DE4428362C2 - Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Bewegung, insbesondere der Drehbewegung, eines Maschinenteils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Er­ fassung der Bewegung, insbesondere der Drehbewegung, eines Maschinenteils, wobei ein gepulster Lichtstrahl auf eine Meßstelle gerichtet wird, an der sich an dem Maschinenteil in dessen Bewegungsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Markierungen definierter Länge vorbeibewegen, und wobei das von den Markierungen reflektierte Licht detektiert und aus­ gewertet wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrich­ tung.

Aus der GB-A-2 093 991 ist es bekannt, die Drehbewegung an einem rotierenden Maschinenteil in der Weise zu erfassen, daß an dem Maschinenteil in Rotationsrichtung aufeinander­ folgende Markierungen jeweils definierter Länge angebracht sind, die im Bereich einer ortsfesten Meßstelle beleuchtet werden, wobei das von den Markierungen zurückreflektierte Licht detektiert und ausgewertet wird. Das Licht wird von einer Lichtquelle mittels Lichtleiter an die Meßstelle her­ angeführt, wobei wegen der bei langen Lichtleitern erforder­ lichen hohen Lichtintensität als Lichtquelle ein gepulster Laser verwendet wird. Durch die an der Meßstelle vorbeilau­ fenden Markierungen wird das dort reflektierte Licht bezüg­ lich seiner Intensität moduliert. Die Intensitätsschwankun­ gen des reflektierten Lichts weisen eine von der Rotations­ geschwindigkeit des Maschinenteils abhängige Frequenz auf und werden zur Erfassung der Drehbewegung des Maschinenteils ausgewertet.

Bei dem aus der GB-A-2 093 991 bekannten Verfahren wird das Drehmoment des rotierenden Maschinenteils gemessen, wozu an diesem eine in Richtung der Rotationsachse gegenüber den Markierungen beabstandete Folge von weiteren Markierungen angebracht ist, deren Bewegung auf die gleiche Weise erfaßt wird. Das zu messende Drehmoment verursacht eine Torsion des Maschinenteils im Bereich zwischen den beiden Markierungs­ folgen, so daß es zu einer Phasenverschiebung zwischen den Verläufen der Intensitätsschwankungen des an den beiden Mar­ kierungsfolgen reflektierten und dort detektierten Lichts kommt. Diese Phasenverschiebung wird als Maß für das zu er­ fassende Drehmoment ermittelt.

Aus der DE-AS 17 73 618 ist ein Verfahren zur berührungslo­ sen Erfassung der Bewegung von Objekten bekannt, wobei ein durch einen Pulsgenerator mit einer vorgegebenen Frequenz gepulster Lichtstrahl mittels einer Sendeoptik derart gebün­ delt wird, daß er beim Auftreffen auf die Objekte einen Lichtpunkt erzeugt, und die von den Objekten reflektierten, mittels photoelektrischer Wandler detektierten Lichtimpulse in einer Auswerteelektronik gezählt werden. Dieses Verfahren ist jedoch unter den rauhen Bedingungen von Industriebetrie­ ben nicht geeignet, da Sende- und Empfangsvorrichtungen in einem größeren Abstand zu dem rotierenden Maschinenteil an­ geordnet werden müßten, so daß kleinste Winkelabweichungen zwischen den Sende- und Empfangsvorrichtungen zu erheblichen Meßfehlern führen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit bei der Bewegungserfassung zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren der eingangs angegebenen Art der Lichtstrahl derart mit einer vorgegebenen Frequenz gepulst und gebündelt ist, daß er beim Auftreffen auf den Markierungen eine Folge von Lichtpunkten erzeugt, und daß die von dem Lichtstrahl auf jeder einzelnen Markierung erzeugten Lichtpunkte detek­ tiert und gezählt werden.

Die entsprechende Vorrichtung ist in Patentanspruch 11 ange­ geben.

