ES2589890T3 - Sensor de cadena de reluctancia así como procedimiento para medir el alargamiento de cadena - Google Patents

Abstract

Sensor de cadena (1) con al menos una bobina (6), caracterizado por que está previsto al menos un primer sensor de reluctancia (2), el primer sensor de reluctancia (2) presenta un cuerpo de yugo (3) magnéticamente conductor con un ramal central (4) y dos ramales de yugo (5) que se extienden a los lados de este, los ramales de yugo (5) están provistos en cada caso con al menos dos dientes (7, 8), pudiendo disponerse los dientes (7, 8) de los ramales de yugo (5) a escasa distancia con respecto a una cadena y presentando el primer sensor de reluctancia (2) al menos un imán permanente (9).

Description

DESCRIPCION

Sensor de cadena de reluctancia as^ como procedimiento para medir el alargamiento de cadena

5 La presente invencion se refiere a un sensor de cadena con al menos una bobina, asf como a un dispositivo para medir el alargamiento de cadena con dos sensores de cadena y una unidad de control. Ademas, la invencion se refiere a un procedimiento para medir el alargamiento de cadena de una cadena con dos sensores de cadena, que estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro a lo largo de la cadena.

10 Los accionamientos de cadena, que se basan en particular en cadenas de rodillos se emplean en aplicaciones industriales para fines de accionamiento y de transporte, utilizandose en diferentes campos de empleo a menudo varios ramales de cadena. Una unidad de accionamiento de cadena comprende habitualmente una cadena que gira continuamente que se desvfa a traves de varias ruedas de cadena distanciadas unas de otras, y una multitud de elementos de accionamiento o de transporte activados mediante la cadena o unidos con la cadena. Las cadenas de 15 accionamiento se someten durante el funcionamiento a un desgaste mediante el movimiento relativo de las piezas individuales en la articulacion de cadena, asf como a diferentes factores adicionales de alargamiento de cadena, como por ejemplo alargamiento de entrada, estirado, juego interno del cojinete y desgaste de cojinete. Estos factores de desgaste y alargamiento dan como resultado un alargamiento de la cadena y llevan finalmente a una avena de la unidad de accionamiento. El desgaste de una cadena depende tambien adicionalmente de la unidad de 20 accionamiento en la que esta insertada, de las cargas a las que esta sometida y del entorno en el que opera. De manera correspondiente, el desgaste de la cadena y por tanto tambien la avena de la unidad de accionamiento no puede predecirse con seguridad.

En el marco de la automatizacion de fabrica moderna se realizan maquinas e instalaciones de manera cada vez mas 25 automatizadas en su totalidad, por lo que se emplean accionamientos de cadena complejos en un volumen al alza. Los elevados costes de inversion de tales maquinas e instalaciones totalmente automatizadas requieren su empleo constante con los menores tiempos de parada posibles no deseados. Tales tiempos de parada no deseados llevan no solo a perdidas economicas directas, sino tambien a problemas indirectos como p.ej. la interrupcion de la cadena logfstica hasta a fechas de entrega que no pueden cumplirse y asf a perdidas economicas adicionales. Sin embargo, 30 no es posible renunciar en breve a accionamientos de cadena sensibles al desgaste dado que no existe una alternativa para el accionamiento de tales instalaciones y para el transporte de productos.

Ya un desgaste reducido de las cadenas de accionamiento en maquinas automatizadas e instalaciones industriales lleva adicionalmente tambien a que los procesos sincronizados deben reajustarse manualmente con la posicion de la 35 cadena.

Dado que no es posible renunciar a las cadenas de accionamiento ni el desgaste y el alargamiento de cadena de un accionamiento de cadena pueden evitarse, o pueden determinarse exactamente, es necesario vigilar el estado de cadena de accionamiento regularmente para posibilitar un reajuste de los procesos sincronizados, asf como poder 40 planear y realizar a tiempo inspecciones y reemplazo de una cadena de accionamiento gastada.

Un procedimiento adecuado para vigilar la extension longitudinal de una cadena de accionamiento giratoria se conoce por el documento US 5,291,131. En la cadena de accionamiento estan previstas en este caso dos marcaciones distanciadas en la direccion longitudinal de la cadena cuya posicion tambien se registra durante el 45 funcionamiento de dos sensores inductivos u opticos que tambien estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro. Mediante un registro de datos conectado, a partir de los valores de medicion de los dos sensores se determina la velocidad periferica de rotacion de la cadena asf como el alargamiento de cadena. El documento EP 1 464 919 A1 describe un procedimiento similar para vigilar el desgaste de una cadena de accionamiento. Para ello en lados enfrentados de la cadena estan previstas dos marcaciones de un material magnetico que generan durante el paso 50 de dos sensores inductivos una senal electrica. Los sensores estan dispuestos en este caso a una distancia uno respecto a otro en lados enfrentados de la cadena de accionamiento, de manera que en primer lugar se alcanza una activacion simultanea de los sensores. Tan pronto como mediante el alargamiento de desgaste de la cadena se produce una demora en el tiempo entre la activacion de los sensores puede determinarse el alargamiento de desgaste mediante un desplazamiento de posicion de los sensores. Un dispositivo adicional para medir el 55 alargamiento de desgaste de un accionamiento de cadena mediante dos sensores opticos se describe en el documento US 7,540,374 B2. En este caso el primer sensor registra la primera articulacion de cadena de un miembro de cadena y un segundo sensor determina la posicion y la distancia de la segunda articulacion de cadena. Ademas, la distancia de varios miembros de cadena puede determinarse tambien en dos posiciones de medicion distanciadas una de otra.

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Ademas, se conoce planear el desgaste de un accionamiento de cadena mediante la medicion de la fuerza, del trayecto o del angulo de giro de tensores de cadena o de dos sensores de angulo de giro en la rueda de accionamiento y en la rueda de carga. Sin embargo, la condicion para ello es por un lado que se use en general un tensor de cadena, o que puedan emplearse sensores de angulo de giro, y por otro lado que el desgaste o el 65 alargamiento de cadena influyan en estos. Aparte en ambos casos la medicion depende de la longitud de cadena

total, dado que con una cadena mas larga el trayecto y el desarrollo de la fuerza son absolutamente mayores. De manera correspondiente los procedimientos de este tipo se calculan y ajustan a la aplicacion respectiva asf como respecto a la repercusion de los resultados de medicion por lo que estos procedimientos no pueden aplicarse de manera generica. Aparte en ambos procedimientos no solamente se mide el alargamiento de cadena condicionado 5 por el desgaste directo, sino que simultaneamente se mide tambien el desgaste de las ruedas de la cadena.

En estos dispositivos y procedimientos conocidos por el estado de la tecnica, segun los sensores y principio de medicion empleados, hay una serie de inconvenientes diferentes. Los sistemas de medicion convencionales con distancias fijas entre sensores requieren para una medicion exacta del alargamiento de cadena un accionamiento 10 con una velocidad de giro constante y reaccionan con errores de medicion a irregularidades en el sistema de accionamiento, por ejemplo, un resbalamiento relativo entre rueda de accionamiento y cadena de accionamiento. Adicionalmente los sensores opticos no son adecuados en muchos casos de aplicacion para el empleo practico en sistemas de accionamiento y de transporte, dado que las condiciones de entono industriales favorecen una avena o mediciones erroneas de los sensores opticos debido al polvo y la suciedad. Los sensores inductivos, ademas de una 15 sensibilidad a la conmutacion en la direccion de medicion, tienen tambien una sensibilidad a la conmutacion inherente en perpendicular a esta, de manera que los sensores inductivos ademas de a una sensibilidad a la vibracion tienden tambien a mediciones erroneas.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es eliminar o reducir los inconvenientes de los dispositivos y 20 procedimientos conocidos en el estado de la tecnica para vigilar un alargamiento de cadena condicionado por el desgaste y facilitar para ello un sensor y un dispositivo de medicion adecuado, asf como un procedimiento mejorado para medir el alargamiento de cadena de un accionamiento de cadena.

