogegen der Zähler
"Lo ^21 ^^e Zeit * misst» die zwischen dem Vorbeikommen der Markierungen m-, und m2 an dem Fühler S , vergeht. Gleichzeitig misst der Zähler C,„ des Zeitintervall ^1, während dessen die Markierung M, von dem Fühler S11 zu dem Fühler S12 ankommt, wobei der
3^5 Zähler C2 die Zeit t* misst, während der die Markierung m-, von dem Fühler S1 zu dem Fühler S32 gelangt.
Eine konstante Geschwindigkeit ν vorausgesetzt, ist die Zeit'l' mit dem Abstand L1, die ZeitT mit dem Abstand B, die Zeit t mit dem Abstand I1 und die Zeit t" mit dem Abstand b proportional.
Durch die Anwendung des Systems nach Figur kann der von der Geschwindigkeit ν auf die Messergebnisse ausgeübte Einfluss eliminiert werden, da es demonstriert werden kann, dass an der Stelle der Endlosmachung die Dehnung
*i - — - Ki ψ - x
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und an der intakten Stelle des Antriebsmittels die Dehnung
1I-1O
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beträgt, also können die Dehnungswerte aus den, mit den vier Zählern gemessenen Zeitwerten separat und einander gegenüberstellt bestimmt, und der Abnützungs· grad des Antriebsmittels durch einen Vergleich mit den vorangehenden Versuchsdaten festgestellt werden.
Unsere Lösung bietet die Möglichkeit zur automatischen Steuerung einer die optimale Spannung des Antriebsmittels einstellenden Vorrichtung an, wodurch eine verlängerte Lebensdauer und Energieersparnis erreicht wird. Gleichzeitig ist es möglich geworden auf grund der Messwerte im Bedarfsfall Notsignale abgeben oder bei einer bedrohenden Gefahr den Antrieb automatisch abstellen zu können.
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Die Erfindung betrifft also βχη Verfahren zur Messung des Spannungszustandes von endlosen Antriebsmitteln, insbesondere Gurten, Riemen, Ketten, Seilen und dergleichen während des Betriebes, im Laufe dessen ein mit der in dem Antriebsmittel entstehenden Kraft zusammenhängendes Signal erzeugt und - gegebenenfalls' nach Umwandlung und Verstärkung - angezeigt wird.
Im. Sinne der Erfindung werden auf das Antriebo·* mittel eine erste und eine zweite, voneinander durch einen Abstand getrennte Markierung aufgetragen. Entlag der Bahn des Antriebsmittels wird mindestens ein Fühler angeordnet, wobei - zweckmässig bei konstanter Geschwindigkeit des Antriebsmittels - die Zeit, die zwischen dem Vorbeikommen der ersten bzw. der zweiten Markierung vergeht, gemessen wird.
Der wesentlichste Vorteil des erfindungs-» gemässen Verfahrens liegt darin, dass eine direkte Messung während des Betriebes mit einfachen Mitteln ermöglicht wird, desweiteren besteht die Möglichkeit die Gefahr eines drohenden Risses vorauszusagen. Die Betriebsführung wird überhaupt nicht gestört, nach Bedarf kann eine kontinuierliche oder eine periodische Messung vorgenommen werden, die Genauigkeit kann den jeweiligen Forderungen entsprechend erhöht werden, auch die Prognose einer Notlage iet möglich.
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Claims (6)

  1. Patentansprüche
    1·] Verfahren zur Messung des Spannungszustandos von endlosen Antriebsmitteln, insbesondere Gurten, Riemen, Ketten, Seilen und dergleichen während des Betriebes, im Laufe dessen ein mit der in dem Antriebsmittel entstehenden Kraft zusammenhängendes Signal erzeugt und - gegebenenfalls nach erfolgter Umwandlung und Verstärkung «· angezeigt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass auf das Antriebsmittel eine erste und eine zweite, durch einen Abstand voneinander getrennte Markierung aufgetragen werden, desweitereri entlang der Bahn des Antriebsmittels mindenstens ein «ο Fühler angeordnet wird und - zweckmassig bei einer
    konstanten Geschwindigkeit des Antriebsmittels - die, zwischen dem Vorbeikommen der ersten und der zweiten Markierung an dem Fühler vergangene Zeit gemessen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, dass die erste und zweite Markierung vor und nach der Endlosmachungstelle auf das Antriebsmittel aufgetragen werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die
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    zweite Markierung auf den intakten Abschnitt des Antriebsmittels aufgetragen werden.
  4. 4. Verfahren nach jedwelchem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem Vorüberkommen der ersten bzw. der zweiten Markierung abgelaufene Zeitspanne unter Zu- · hilfenahme eines von der ersten Markierung in Gang gesetzten und von der zweiten Markierung abgestellten Chronometers gemessen wird.
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Werte der Zeitspannen, während deren die an der Stelle der Endlosmachung bzw. an dem intakten Abschnitt vorhandene erste bzw. zweite Markierung an den Fühlern vorbeikommen, verglichen werden, wobei zweckmässig deren Differenz und/oder Quotient gebildet wird.
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass entlang der Bahn des Antriebsmittels zwei Fühler angeordnet werden,
    2Q wobei das Zentintervall gemessen wird, während dessen
    die erste Markierung von dem ersten Fühler bis zu dem zweiten Fühler ankommt.
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DE19803005780 1979-08-10 1980-02-15 Verfahren zur messung des spannungszustandes von endlosen antriebsmitteln waehrend des betriebes Ceased DE3005780A1 (de)

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