Die Zahl der auf jeweils einer der Markierungen erzeugten Lichtpunkte ist direkt abhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung, der Länge der Markierung und der Pulsfrequenz des Lichtstrahls. Bei einer mittleren Anzahl von beispielsweise 100 Lichtpunkten je Markierung läßt sich die Drehbewegung des Maschinenteils mit einer Ungenauigkeit von 1% bezogen auf die Länge der Markierungen erfassen. Wird die Bewe­ gungserfassung wiederholt, beispielsweise durch Berücksich­ tigung von n aufeinanderfolgenden Markierungen oder von n Durchläufen derselben Markierung, erhöht sich die Genauig­ keit mit √. So ergeben sich z. B. bei 100 Lichtpunkten je Markierung und 10 Durchläufen von jeweils 10 aufeinander­ folgend beobachteten Markierungen 10⁴ auswertbare Lichtpunk­ te, wobei die Drehbewegung mit einer Ungenauigkeit von 0,1% bezogen auf die Länge der Markierungen erfaßt wird. Diese Erhöhung der Meßgenauigkeit durch Mehrfachmessung ist also insbesondere dann vorteilhaft, wenn eingeschwungene, d. h. stationäre Drehzahl- und/oder Drehmomentzustände ermittelt werden sollen. Fehldetektionen können auf einfache Weise durch eine automatische Plausibilitätsüberprüfung der De­ tektionsergebnisse entdeckt und korrigiert werden. So ist es ohne weiteres ersichtlich, daß bei vereinzelt fehlenden Lichtpunkten in einer Folge von detektierten Lichtpunkten die fehlenden Lichtpunkte auf Fehlmessungen beruhen und dem­ entsprechend beim Auszählen der Lichtpunkte zu berücksichti­ gen sind.

Eine weitere Möglichkeit, Fehlmessungen zu verhindern, be­ steht darin, daß mittels der detektierten Lichtpunkte der Anfang und das Ende jeder einzelnen, sich an der Meßstelle vorbeibewegenden Markierung ermittelt wird und daß die so erhaltenen Informationen über den Anfang und das Ende der jeweiligen Markierung zur Überwachung und Korrektur der De­ tektion und Auszählung der Lichtpunkte auf der Markierung herangezogen werden.

Besonders vorteilhaft ist es, die tatsächlichen Längen und Abstände der Markierungen in einer Speichereinrichtung abzu­ speichern und zur Überwachung und Korrektur der Detektion und Auszählung der Lichtpunkte auf den Markierungen heranzu­ ziehen. Die Ermittlung der tatsächlichen Längen und Abstände der Markierungen kann durch das erfindungsgemäße Verfahren zur berührungslosen Bewegungserfassung bei definierter vor­ gegebener Bewegung, z. B. konstanter Drehzahl, des Maschi­ nenteils erfolgen.

Zur Erhöhung der Genauigkeit und um auch beim Vorbeilauf der Lücken zwischen den Markierungen an der Meßstelle eine Er­ fassung der Drehbewegung zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß wenigstens ein zweiter gebündelter Lichtstrahl mit derselben Pulsfrequenz wie der eine Lichtstrahl auf eine Stelle ge­ richtet wird, die gegenüber der Stelle, an der der eine Lichtstrahl auf die Markierungen trifft, in Bewegungsrich­ tung des Maschinenteils versetzt ist, und daß die von dem wenigstens zweiten Lichtstrahl auf jeder Markierung erzeug­ ten und dort detektierten Lichtpunkte gezählt werden. Dabei kann der mindestens zweite Lichtstrahl durch eine zweite Lichtquelle erzeugt werden oder durch einen Strahlenteiler von dem ersten Lichtstrahl abgeteilt werden. Es ist natür­ lich auch denkbar, wenn auch aufwendiger, daß der zweite Lichtstrahl gegenüber dem ersten Lichtstrahl nicht in Bewe­ gungsrichtung versetzt angeordnet ist, sondern auf eine zwei­ te Markierungsfolge gerichtet ist, die gegenüber der ersten Markierungsfolge in Bewegungsrichtung versetzt ist. Ein wei­ terer Vorteil der Mehrfachmessung mittels des zweiten Licht­ strahls und gegebenenfalls weiterer Lichtstrahlen besteht darin, daß die Detektionen der von den Lichtstrahlen erzeug­ ten Lichtpunkte zur gegenseitigen Überwachung und Korrektur herangezogen werden können. Dies ist insbesondere dann er­ forderlich, wenn die Drehbewegung unter den rauhen Bedingun­ gen von Industriebetrieben, beispielsweise in Walzwerken, erfolgen soll, wo es leicht zu Verschmutzungen im Bereich der Markierungen kommt.