En el caso de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion esta previsto al menos un primer sensor de 25 reluctancia, presentando el sensor de reluctancia un cuerpo de yugo magneticamente conductor con un ramal central y dos ramales de yugo que se extienden a los lados de este, en el que la al menos una bobina inductiva esta dispuesta preferentemente sobre el ramal central, cada ramal de yugo esta provisto con al menos dos dientes, pudiendo disponerse los dientes de los ramales de yugo a escasa distancia con respecto a una cadena y con al menos un iman permanente, preferentemente al menos dos imanes permanentes que estan dispuestos en cada 30 caso sobre un ramal de yugo y/o en lados diferentes de la al menos una bobina. Adicionalmente en el empleo de al menos dos imanes permanentes puede ser util, que estos se posicionen simetricamente con respecto al ramal central. La disposicion del sensor de reluctancia a distancia relativamente escasa en un lado de una cadena, pudiendo estar dispuesto el cuerpo de yugo paralelo a las bridas de cadena de la cadena y llegando los salientes o dientes de los ramales de yugo que se extienden a los lados preferentemente hasta entre las bridas de cadena, 35 posibilita la configuracion de circuitos magneticos cerrados mas alla del sensor de reluctancia y la cadena con una reluctancia relativamente escasa, es decir una resistencia magnetica escasa.

Para mejorar la conductibilidad magnetica del sensor de reluctancia los cuerpos de yugo conformados en forma de media luna en su mayor parte para el campo magnetico de los circuitos magneticos que se configuran pueden ser 40 adecuadamente conductivos, por ejemplo, de un nucleo de hierro magnetico blando con escasa resistencia magnetica, o con reluctancia minima. Los circuitos magneticos inducidos mediante el al menos un iman permanente a lo largo de los ramales de yugo laterales generan en la bobina, por ejemplo, sobre el ramal central del cuerpo de yugo, una tension, guiandose solamente uno de los circuitos magneticos cerrados fundamentalmente a traves de la bobina y el otro circuito magnetico cerrado esta cerrado mas alla de la bobina en cortocircuito mediante los dientes 45 del ramal de yugo respectivo y la cadena.

En particular el sensor de cadena es adecuado para la medicion del alargamiento relativo y/o de la velocidad de la cadena. A la hora de determinar la variacion de longitud de la cadena puede considerarse adicionalmente tambien la temperatura para considerar diferentes niveles de temperatura en el calculo.

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Con un movimiento de la cadena, en particular de una cadena de eslabones a lo largo del sensor de reluctancia, con el cambio de articulacion de cadena a espacio intermedio entre las articulaciones de cadena se cambia tambien el trayecto con la menor resistencia magnetica para los circuitos magneticos cerrados inducidos en los ramales de yugo laterales por el al menos un iman permanente. De manera correspondiente el campo magnetico instalado 55 mediante las bobinas respectivas cambia tambien, de manera que en las bobinas de los sensores de cadena se genera una tension alterna dependiendo de la posicion y la velocidad de la cadena. El sensor de cadena de reluctancia de acuerdo con la invencion a pesar de su estructura sencilla puede integrarse de manera simple en instalaciones de fabricacion y sistemas de transporte nuevos, pero tambien reequiparse en instalaciones existentes sin esfuerzo. Gracias a la construccion especial el sensor de cadena no necesita mantenimiento y tambien es 60 resistente al agua, aceite, suciedad, altas temperaturas, asf como a condiciones ambientales agresivas, contra las que tambien es resistente la propia cadena de accionamiento. Ademas, los sensores de cadena de reluctancia son independientes tanto del tipo de cadena como tambien de marcas en la cadena. Durante el funcionamiento el sensor de cadena puede detectar la cadena de accionamiento automaticamente y determinar el alargamiento de cadena independientemente de la velocidad de la cadena de accionamiento. Ademas de un sensor de reluctancia 65 relativamente rentable en sf para la medicion del alargamiento de cadena, con el empleo del sensor de cadena de

acuerdo con la invencion puede alcanzarse una vigilancia de desgaste sencilla de instalaciones de produccion y de transporte accionadas por cadena a bajo coste.

Para una clara separacion de la configuracion de los dos circuitos magneticos cerrados pueden estar previstos al 5 menos dos iimanes permanentes, que estan dispuestos preferentemente en los dientes externos de los ramales de yugo del primer sensor de reluctancia. La disposicion de los dos manes permanentes en los dientes externos de los ramales de yugo, preferentemente en las puntas de los dientes externos posibilitan, ademas de una instalacion sencilla de los imanes permanentes en el cuerpo de yugo magneticamente conductor, que por ejemplo esta fabricado de un material magneticamente blando, tambien una transicion segura de las lmeas de campo de los 10 circuitos magneticos cerrados en la articulacion de cadena. Adicionalmente esta disposicion de los al menos dos imanes permanentes impide un cortocircuito no deseado del circuito magnetico a traves del ramal de yugo que soporta los imanes permanentes respectivos. Aunque una disposicion de los al menos dos imanes permanentes sobre las puntas de los dientes externos contribuye a ventajas tecnicas en la configuracion de los circuitos magneticos, sin embargo, para un funcionamiento puede ser mas util, disponer los imanes permanentes a distancia 15 de las puntas o prever una suciedad externa para impedir durante un golpe de la cadena en el funcionamiento de cadena un dano de los imanes permanentes. Alternativamente los dos imantes tambien pueden estar posicionados en la zona del ramal de yugo lateral.

Para posibilitar los circuitos magneticos cerrados con lmeas de campo claramente separadas unas de otras los 20 imanes permanentes dispuestos sobre los ramales de yugo en la direccion hacia el ramal central pueden presentar una misma direccion de polo. La configuracion clara de los dos circuitos magneticos cerrados posibilita una senal ineqmvoca en la al menos una bobina. En una disposicion de la al menos una bobina sobre el ramal central en la bobina puede inducirse una tension alterna, dado que los circuitos magneticos cerrados se grnan en el cambio y en diferente direccion a traves de la bobina.

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Alternativamente la al menos una bobina puede estar dispuesta sobre uno de los dientes de los ramales de yugo. La disposicion de la al menos una o varias bobinas sobre los dientes de los ramales de yugo posibilita una fabricacion mas sencilla del sensor de reluctancia, dado que las bobinas pueden prefabricarse y durante el montaje solamente deben disponerse, es decir empujarse sobre los dientes de los ramales de yugo. En este caso la disposicion de 30 varias bobinas sobre uno de los dientes en cada caso de los ramales de yugo posibilita una propagacion y diferenciacion de las senales del sensor de cadena de reluctancia y crea por lo tanto posibilidades que se complementan para calcular la variacion de longitud y/o velocidad relativas de la cadena.