Der gepulste Lichtstrahl wird vorzugsweise von einem Laser erzeugt, der unmittelbar, d. h. ohne Verwendung von Licht­ leitern, auf die Meßstelle gerichtet ist. Hierdurch wird er­ reicht, daß die Führung des Lichtstrahl von der Bewegung des Maschinenteils völlig unbeeinflußt ist, während bei der Ver­ wendung von Lichtleitern diese nahe an das bewegte Maschi­ nenteil herangeführt werden müssen und dort von Vibrationen des Maschinenteils angeregt werden können. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Lasersensor verwen­ det, der den Lichtstrahl aussendet und das reflektierte Licht detektiert.

Die Markierungen lassen sich auf unterschiedliche Art aus­ bilden, wobei entscheidend ist, daß das Reflexionsvermögen der Markierungen besser ist, als in den Lücken zwischen den Markierungen. Als besonders vorteilhaft hat es sich heraus­ gestellt, daß die Markierungen von den Zahnköpfen einer an dem Maschinenteil angebrachten Zahnreihe gebildet werden, wobei das Reflexionsvermögen zwischen den Zähnen schlechter als auf den Zahnköpfen ist. Durch Paketschliff kann die Län­ ge der von den Zahnköpfen gebildeten Markierungen innerhalb der Zahnreihe mit sehr hoher Genauigkeit konstant gehalten werden. Um ein hohes Reflexionsvermögen zu erhalten, können die Oberflächen der Zahnköpfe beispielsweise geläppt werden, während das Reflexionsvermögen in den Bereichen zwischen den Zähnen durch Aufrauhen der Oberfläche oder durch Ausbildung von Strahlenlabyrinthen mittels Lamellen herabgesetzt werden kann.

Soweit bisher erläutert, dient das erfindungsgemäße Verfah­ ren zur reinen Bewegungserfassung, wie z. B. der Geschwindig­ keitsmessung, Drehzahlmessung und Änderungen davon. Um eine Drehmomentenmessung an dem rotierenden Maschinenteil zu er­ möglichen, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß an dem rotierenden Maschinenteil eine in Richtung der Rota­ tionsachse gegenüber den Markierungen beabstandete Folge von weiteren Markierungen angebracht ist, die jeweils eine defi­ nierte Länge aufweisen und in Rotationsrichtung aufeinander­ folgend angeordnet sind, daß auf eine weitere Meßstelle im Bereich der weiteren Markierungen ein weiterer gebündelter Lichtstrahl gerichtet ist, der mit einer vorgegebenen Fre­ quenz gepulst wird, daß die von dem weiteren Lichtstrahl auf den weiteren Markierungen erzeugten Lichtpunkte detektiert werden und daß in Abhängigkeit von zeitlichen Verschiebungen zwischen den auf den Markierungen detektierten Lichtpunkt­ folgen und den auf den weiteren Markierungen detektierten Lichtpunktfolgen ein Drehmomentmeßwert erzeugt wird.

Dabei wird bevorzugt nach Detektion eines ersten Lichtpunk­ tes auf der sich an der Meßstelle soeben vorbeibewegenden Markierung der Zählvorgang für die Lichtpunkte auf der sich gleichzeitig an der weiteren Meßstelle vorbeibewegenden wei­ teren Markierung beendet und das Zählergebnis zur Bildung des Drehmomentmeßwertes herangezogen. Umgekehrt wird nach Detektion eines ersten Lichtpunktes auf der sich an der wei­ teren Meßstelle soeben vorbeibewegenden weiteren Markierung der Zählvorgang für die Lichtpunkte auf der sich gleichzei­ tig an der ersten Meßstelle jeweils vorbeibewegenden Markie­ rung beendet und das Zählergebnis zur Bildung des Drehmo­ mentmeßwertes herangezogen. Das jeweilige Drehmoment läßt sich somit in beiden Drehrichtungen ermitteln.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im einzelnen zei­ gen

Fig. 1 ein Beispiel für die erfindungsgemäße Bewegungser­ fassung durch Abtastung einer Markierungsfolge mit­ tels eines gepulsten Lichtstrahls,

Fig. 2 ein Beispiel für die erfindungsgemäße Drehmomenten­ messung und

Fig. 3 ein Beispiel für die erfindungsgemäße Drehzahl- und Drehmomentenmessung bei einem Walzgerüst.