Una configuracion conveniente preve que este previsto un segundo sensor de reluctancia, el segundo sensor de 35 reluctancia presenta asimismo un cuerpo de yugo magneticamente conductor con un ramal central y dos ramales de yugo que se extienden a los lados de este, cada ramal de yugo esta provisto con dos dientes dirigidos hacia la cadena, pudiendo disponerse los dientes a escasa distancia respecto a la cadena y estando dirigidos al primer sensor de reluctancia. El empleo de un segundo sensor de reluctancia, que tambien puede estar realizado sin una segunda bobina y sin imanes permanentes, posibilita una configuracion mas homogenea, independiente del diseno 40 de la cadena de los dos circuitos magneticos cerrados, siempre que la bobina este posicionada sobre el ramal central, asf como un cambio mas regular del campo magnetico que atraviesa la al menos una bobina, de manera que en la al menos una bobina, dependiendo de la cadena, se establece una tension alterna de retorno relativamente homogenea.

45 Preferentemente sobre el segundo sensor de reluctancia puede estar dispuesta una segunda bobina, pudiendo conectarse las bobinas inductivas en el primer y segundo sensor de reluctancia en paralelo o en serie. La segunda bobina sobre el sensor de reluctancia intensifica no solamente la senal de medicion del sensor de cadena, sino que posibilita tambien una homogeneizacion de la senal de medicion y una reduccion de errores de medicion. Ademas, el segundo sensor de reluctancia puede estar provisto tambien con dos imanes permanentes que estan dispuestos 50 en cada caso sobre uno de los dos ramales de yugo que se extienden lateralmente y aumentan los campos magneticos en el sensor de cadena.

Una forma de realizacion particular preve que los ramales de yugo laterales del primer y el segundo sensor de reluctancia en cada caso esten provistos con un iman permanente, estando dispuestos los imanes permanentes 55 preferentemente en cada caso en los dientes externos de los ramales de yugo, o en sus puntas, y presentando los imanes permanentes sobre los ramales de yugo del primer sensor de reluctancia una misma direccion de polo y los imanes permanentes sobre los ramales de yugo del segundo sensor de reluctancia una direccion de polo inversa. Independientemente de la posibilidad de prever preferentemente sobre los dientes externos de los ramales de yugo del primer sensor de reluctancia dos imanes permanentes, mediante la orientacion de los imanes permanentes del 60 primer sensor de reluctancia, o del segundo sensor de reluctancia en la misma direccion de polo se consigue que las lmeas de campo de los dos circuitos magneticos cerrados se extiendan en la misma direccion a traves de los dientes internos, por lo que la influencia mutua de los dos circuitos magneticos cerrados se mantiene reducida. Ademas, el circuito magnetico en cada caso que actua activamente pasa por la segunda bobina opcional sobre el segundo sensor de reluctancia de la misma manera, pero con direccion diferente y puede intensificar de esta manera la senal 65 de la al menos una bobina sobre el primer sensor de reluctancia y regularizarla.

Una configuracion adicional del sensor de cadena de reluctancia de acuerdo con la invencion para una cadena articulada con una division uniforme entre las articulaciones de cadena preve que el al menos un primer sensor de reluctancia este dispuesto en perpendicular al eje de articulacion de la articulacion de cadena en un lado de la articulacion de cadena, estando dirigidos los dientes de los ramales de yugo del primer sensor de reluctancia hacia 5 la cadena articulada. Mediante esta disposicion del al menos un primer sensor de reluctancia las lmeas de campo de los dos circuitos magneticos cerrados discurren en perpendicular a los ejes de articulacion. La disposicion en perpendicular del primer sensor de reluctancia posibilita una distancia muy escasa entre los dientes de los ramales de yugo laterales y las articulaciones de cadena de la cadena de articulacion, de manera que la resistencia magnetica es mas alla de esta distancia lo mas escasa posible. Para una configuracion lo mas exenta de parasitos y 10 uniforme posible de los dos circuitos magneticos en el lado opuesto de la cadena articulada apartado del primer sensor de reluctancia puede estar prevista una yugo con una resistencia magnetica reducida, pudiendo discurrir los dos circuitos magneticos cerrados a traves del yugo y asf hacer su configuracion mas independiente de influencias parasitas a traves de la cadena articulada que se mueve.

15 Una variante del sensor de cadena de acuerdo con la invencion preve que este previsto un segundo sensor de reluctancia, que esta dispuesto en perpendicular al eje de articulacion de la articulacion de cadena en un lado enfrentado de la cadena articulada, estando dirigidos los dientes de los ramales de yugo del segundo sensor de reluctancia a la cadena articulada. Mediante la disposicion de un segundo sensor de reluctancia en un lado enfrentado de la cadena articulada las lmeas de campo de los dos circuitos magneticos cerrados discurren en 20 perpendicular a los ejes de articulacion a traves de la articulacion de cadena, y entonces a traves de los ramales de yugo del segundo sensor de reluctancia, de manera que la resistencia magnetica o la reluctancia de los dos circuitos magneticos cerrados puede minimizarse. En este caso la distancia de los dientes asociados unos a otros de los primeros y segundos sensores de reluctancia puede ser como maximo 20 %, preferentemente como maximo 10 %, en particular como maximo 5 % mayor que el diametro externo de la articulacion de cadena de la cadena articulada. 25 Cuanto menor es la distancia de los dientes del primer y segundo sensor de reluctancia entre sf o con respecto a las articulaciones de cadena de la cadena articulada menor es tambien la resistencia para los circuitos magneticos inducidos por los imanes permanentes, y es mas intensa tambien la senal de tension alterna inducida en las bobinas.

30 De manera conveniente la distancia del diente externo de uno de los ramales de yugo con respecto al diente interno del otro ramal de yugo del primer o segundo sensor de reluctancia fundamentalmente puede ascender a un multiplo entero de la division de la cadena articulada. Con una configuracion constructiva de este tipo de los ramales de yugo del sensor de cadena la generacion de una tension alterna homogenea en la menos una bobina del primer sensor de reluctancia, y opcionalmente tambien en una segunda bobina es posible. En cuanto a tolerancias de produccion y el 35 alargamiento de desgaste de la cadena articulada para un multiplo fundamentalmente entero ha de considerarse un intervalo de tolerancia de ± 10 % de la distancia de division.

En un aspecto adicional la presente invencion se refiere a un dispositivo para medir el alargamiento de cadena de una cadena con al menos dos sensores de cadena de reluctancia, que estan dispuestos a una distancia uno 40 respecto a otro a lo largo de la cadena, y con una unidad de control para recibir y procesar las senales de los dos sensores de cadena, generando la al menos una bobina prevista en cada sensor de cadena durante el funcionamiento una senal alterna de la tension inducida en la bobina. A traves de las dos mitades de sensor los sensores de cadena pueden disponerse simplemente en la cadena, habitualmente una cadena de rodillos, sin tener que instalar marcas en la cadena misma o tener que enhebrar la cadena a traves de un sensor. La unidad de control 45 conectada con los sensores de cadena posibilita ademas de una mera vigilancia del alargamiento de cadena o del desgaste de cadena tambien el registro de parametros de funcionamiento adicionales, como por ejemplo de las horas de funcionamiento, asf como la integracion de funciones de seguridad, p.ej. una alarma al sobrepasar un valor de desgaste predeterminado, una funcion de parada en estados de desgaste cnticos, un modo de proteccion con velocidad reducida a partir de un valor de desgaste aumentado, asf como una deteccion segura de estados de 50 desgaste y una compensacion del alargamiento de cadena en elementos constructivos relevantes. Ademas, mediante la unidad de control pueden transmitirse valores de medicion y datos de control a un ordenador de procesos central o a puestos de observacion de produccion.

Una realizacion especial del dispositivo preve que esten previstos al menos tres sensores de cadena. Un tercer 55 sensor de cadena posibilita, independientemente de una distancia adaptada de manera exacta a la division de cadena de los dos primeros sensores de cadena de reluctancia, determinar la direccion de movimiento de la cadena siempre de manera segura.

Para una valoracion segura y una asociacion temporal exacta de la medicion de alargamiento de cadena puede 60 estar previsto para cada sensor de cadena un comparador para transformar las senales alternas en senales rectangulares. El empleo de comparadores posibilita mediante la diferenciacion de la senal alterna, es decir transformacion de la senal alterna en una senal rectangular una asociacion temporal exacta cuando a todos los dientes de los cuerpos de yugo estan asociados de la misma manera los espacios intermedios entre las articulaciones de cadena. En este caso la duracion de la senal rectangular es inversamente proporcional a la 65 velocidad de la cadena. De manera correspondiente la distancia de los pulsos de conmutacion de los dos sensores

de cadena puede facilitar en relacion con la duracion una medida ineqmvoca para la longitud de cadena.

En una disposicion opcional de la bobina sobre el ramal central del cuerpo de yugo, durante el funcionamiento del dispositivo mediante el movimiento de la cadena se genera a lo largo de los sensores de cadena en la bobina una 5 senal alterna con tension positiva y negativa de manera alterna, es decir una tension alterna, dado que los dos circuitos magneticos del sensor de reluctancia atraviesan alternativamente en direccion diferente la bobina en el ramal central. Mediante el comparador puede realizarse una transformacion de estas dos senales alternas en senales rectangulares periodicas, siendo posible mediante el cambio de fase de la tension alterna una asociacion temporal exacta de la cadena o de la articulacion de cadena con respecto a la senal rectangular.

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Una configuracion especial del dispositivo para medir el alargamiento de cadena de una cadena con dos sensores de cadena de reluctancia preve que la unidad de control utilice las senales alternas o la tension alterna para el suministro de corriente, preferentemente para el suministro de corriente autarquico del dispositivo. Mediante el movimiento de la cadena a lo largo los sensores de cadena, y de manera correspondiente mediante los dos circuitos 15 magneticos de los sensores, de los cuales en cada caso uno o ambos durante el cambio de la articulacion de cadena de la cadena pasa por al menos una bobina, en las bobinas de los sensores de cadena se genera una tension o una tension alterna, que puede utilizarse para el funcionamiento del dispositivo. De manera correspondiente los sensores de cadena de reluctancia actuan al mismo tiempo como generadores. La posibilidad del suministro de corriente autarquico de la unidad de control, asf como componentes correspondientes a la 20 transmision de datos y visualizacion de los datos de medicion posibilita una integracion sencilla de tales dispositivos en maquinas e instalaciones existentes sin intervenir en el concepto habitualmente complejo del suministro de energfa de maquinas e instalaciones existentes. Con un dispositivo generico de este tipo puede registrarse el estado de un funcionamiento de cadena tambien en instalaciones existentes en cualquier momento, y posibilitarse una advertencia temprana o una sincronizacion automatica de la instalacion de manera autarquica. Este aspecto de la 25 presente invencion podna gozar de proteccion tambien independientemente de los detalles de los sensores de cadena de reluctancia de acuerdo con la invencion, asf como del dispositivo para medir el alargamiento de cadena y seguirse adicionalmente de manera autonoma. El empleo de los sensores de cadena como generadores para el suministro de corriente asegura un funcionamiento autarquico de dispositivos de medicion correspondientes.

30 Una configuracion adecuada del dispositivo preve que este prevista una unidad de visualizacion para la representacion del alargamiento de cadena de la cadena. Ademas de la legibilidad sencilla de la longitud de desgaste de cadena y del estado de funcionamiento de la cadena de accionamiento una unidad de visualizacion de este tipo posibilita tambien la representacion de parametros de funcionamiento y de seguridad importantes adicionales, como por ejemplo contadores de horas de funcionamiento, funciones de advertencia y avisos de 35 errores. En este caso la unidad de visualizacion para la representacion del alargamiento de cadena, al igual que la unidad de control puede suministrarse mediante los sensores de cadena de manera autarquica con la energfa necesaria para el funcionamiento de la unidad de visualizacion.

En una forma de realizacion adicional el dispositivo puede comprender de manera complementaria sensores de 40 temperatura, por ejemplo, sensores de temperatura de infrarrojos, para determinar la temperatura real de la cadena y del dispositivo. Por ello en el calculo de la variacion de longitud puede considerarse la variacion de longitud condicionada por la temperatura de la cadena, y el dispositivo puede determinar en conjunto de manera mas fiable aun la variacion condicionada por el desgaste de la cadena de la longitud de cadena.

45 Una complementacion potencial adicional preve proveer al dispositivo con un sensor de choque, por ejemplo, un sensor de aceleracion. Mediante el espectro de choque o de aceleracion, que se origina durante la entrada de la cadena en el dispositivo en el sensor de choque empleado, mediante las diferencias de los valores de medicion, por ejemplo, puede emitirse un juicio sobre el estado de lubricacion y el ladeo de los miembros de cadena de la cadena. En este caso la vigilancia del estado de cadena mediante un sensor de choque o un sensor de aceleracion en 50 particular es posible al no orientarse rectos los eslabones de cadena en el caso de una cadena no lubricada de manera suficiente o con un intenso desgaste, y al poder generar durante la entrada en el dispositivo diferentes desviaciones y/o una aceleracion relativa de los eslabones de cadena respectivos.

La presente invencion se refiere adicionalmente a un procedimiento para medir el alargamiento de cadena de una 55 cadena con al menos dos sensores de cadena de reluctancia, que estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro a lo largo de la cadena, presentando cada sensor de cadena al menos una bobina y al menos un iman permanente, preferentemente al menos dos imanes permanentes. Este procedimiento comprende la configuracion de dos circuitos magneticos permanentes cerrados con una resistencia magnetica escasa (reluctancia) con respecto a las lmeas de campo magneticas a traves de cada sensor de cadena, guiandose dependiendo de la posicion de la 60 cadena respecto a sensor de cadena los dos circuitos magneticos cerrados en cada caso en cortocircuito a traves del sensor de cadena, o pasando temporalmente uno o alternativamente ambos circuitos magneticos cerrados al menos parcialmente por la al menos una bobina, y el otro de los circuitos magneticos cerrados guiandose adicionalmente en cortocircuito a traves del sensor de cadena; mover la cadena en una direccion a lo largo de los dos sensores de cadena; cambiar periodicamente los circuitos magneticos que pasan al menos parcialmente por la 65 al menos una bobina; y generar una senal de tension alterna en las bobinas de los dos sensores de cadena.

Dado que la situacion de los dos circuitos magneticos cerrados en los sensores de cadena depende de la posicion de la cadena con respecto a los sensores se forman de manera correspondiente al movimiento de la cadena con respecto a los sensores de cadena circuitos magneticos que modifican su situacion en los sensores de cadena dependiendo de la situacion de la cadena. Dado que los circuitos magneticos inducidos por los imanes permanentes 5 se empenan en cerrar el flujo magnetico entre los polos del iman permanente a traves de un circuito magnetico con una resistencia magnetica o reluctancia lo mas escasa posible, con un movimiento de la cadena con respecto a los sensores de cadena tambien se modifica la situacion de los dos circuitos magneticos en los sensores de cadena, y por tanto tambien su situacion con respecto a la al menos una bobina.