Fig. 1 zeigt ein sich in Richtung des Pfeiles 1 mit einer Ge­ schwindigkeit v bewegendes Maschinenteil 2, hier z. B. ein Teilbereich einer rotierenden Motorwelle, auf dem eine Zahn­ reihe 3 mit in Bewegungsrichtung 1 aufeinanderfolgenden Zahnköpfen 4 angeordnet ist. Die Oberflächen der Zahnköpfe 4 weisen durch eine geeignete Behandlung, wie z. B. Läppen, je­ weils ein hohes Reflexionsvermögen auf und dienen als op­ tisch erfaßbare Markierungen 5. In den Lücken 6 zwischen den Zahnköpfen 4 ist das Reflexionsvermögen durch Aufrauhung der Oberfläche oder durch Ausbildung von hier nicht gezeigten Strahlenlabyrinthen stark verringert. Durch Paketschliff wird erreicht, daß die Länge der Markierungen 5 bei allen Zahnköpfen 4 konstant ist.

Auf eine ortsfeste Meßstelle 7, an der sich die Markierungen 5 vorbeibewegen, ist ein mit vorgegebener Frequenz gepulster Lichtstrahl 8 gerichtet, der derart gebündelt ist, daß er beim Auftreffen auf den Markierungen 5 einen Lichtpunkt 9 erzeugt. Der Lichtstrahl 8 wird von einem durch einen Takt­ geber 10 pulsgesteuerten Laser 11 erzeugt und ist unmittel­ bar, d. h. ohne Zwischenschaltung von Lichtleitern, auf die Meßstelle 7 gerichtet. Auf jeder der an der Meßstelle 7 vor­ beilaufenden Markierungen 5 wird jeweils eine Folge von Lichtpunkten 9 erzeugt, wobei die Anzahl der Lichtpunkte 9 von der Länge der Markierungen 5, der vorgegebenen Pulsfre­ quenz des Lichtstrahls 8 und der momentanen Bewegungsge­ schwindigkeit v des Maschinenteils 2 abhängig ist. Der Laser 11 ist als Lasersensor ausgebildet und detektiert die auf den Markierungen 5 erzeugten Lichtpunkte; im Bereich der Lücken 6 zwischen den Zahnköpfen 4 ist das Reflexionsvermö­ gen so gering, daß dort keine detektierbaren Lichtpunkte er­ zeugt werden. Die auf jeder einzelnen Markierung 5 erzeugten und dort detektierten Lichtpunkte 9 werden in einer dem La­ sersensor 11 nachgeordneten Zähleinrichtung 12 gezählt, wo­ bei das Zählergebnis ein umgekehrt proportionales Maß für die Bewegungsgeschwindigkeit v des Maschinenteils 2 ist.

Um eine Erfassung der Bewegung des Maschinenteils 2 auch dann zu ermöglichen, wenn der Lichtstrahl 8 gerade in eine der Lücken 6 zwischen den Zahnköpfen 4 trifft, ist ein zwei­ ter Lichtstrahl 13 auf eine Stelle 14 im Bereich der Markie­ rungen 5 gerichtet, die gegenüber der Stelle 7 in Bewegungs­ richtung 1 des Maschinenteils 2 um einen Betrag x versetzt ist. Dabei entspricht der Betrag x mindestens der Breite der Lücke 6, so daß immer einer der Lichtstrahlen 8 und 13 auf eine der Markierungen 5 trifft. Wenn weitere, hier nicht ge­ zeigte, gegeneinander versetzte Lichtstrahlen verwendet wer­ den, kann der Versetzungsbetrag x auch kleiner sein. Der zweite Lichtstrahl 13 wird von einem zweiten Lasersensor 15 erzeugt, der hier von demselben Taktgeber 10 gesteuert wird, wie der Lasersensor 11. Es ist aber auch möglich, den zwei­ ten Lichtstrahl 13 mit einer anderen Frequenz zu pulsen.

Die von dem zweiten Lichtstrahl 13 auf jeder einzelnen Mar­ kierung 5 erzeugten und dort detektierten Lichtpunkte 16 werden in einer dem zweiten Lasersensor 15 nachgeordneten zweiten Zähleinrichtung 17 gezählt. Bei fehlerfreier Detek­ tion der Lichtpunkte 9 bzw. 14 auf jeder der Markierungen 5 müssen die Zählergebnisse der beiden Zähleinrichtungen 12 und 17 übereinstimmen. Da es jedoch bei Verschmutzung der Zahnköpfe 4 oder bei Staubentwicklung im Bereich der Licht­ strahlen 8 und 13 zu Fehldetektionen kommen kann, werden die Zählergebnisse der Zähleinrichtungen 12 und 17 in einer nachgeordneten Einheit 18 miteinander verglichen und gegen­ seitig korrigiert. Um zu verhindern, daß Verschmutzungen auf den Zahnköpfen 4 die Detektion an den beiden Stellen 7 und 14 gleichermaßen beeinträchtigen, sind diese beiden Stellen 7 und 14 außerdem auch noch quer zur Bewegungsrichtung 1 versetzt.

Im Rahmen der Korrektur der Zählergebnisse in der Einheit 18 wird auch berücksichtigt, daß bei fehlerfreier Detektion in­ nerhalb einer Folge von detektierten Lichtpunkten 7 bzw. 14 alle Lichtpunkte entsprechend der Pulsfrequenz mit gleichem Abstand aufeinanderfolgen. Auf diese Weise können fehlende Lichtpunkte in einer Folge von detektierten Lichtpunkten bei der Auswertung der detektierten Lichtpunkte ergänzt werden. Schließlich sind in einer Speichereinrichtung 19 die tat­ sächlichen Längen und Abstände der Markierungen 5 gespei­ chert, wobei die Zählergebnisse der Zähler 12 und 17 in der Einrichtung 18 mit den gespeicherten Werten korrigiert wer­ den. Auf diese Weise werden mögliche Toleranzen bei der Her­ stellung der Zahnreihe 3 ausgeglichen. Die Ermittlung der tatsächlichen Längen und Abstände der Markierungen 5 erfolgt durch den Lasersensor 11 bzw. den zweiten Lasersensor 15 bei einer definierten vorgegebenen Geschwindigkeit des Maschi­ nenteils 2, wobei die von den Zähleinrichtungen 12 bzw. 17 erhaltenen Zählergebnisse über die Einrichtung 18 in die Speichereinrichtung 19 überführt werden. Schließlich läßt sich durch statistische Aufbereitung der Detektions- und Zählergebnisse in der Einrichtung 18 die Genauigkeit noch weiter erhöhen.

Fig. 2 zeigt eine rotierende Antriebswelle 20, an der zwei in Achsrichtung voneinander beabstandete Markierungsfolgen 21 und 22 ähnlich der Zahnreihe 3 in Fig. 1 angeordnet sind. Die Markierungsfolge 21 wird von einem gepulsten Lichtstrahl 23 abgetastet, der von einem Lasersensor 24 erzeugt wird. Bei dem Lasersensor 24 kann es sich um einzelnes Gerät oder um zwei oder mehr Geräte handeln, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Dem Lasersensor 24 ist eine Auswerteeinrichtung 25 nachgeord­ net, die die in Fig. 1 gezeigten Einrichtungen 12, 18, 19 und gegebenenfalls 17 umfaßt. In gleicher Weise wird auch die weitere Markierungsfolge 22 von einem weiteren gepulsten Lichtstrahl 26 abgetastet, der von einem weiteren Lasersensor 27 mit einer daran angeschlossenen weiteren Auswerteeinrich­ tung 28 erzeugt wird. Beide Lasersensoren 24 und 27 werden mit gleicher Frequenz gepulst und sind dazu über eine Leitung 47 miteinander verbunden.