10 La resistencia magnetica o la reluctancia es el factor de proporcionalidad entre la tension magnetica asf como el flujo magnetico se comporta de manera analogica a la resistencia electrica que de manera correspondiente a la ley de Ohm representa el factor entre tension electrica y corriente electrica. Con una disposicion correspondiente disposicion de los al menos dos imanes permanentes en los sensores de cadena los dos circuitos magneticos cerrados pueden configurarse de manera que uno o los dos circuitos magneticos pasan al menos parcialmente por 15 la bobina. Dado que la cadena segun la situacion de los eslabones de cadena cierra los circuitos magneticos con una longitud diferente a traves de la bobina, o solamente en cortocircuito a traves de un ramal de yugo, en un movimiento de la cadena en la direccion a lo largo los sensores de cadena se origina un cambio periodico de los circuitos magneticos que pasan al menos parcialmente por la bobina. Dado que el circuito magnetico cerrado en cada caso en cortocircuito no fluye a traves de la bobina, mediante el cambio periodico de uno o de los dos circuitos 20 magneticos cerrados en la bobina se genera un cambio de tension o una tension alterna. En este caso el maximo de la tension es una caractenstica recurrente para una situacion determinada de la cadena o de la articulacion de cadena respecto al sensor de cadena en la que el circuito magnetico conducido a traves de la al menos una bobina experimenta la menor resistencia magnetica, lo que se da habitualmente mediante la situacion de una articulacion de cadena en el circuito magnetico, es decir entre los dientes de los ramales de yugo del circuito.

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Un perfeccionamiento logico del procedimiento para la medicion del alargamiento de cadena de una cadena preve la diferenciacion de la senal de tension y generacion de una senal rectangular separada para ambos sensores de cadena, asf como la determinacion de la duracion de las senales rectangulares de los sensores de cadena. Con una diferenciacion de la senal de tension, por ejemplo, con un comparador, puede generarse una senal rectangular 30 caractenstica, con la que puede alcanzarse una asociacion temporal exacta del cambio de tension, de manera correspondiente al cambio de los circuitos magneticos que pasan por la bobina. La salida del comparador facilita en este caso una senal rectangular para valorar el alargamiento de desgaste de cadena, cuya duracion es inversamente proporcional a la velocidad de la cadena.

35 Una configuracion adicional del procedimiento preve las siguientes etapas, determinar el intervalo temporal de las senales de conmutacion de las senales rectangulares respectivas de los dos sensores de cadena, o el intervalo temporal de los umbrales de conmutacion, calcular una relacion de conmutacion de la distancia temporal de los umbrales de conmutacion en relacion con la duracion de las senales rectangulares, y comparar la relacion de conmutacion calculada con una relacion de conmutacion almacenada para un estado de salida de la cadena, siendo 40 este valor de comparacion una medida para el alargamiento de cadena. En este caso la relacion de conmutacion calculada es una medida ineqrnvoca indirecta para el alargamiento de cadena actual frente al estado inicial. La distancia entre el pulso de conmutacion de las senales rectangulares de los dos sensores de cadena puede relacionarse en este caso segun el algoritmo de valoracion deseado con la duracion de uno de los sensores de cadena o las duraciones promediadas o anadidas de ambos sensores de cadena. Para documentar un estado inicial 45 de la cadena se registra esta relacion de conmutacion para una nueva cadena con una duracion determinada y se guarda como valor de comparacion. Este valor de comparacion original para una cadena determinada puede emplearse para calcular y para representar el alargamiento de cadena condicionado por el desgaste de esta cadena. Ademas, el valor de comparacion entre la relacion de conmutacion calculada y el estado inicial de la cadena puede emplearse como magnitud de control para sincronizar la posicion de cadena frente a otros elementos activados 50 mediante la cadena para posibilitar de esta manera un funcionamiento optimo del dispositivo accionado.

Para determinar de manera ineqrnvoca la direccion de movimiento de la cadena de eslabones puede estar previsto un tercer sensor de cadena de reluctancia. Aunque la direccion de movimiento de la cadena puede detectarse tambien en el caso de una colocacion exacta de solamente dos sensores de cadena, sin embargo, los dos sensores 55 de cadena deben estar dispuestos de manera que estos estan desfasados de manera ineqrnvoca la mitad de la distancia de division y no deben perder esta evidencia del posicionamiento, en el caso de un alargamiento de la cadena. Con un tercer sensor de cadena de reluctancia en cambio puede detectarse de manera siempre segura la direccion de movimiento de la cadena. Para ello el tercer sensor de cadena esta dispuesto con solamente un desfase mecanico escaso, una diferencia escasa con respecto a una division de cadena de numeros enteros, con 60 respecto a uno de los primeros dos sensores de cadena. Mediante el escaso desplazamiento mecanico, tras una diferenciacion y formacion de senal rectangular puede obtenerse mediante comparadores a partir de la senal de tension del tercer sensor de cadena una senal deseada ineqrnvoca, de la que puede detectarse de manera segura la direccion de movimiento de la cadena.

65 A continuacion se describe con mas detalle una forma de realizacion de la presente invencion. Muestran:

Fig. 1

Fig. 1a 5

Fig. 1b

Fig. 1c

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Fig. 1d Fig. 2a 15

Fig. 2b

Fig. 3

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Fig. 4

una vista en perspectiva de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion con un primer sensor de reluctancia y una cadena articulada;

una vista lateral del sensor de cadena de acuerdo con la invencion de la figura 1;

una vista lateral de una forma de realizacion alternativa de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion;

una vista lateral de otra forma de realizacion de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion;

una vista lateral de una forma de realizacion adicional de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion;

una vista lateral de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion con dos sensores de reluctancia en lados enfrentados de una cadena articulada en una primera posicion;

una vista lateral de un sensor de cadena de acuerdo con la invencion con dos sensores de reluctancia en lados enfrentados de una cadena articulada en una segunda posicion;

un dispositivo para medir el alargamiento de cadena de una cadena con dos sensores de cadena de acuerdo con la figura 2A y figura 2B; y

el dispositivo de la figura 3 con un circuito de senales y de suministro de energfa.

En la figura 1 puede verse una representacion esquematica de un sensor de cadena 1 de acuerdo con la invencion 25 con un primer sensor de reluctancia 2 en una vista en perspectiva. El sensor de reluctancia 2 presenta un cuerpo de yugo 3 de un material magneticamente conductor o conductivo al campo magnetico que ademas de un ramal central 4 presenta tambien dos ramales de yugo 5 que se extienden a los lados respecto al ramal central 4. Sobre el ramal central 4 esta dispuesta una bobina 6 que puede extenderse por toda la longitud de ramal central 4 entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo 5 adyacentes. Los ramales de yugo 5 ademas de los dientes internos 7 30 adyacentes al ramal central 4 presenta tambien dientes externos 8 que estan dispuestos en cada caso en el extremo exterior de los ramales de yugo. Los dientes internos 7 y los dientes externos 8 sobresalen con respecto a una seccion central de los ramales de yugo 5 en la direccion de una cadena articulada 10, de manera que entre los dientes internos 7 y dientes externos 8 de los ramales de yugo 5 y de la cadena articulada 10 esta configurada una cavidad que a diferencia del cuerpo de yugo 3 magneticamente conductor presenta una elevada resistencia 35 magnetica o una elevada reluctancia con respecto a las lmeas de campo de circuitos magneticos.