Bei Rotation der Antriebswelle 20 wird von jedem der beiden Lasersensoren 24 und 27 jeweils eine Folge von äquidistanten Lichtpunkten detektiert, wenn sich gerade eine Markierung 31 bzw. 32 an der jeweiligen Meßstelle vorbeibewegt. Zwischen diesen beiden Lichtpunktfolgen besteht eine zeitliche Ver­ schiebung, die zum einen von dem Versatz der beiden Markie­ rungsfolgen 21 und 22 bei ihrem Anbringen auf der Antriebs­ welle 20 abhängig ist und zum anderen von der Torsion der An­ triebswelle 20 zwischen den beiden Markierungsfolgen 21 und 22 und damit von dem übertragenen Drehmoment abhängig ist. Wenn sich eine der Markierungen 31 der Markierungsfolge 21 an der Meßstelle des Lichtstrahls 23 vorbeibewegt, werden die von dem Lichtstrahl 23 auf der Markierung 31 erzeugten Licht­ punkte in der Auswerteeinrichtung 25 gezählt. Dieser Zählvor­ gang wird über eine Steuerleitung 33 von dem weiteren Laser­ sensor 27 gestoppt, sobald dieser den Anfang einer Licht­ punktfolge, d. h. den Beginn einer Markierung 32 der vorbei­ laufenden Markierungsfolge 22 detektiert. Umgekehrt werden die von dem Lasersensor 27 auf jeder einzelnen Markierung 32 detektierten Lichtpunkte gezählt, wobei dieser Zählvorgang über eine Steuerleitung 34 von dem Lasersensor 24 gestoppt wird, sobald dieser den An­ fang einer der vorbeilaufenden Markierungen 31 detektiert. Die Zählergebnisse an den Ausgängen der Auswerteeinrichtun­ gen 25 und 28 geben somit je nach Drehrichtung der Antriebs­ welle 20 die Verschiebung der Markierungen 31 und 32 der beiden Markierungsfolgen 21 und 22 wieder. Um das Drehmoment zu erhalten, wird die Antriebswelle 20 zunächst im Leerlauf, d. h. ohne Lastmoment, gedreht, wobei die dabei von den Aus­ werteeinrichtungen 25 und 28 erhaltenen Zählergebnisse in einer Einrichtung 35 gespeichert werden. Bei Übertragung ei­ nes Drehmoments durch die rotierende Antriebswelle 20 werden von den dabei erhaltenen Zählergebnissen die in der Einrich­ tung 35 zwischengespeicherten Zählergebnisse subtrahiert.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Drehzahlmessung und Drehmo­ mentenmessung bei einem Walzgerüst 36, dessen Arbeitswalzen 37 und 38 von einem Antriebsmotor 39 angetrieben werden. Da­ zu ist der Antriebsmotor 39 über eine Antriebswelle 40 mit einem Verzweigungsgetriebe 41 verbunden, welches seinerseits über zwei Antriebsspindeln 42 und 43 mit den Arbeitswalzen 37 und 38 verbunden ist. Durch ein gezieltes Versprühen von Schmiermittel im Bereich der Arbeitswalzen 37 und 38, durch Wirbelstrombremsen an den Antriebsspindeln 42 und 43 und/ oder durch Wellenlageänderungen im Verzweigungsgetriebe 41 kann die Aufteilung des von dem Antriebsmotor 39 auf die Ar­ beitswalzen 37 und 38 übertragenen Drehmoments gesteuert werden. Um diese Drehmomentenaufteilung genau regeln zu kön­ nen, ist eine Erfassung der Drehmomente an den Arbeitswalzen 37 und 38 erforderlich. Hierzu sind auf jeder ,der beiden An­ triebsspindeln 42 und 43 jeweils zwei in Achsrichtung beab­ standete Markierungsfolgen 44 angebracht, von denen jede Markierungsfolge 44 durch gepulste Lichtstrahlen 45 in der Weise abgetastet wird, wie dies obenstehend anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist. Die Lichtstrahlen 45 werden von einer Anordnung 46 mit Lasersensoren und nachge­ ordneten Auswerteeinrichtungen erzeugt, wobei die Anordnung 46 außerhalb des Antriebs für das Walzgerüst 36 ortsfest an­ geordnet ist.

Claims (11)

1. Verfahren zur berührungslosen Erfassung der Bewegung, insbesondere der Drehbewegung, eines Maschinenteils (2) wobei ein gepulster Lichtstrahl (8) auf eine Meßstelle (7) gerichtet wird, an der sich an dem Maschinenteil (2) in dessen Bewegungsrichtung. (1) aufeinanderfolgend angeordnete Markierungen (5) definierter Länge vorbeibewegen, und wobei das von den Markierungen (5) reflektierte Licht detektiert und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (8) derart mit einer vorgegebenen Frequenz gepulst und gebündelt ist, daß er beim Auftreffen auf den Markierungen (5) eine Folge von Lichtpunkten (9) erzeugt, und daß die von dem Lichtstrahl (8) auf jeder einzelnen Markierung (5) erzeugten Lichtpunkte (9) de­ tektiert und gezählt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der detektierten Lichtpunkte (9) der Anfang und das Ende jeder einzelnen, sich an der Meßstelle (7) vorbei­ bewegenden Markierung (5) ermittelt wird und daß die so er­ haltenen Informationen über den Anfang und das Ende der je­ weiligen Markierung (5) zur Überwachung und Korrektur der Detektion und Auszählung der Lichtpunkte (9) auf der Mar­ kierung (5) herangezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächlichen Längen und Abstände der Markierungen (5) in einer Speichereinrichtung (19) gespeichert werden und zur Überwachung und Korrektur der Detektion und Auszäh­ lung der Lichtpunkte (9) auf den Markierungen (5) herange­ zogen werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zweiter gebündelter Lichtstrahl (13) mit derselben Pulsfrequenz wie der eine Lichtstrahl (8) auf ei­ ne zweite Meßstelle (14) gerichtet wird; die gegenüber der einen Meßstelle (7), an der der eine Lichtstrahl (8) auf die Markierungen (5) trifft, in Bewegungsrichtung (1) des Maschinenteils (2) versetzt ist, und daß die von dem, wenigstens zweiten Licht­ strahl (13) auf jeder Markierung (5) erzeugten und dort de­ tektierten Lichtpunkte (16) gezählt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß der gepulste Lichtstrahl (8) von einem Laser (11) er­ zeugt wird und unmittelbar auf die Meßstelle (7) gerichtet ist