En los dientes externos 8 de los dos ramales de yugo 5 estan previstos en cada caso imanes permanentes 9. En este caso los imanes permanentes 9 estan dispuestos en las puntas de los dientes externos 8 en la misma direccion de polo, es decir las puntas externas libres de los dientes externos 8 presentan ambas el polo positivo o 40 alternativamente el polo negativo de los imanes permanentes 9. Los dientes internos 7 y dientes externos 8 de los ramales de yugo 5 estan orientados en la direccion de la articulacion de cadena 10, estando el sensor de reluctancia 2, o las lmeas de campo de los circuitos magneticos 13, 14 de los imanes permanentes 9 como tambien las superficies laterales del cuerpo de yugo 3 fundamentalmente en perpendicular a los ejes de articulacion de la articulacion de cadena 11 de la cadena articulada 10. En este caso las puntas de los dientes internos 7 y dientes 45 externos 8 de los ramales de yugo 5 presentan en cada caso solamente una distancia escasa respecto a la superficie periferica externa de la articulacion de cadena 11, de manera que la cadena articulada 10 fundamentalmente puede moverse sin contacto a lo largo del sensor de reluctancia 2.

Los imanes permanentes 9 en las puntas de los dientes externos 8 de los ramales de yugo 5 configuran dos circuitos 50 magneticos 13, 14 cuyas lmeas de campo discurren de manera correspondiente a la ley de Hopkinson a lo largo de la resistencia magnetica mas escasa o la reluctancia mas escasa. En este caso de acuerdo con la posicion de la cadena articulada 10 la bobina 6 en cada caso puede ser atravesada de manera alterna por uno de los dos circuitos magneticos cerrados 13, 14, de manera que la bobina 6 genera una senal de tension caractenstica. Para liberar la senal de tension, de manera optima una senal de tension alterna, en la bobina 6 de influencias parasitas 55 constructivas de la cadena articulada 10, y/o intensificar la senal de tension en el caso de una elevada resistencia magnetica de las bridas de cadena 12 de la cadena articulada 10, en el lado enfrentado al sensor de reluctancia 2 de la cadena articulada 10 puede disponerse un cuerpo magneticamente conductor, preferentemente un cuerpo con salientes dispuestos de manera complementaria a los dientes internos 7 y dientes externos 8 del cuerpo de yugo 3 del primer sensor de reluctancia 2, o un segundo sensor de reluctancia 2' con o sin una segunda bobina 6', para 60 cerrar los circuitos magneticos 13, 14 inducidos por los imanes permanentes 9 a traves de la articulacion de cadena 11 de la cadena articulada 10 con escasa reluctancia.

El sensor de cadena 1 realizado como sensor de reluctancia 2 en la figura 1a presenta en cada caso en las puntas de los dientes externos 8 de los ramales de yugo 5 dos imanes permanentes 9, siendo la direccion de polo la misma 65 en cada caso. Alternativamente los imanes permanentes 9 pueden estar posicionados a una distancia con respecto

a las puntas de los dientes externos 8 para proteger mejor los imanes permanentes 9 durante el funcionamiento frente a un desgaste y a deterioros. La bobina inductiva 6 esta dispuesta entre los ramales de yugo 5 laterales sobre el ramal central 4 del cuerpo de yugo 3 y alternativamente uno de los circuitos magneticos cerrados 13, 14 pasa por ella a traves del cuerpo de yugo 3 que dependen de la posicion de la cadena articulada 10 de manera que la bobina 5 6 genera una senal de tension caractenstica. La Fig. 1b muestra una forma de realizacion alternativa del sensor de reluctancia con una bobina inductiva 6 dispuesta sobre el ramal central 4, en la que estan dispuestos los imanes permanentes 9 en la zona de los ramales de yugo laterales 5 del cuerpo de yugo 3 magneticamente conductor. Tambien en este caso las direcciones de polo en cada caso estan orientadas iguales en la direccion de los dientes externos 8 o de la bobina inductiva 6.

10

Otra forma de realizacion constructivamente diferente del sensor de reluctancia 2 se representa en las figuras 1c y 1d. En estas formas de realizacion la bobina inductiva 6 esta dispuesta sobre uno de los dientes externos 8 de los ramales de yugo 5. En estas formas de realizacion puede posicionarse una bobina previamente fabricada sobre los dientes externos 8 y/o dientes internos 7, por lo que puede evitarse el bobinado relativamente laborioso de una 15 bobina alrededor del ramal central 4 del cuerpo de yugo 3. En este caso la bobina inductiva 6 puede posicionarse tanto en uno de los dientes externos 8 como tambien en los dientes internos 7 del cuerpo de yugo 3. Para obtener un rendimiento mas elevado y/o senales alternas adicionales, varios o todos los dientes internos 7 y dientes externos 8 pueden estar provistos con una bobina inductiva 6. La disposicion de una o varias bobinas inductivas sobre los dientes internos 7 y dientes externos 8 del cuerpo de yugo 3 requiere al mismo tiempo tambien la disposicion del al 20 menos un iman permanente 9 sobre los ramales de yugo 5 o ramal central 4 del cuerpo de yugo 3, o uno o varios de los dientes internos libres 7 o dientes externos 8. Tal como se muestra en la figura 1c, basta con emplear en esta forma de realizacion un iman permanente 9 y disponerlo por ejemplo sobre el ramal central 4. Alternativamente tambien pueden estar dispuestos dos imanes permanentes 9 sobre los ramales de yugo 5 del cuerpo de yugo 3 o los dientes internos 7 o dientes externos 8 de los ramales de yugo 5. El empleo de dos imanes permanentes sobre los 25 ramales de yugo 5 intensifica no solo el campo magnetico o las lmeas de campo de los circuitos magneticos 13, 14, sino que posibilita tambien la configuracion de dos circuitos magneticos cerrados 13, 14 de intensidad de campo similar.

La figura 2a muestra una configuracion preferente de un sensor de cadena de reluctancia 1 de acuerdo con la 30 invencion con dos sensores de reluctancia 2, 2', que estan dispuestos en el lado superior y lado inferior de la cadena articulada 10 en perpendicular a los ejes de articulacion de la articulacion de cadena 11. En este caso ambos sensores de reluctancia 2, 2' estan provistos con una bobina inductiva 6, 6' que esta dispuesta en cada caso sobre el ramal central 4 del cuerpo de yugo 3. La cadena articulada 10 puede moverse fundamentalmente sin contacto o al menos con escasa resistencia a la friccion, entre los dos sensores de reluctancia 2, 2', siendo la distancia entre los 35 dientes externos 8 y dientes internos 7 asociados unos a otros de los dos sensores de reluctancia 2, 2' solo ligeramente mayor que el diametro externo de la articulacion de cadena 11, de manera que la reluctancia entre las parejas individuales de los dientes externos 8 y dientes internos 7 durante el paso de una articulacion de cadena 11 entre los pares de dientes respectivos es lo mas escasa posible.