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lasersensor (11) verwendet wird, der den Licht­ strahl (8) aussendet und das reflektierte Licht detektiert.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (5) von den Zahnköpfen (4) einer an dem Maschinenteil (2) angebrachten Zahnreihe (3) gebildet werden, wobei das Reflexionsvermögen zwischen den Zähnen (4) schlechter als auf den Zahnköpfen (4) ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehmomentenmessung an dem rotierenden Maschinen­ teil (20) eine in Richtung der Rotationsachse gegenüber den Markierungen (31) beabstandete Folge von weiteren Markie­ rungen (32) angebracht ist, die jeweils eine definierte Länge aufweisen und in Rotationsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, daß auf eine weitere Meßstelle im Bereich der weiteren Markierungen (32) ein weiterer gebündelter Lichtstrahl (26) gerichtet ist, der mit einer vorgegebenen Frequenz gepulst wird, daß die von dem weiteren Lichtstrahl (26) auf den weiteren Markierungen (32) erzeugten Licht­ punkte detektiert werden und daß in Abhängigkeit von zeitlichen Verschiebungen zwischen den auf den Markierungen (31) detektierten Lichtpunktfolgen und den auf den weiteren Markierungen (32) detektierten Lichtpunktfolgen ein Drehmomentmeßwert erzeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Detektion eines ersten Lichtpunktes auf der sich an der Meßstelle soeben vorbeibewegenden Markierung, (31) der Zählvorgang für die Lichtpunkte auf der sich gleichzeitig an der weiteren Meßstelle vorbeibewegenden weiteren Markierung (32) beendet, wird und daß das Zähler­ gebnis zur Bildung des Drehmomentmeßwertes herangezogen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Detektion eines ersten Lichtpunktes auf der sich an der weiteren Meßstelle soeben vorbeibewegenden wei­ teren Markierung (32) der Zählvorgang für die Lichtpunkte auf der sich gleichzeitig an der Meßstelle je­ weils vorbeibewegenden Markierung (31) beendet wird und daß das Zählergebnis zur Bildung des Drehmomentmeßwertes heran­ gezogen wird.

11. Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Bewegung, insbesondere der Drehbewegung, eines Maschinenteils (2) mit einer Lichtquelle (11) zur Erzeugung eines gepulsten Licht­ strahls (8), der auf eine Meßstelle (7) gerichtet ist, an der sich an dem Maschinenteil (2) in dessen Bewegungsrich­ tung (1) aufeinanderfolgend angeordnete Markierungen (5) definierter Länge vorbeibewegen, und mit einer Detektorein­ richtung und einer dieser nachgeordneten Auswerteeinrich­ tung zur Detektion und Auswertung des von den Markierungen (5) reflektierten Lichts, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (11) zur Bündelung des Lichtstrahls (8) ausgebildet ist, eine Steuereinrichtung (10) zur Steuerung der Lichtquelle, (11) mit einer vorgegebenen Pulsfrequenz vorhanden ist so daß der Lichtstrahl (8) beim Auftreffen auf den Markierungen (5) eine Folge von Lichtpunkten (9) erzeugt, und daß die Auswerteeinrichtung eine Zähleinrichtung (12) zum Auszählen der von dem Lichtstrahl (8) auf jeder einzelnen Markierung (5) erzeugten und detektierten Lichtpunkte (9) umfaßt.