40 Los sensores de reluctancia 2, 2' del sensor de cadena 1 en la figura 2a presentan en cada caso en las puntas de los dientes externos 8 dos imanes permanentes 9, siendo la direccion de polo de los imanes permanentes 9 orientados a la cadena articulada 10 sobre los sensores de reluctancia 2, 2' individuales en cada caso la misma, aunque es diferente frente a los imanes permanentes 9 sobre los otros sensores de reluctancia 2, 2' en cada caso. De manera correspondiente las direcciones de polo de los imanes permanentes 9 asociados unos a otros en los 45 dientes externos 8 en cada caso son diferentes, de manera que mediante ambos imanes permanentes 9 asociados unos a otros se configura en cada caso un circuito magnetico 13, 14. Por consiguiente los circuitos magneticos 13, 14 se extienden en cada caso mediante ambos sensores de reluctancia 2, 2'. En este caso la cadena articulada 10 entre los cuerpos de yugo 3 de los sensores de reluctancia 2, 2' cierra los circuitos magneticos 13, 14 segun la situacion de la articulacion de cadena 11 con diferente longitud y tambien con reluctancia diferente.

50

En la posicion mostrada en la figura 2a de la cadena articulada 10 el circuito magnetico 13 esta cerrado a traves de los ramales de yugo izquierdos 5' de los sensores de reluctancia 2, 2', es decir a traves de la articulacion de cadena 11 de la articulacion de cadena 10, situada entre los imanes permanentes 9 en las puntas de los dientes externos 8, los ramales de yugo izquierdos 5' y los ramales centrales 4 de los sensores de reluctancia 2, 2', asf como a traves de 55 los dientes internos 7 de los ramales de yugo derechos 5" y la articulacion de cadena 11 dispuesta entre los dientes internos 7. El campo magnetico del circuito magnetico 13 pasa en este caso tambien por las bobinas 6, 6' sobre los ramales centrales 4 de los sensores de reluctancia 2, 2' en la direccion representada con las flechas llenas en la figura 2a. A pesar del trayecto mas largo para las lmeas de campo del circuito magnetico 13 y de la resistencia al pasar por las bobinas inductivas 6, 6' en esta posicion de la cadena de articulacion 10 discurre la parte principal de 60 las lmeas de campo del circuito magnetico 13 a traves de los dientes internos 7 de los ramales de yugo derechos 5", y por tanto tambien mediante las bobinas inductivas 6, 6', dado que la resistencia magnetica durante un cortocircuito del circuito magnetico 13 a traves de los ramales de yugo izquierdos 5' de los sensores de reluctancia 2, 2' es mas alta a traves del circuito de cortocircuito 13'. Entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo izquierdos 5', en la posicion mostrada en la figura 2a de la cadena de articulacion 10 esta dispuesto un hueco de cadena, es decir el 65 espacio intermedio entre dos articulaciones de cadena 11, de manera que en este caso las lmeas de campo pueden

transmitirse solamente a traves del entrehierro grande del hueco de cadena entre los dientes internos ,7 as^ como parcialmente a traves de las bridas de cadena 12 estrechas laterales de la cadena articulada 10, y por tanto con una resistencia magnetica correspondientemente alta. A pesar de la resistencia magnetica mucho mas elevada entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo izquierdos 5', de manera correspondiente a la ley de Hopkinson tambien 5 un flujo magnetico mas reducido atraviesa el circuito de cortocircuito magnetico 13' a traves de los ramales de yugo izquierdos 5'.

Los imanes permanentes 9 en las puntas de los dientes externos 8 de los ramales de yugo derechos 5" generan a pesar de la resistencia magnetica a traves del hueco de cadena entre los imanes permanentes 9 en los dientes 10 externos 8 un campo magnetico adicional, el segundo circuito magnetico permanente 14, que esta cerrado a traves de la articulacion de cadena 11 entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo derechos 5" como circuito de cortocircuito magnetico 14', y se extiende de esta manera fundamentalmente solo a traves de los ramales de yugo derechos 5" de los dos sensores de reluctancia 2, 2'.

15 Durante un movimiento de la cadena articulada 10 en la direccion de marcha de cadena representada en la figura 2a a traves del contorno de flecha se modifica tambien la situacion de la articulacion de cadena 11 con respecto a los pares de dientes de los dientes internos 7 y dientes externos 8 de los ramales de yugo izquierdos y derechos 5', 5", y por tanto tambien la configuracion de los circuitos magneticos 13, 14. En el caso de un aumento de la reluctancia entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo derechos 5" y una reduccion simultanea de la reluctancia entre 20 los dientes internos 7 de los ramales de yugo izquierdos 5', el flujo magnetico se desplaza desde el circuito magnetico 13 a traves de las bobinas 6, 6' hacia el circuito de cortocircuito magnetico 13', hasta que fundamentalmente todo el flujo magnetico discurre a traves del circuito de cortocircuito 13'.

La figura 2b muestra el sensor de cadena 1 ya representado en la figura 2a con dos sensores de reluctancia 2, 2', 25 que estan dispuestos en perpendicular al eje de articulacion de la articulacion de cadena 11, por encima y por debajo de la cadena articulada 10. A diferencia de la representacion precedente del sensor de cadena 1, en la figura 2b la cadena articulada 10 sigue avanzado la mitad de una distancia de division (pitch [paso]) de la articulacion de cadena 11 en la direccion de la direccion de marcha de cadena. Mediante esta nueva posicion de la cadena articulada 10 el circuito magnetico 14 ahora esta cerrado a traves de los dientes internos 7 del ramal de yugo 30 izquierdo 5', extendiendose el circuito magnetico 14 partiendo de los imanes permanentes 9 en las puntas de los dientes externos derechos 8, entre los que se encuentra en esta posicion de la cadena articulada 10 una articulacion de cadena 11, y que reduce a un mmimo la resistencia magnetica frente a las lmeas de campo del circuito magnetico 14, a traves de los ramales de yugo derechos 5", los ramales centrales 4 y los dientes internos 7 de los ramales de yugo izquierdos 5' del sensor de reluctancia 2, 2' superior e inferior, asf como la articulacion de cadena 35 11 de la cadena articulada 10 posicionada entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo izquierdos 5'. En este caso el circuito magnetico inducido 14 por los imanes permanentes 9 pasa por las bobinas inductivas 6, 6' sobre los ramales centrales 4 de los sensores de reluctancia 2, 2' en una direccion opuesta frente a la direccion de campo magnetico representado en la figura 2a. Tambien aqu se configura a su vez a traves de los ramales de yugo derechos 5" un circuito de cortocircuito magnetico 14' cuyo flujo magnetico es inversamente proporcional a la 40 resistencia magnetica del circuito de cortocircuito 14' a traves de los dientes internos 7 de los ramales de yugo derechos 5".

El sensor de cadena 1 representado en las figuras 2a y 2b funciona de la misma manera con un sensor de reluctancia 2 individual cuyos circuitos magneticos 13,14 se cierran en cada caso a traves de la cadena articulada 45 10. Ademas, de la misma manera pueden emplearse las otras formas de realizacion del sensor de reluctancia 2 de las figuras 1b a 1d. Durante el empleo de solo un iman permanente 9 sobre el ramal central 4 de manera correspondiente a la forma de realizacion del sensor de reluctancia 2 en la figura 1c se producen dos circuitos magneticos 13, 14 a traves de los dientes externos 8 y dientes internos 7 del cuerpo de yugo 3 con flujo magnetico muy diferente de manera correspondiente a la reluctancia diferente a lo largo de estos circuitos magneticos 13, 14.

50

Durante un movimiento continuo de la cadena articulada 10 en la direccion de la direccion de marcha de cadena representada mediante el contorno de flecha en las figuras 2a y 2b entre los dos sensores de reluctancia 2, 2' del sensor de cadena 1 de acuerdo con la invencion las bobinas inductivas 6, 6' son atravesadas de manera alterna por los circuitos magneticos 13, 14, de manera que en las bobinas 6, 6' se genera una tension alterna. En este caso las 55 bobinas 6, 6' de los sensores de reluctancia 2, 2' en cada caso segun la demanda se conectan a la senal alterna en serie o en paralelo.

La tension alterna instalada en las bobinas inductivas 6, 6' de los sensores de reluctancia 2, 2' alcanza entonces su maximo cuando en cada caso entre los dientes internos 7 y dientes externos 8 de los circuitos magneticos 13, 14 60 respectivos estan posicionadas articulaciones de cadena 11 de la cadena articulada 10, y asf la resistencia magnetica o la reluctancia de los circuitos magneticos 13, 14 es la mas reducida. Dado que durante el funcionamiento de la cadena articulada 10 mediante el alargamiento de cadena condicionado por el desgaste se modifica la senal de tension alterna que se instala en las bobinas inductivas 6, 6', mediante una diferenciacion de la senal alterna puede posibilitarse una asociacion temporal mas exacta de la senal con respecto a la posicion de la 65 articulacion de cadena 10. Para la diferenciacion de la senal alterna pueden emplearse por ejemplo comparadores

15 con los que tanto puede filtrarse un ruido que se superpone a la tension alterna, o puede compensarse una pendiente de flanco solamente escasa de la tension alterna. Adicionalmente los comparadores 15 pueden impedir que la tension de senal se conmute con demasiada frecuencia y de manera demasiado irregular. Mediante comparadores de este tipo 15 se obtiene a partir de la tension alterna inducida originalmente una senal rectangular 5 clara para valorar el alargamiento de desgaste de cadena. En este caso la duracion de la senal rectangular es inversamente proporcional a la velocidad de la cadena articulada 10.

Un dispositivo para medir el alargamiento de cadena de acuerdo con la invencion de una cadena articulada 10 con dos sensores de cadena 1, que estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro y a traves de los cuales 10 durante el estado de funcionamiento puede atravesarse la cadena articulada 10 puede verse en la figura 3. En este dispositivo estan previstas adicionalmente varias unidades de visualizacion, un sistema indicador de funcionamiento 16, un sistema indicador de desgaste 17 de varios niveles, asf como un sistema indicador de emergencia 18, que puede estar configurado en una realizacion sencilla como diodos luminosos de colores. En este caso todo el dispositivo para medir el alargamiento de cadena de la cadena articulada 10 puede estar realizado como unidad 15 constructiva compacta que puede instalarse de manera sencilla tambien en instalaciones existentes con cadenas de accionamiento.

La representacion del dispositivo de acuerdo con la invencion en la figura 3 muestra tambien los circuitos magneticos 13, 14 a traves de los dos sensores de cadena 1. La posicion de la cadena articulada 10 con respecto al 20 sensor de cadena 1 previsto en el lado izquierdo del dispositivo en la figura 3 posibilita un cierre del circuito magnetico permanente 13 a traves de las bobinas 6, 6', asf como un corto circuito del circuito magnetico 14' a traves de los ramales de yugo derechos 5" de los sensores de reluctancia 2, 2' dispuestos en lados diferentes de la cadena articulada 10. Este estado de funcionamiento del sensor de cadena 1 esta descrito en detalle tambien ya con referencia a la Fig. 2A. Con respecto al sensor de cadena 1 en el lado derecho del dispositivo de la figura 3 la 25 cadena articulada 10 esta dispuesta de manera que entre los pares de dientes de los dientes internos 7 y dientes externos 8 en cada caso esta previsto en cada caso un hueco de cadena. Dado que en esta posicion de la cadena articulada 10 la resistencia magnetica entre los dientes internos 7 de los ramales de yugo izquierdos 5' y de los ramales de yugo derechos 5" es fundamentalmente igual el flujo magnetico se realiza partiendo de los imanes permanentes a traves de los circuitos de cortocircuito magneticos 13' y 14', de manera que un flujo magnetico no 30 pasa por las bobinas 6, 6' fundamentalmente. De manera correspondiente, en esta posicion de la cadena articulada 10 en las bobinas 6, 6' tampoco se induce una tension.

El dispositivo mostrado en la figura 3 para medir el alargamiento de cadena de una cadena 10 con al menos 2 sensores de cadena 1, que comprenden en cada caso al menos un sensor de reluctancia 2 puede estar equipado de 35 manera complementaria con sensores de temperatura, por ejemplo, un sensor de temperatura de infrarrojos para la medicion de la temperatura de la cadena articulada 10, asf como un sensor de temperatura adicional para la medicion de la temperatura del dispositivo de medicion. Mediante la determinacion de la temperatura de la cadena articulada 10, asf como del dispositivo de medicion en un calculo del alargamiento de cadena puede considerarse la modificacion de longitud condicionada por la temperatura de la cadena articulada 10 y la modificacion del 40 alargamiento de cadena de manera mas exacta y mas fiable. Ademas, el dispositivo de medicion de la figura 3 puede estar equipado adicionalmente con un sensor de aceleracion o un sensor de choque alternativo. Mediante varios sensores pueden fijarse diferentes estados de cadena que aparecen en la entrada de la cadena articulada 10 en el dispositivo de medicion, p.ej. articulaciones de cadena desfasadas entre sf o articulaciones de cadena ngidas debido a falta de lubricante, y se consideran durante el calculo del alargamiento de cadena o se someten al calculo 45 del alargamiento de cadena.

La figura 4 muestra la integracion del dispositivo de medicion de la figura 3 en un circuito de senales y de suministro de energfa. Durante un funcionamiento de la cadena articulada 10, en la direccion de marcha de cadena representada mediante el contorno de flecha, por medio del movimiento de la articulacion de cadena 10 a traves de 50 los dos sensores de cadena 1 en las bobinas 6, 6' de los sensores de reluctancia individuales 2, 2' se genera una tension alterna cuya cantidad y signo se modifica con el cambio de los circuitos magneticos permanentes 13, 14 mediante las bobinas 6, 6'.

La tension generada por las bobinas 6, 6', que de manera correspondiente a las demandas del dispositivo de 55 medicion pueden conectarse en serie o en paralelo, se alimenta al circuito de senales y de suministro de energfa 19 y de allf directamente se transmite al suministro de energfa 20, considerando el circuito de senales y de suministro de energfa 19 el desplazamiento de fases de las tensiones alternas generadas por los dos sensores de cadena 1 del dispositivo, asf como senal de medicion mediante comparadores correspondientes 15 al control 21. En este caso en los comparadores 15 se realiza una diferenciacion de la senal de tension alterna en una senal rectangular, que se 60 usa en el control 21 para determinar el alargamiento de cadena de la cadena articulada 10. A traves de la diferenciacion de la senal de tension alterna en los comparadores 15, ademas de la asociacion temporal exacta del cambio de los circuitos magneticos 13, 14 que pasan por las bobinas 6, 6' mediante la duracion de la senal rectangular tambien puede determinarse la velocidad de la cadena articulada 10. Esto posibilita calcular en el control 21 a traves de la distancia de los impulsos de conmutacion de los dos sensores de cadena 1 en relacion a la 65 velocidad de la cadena articulada 10, o de la duracion de las senales rectangulares una medida ineqrnvoca para la

longitud de cadena.

Tambien cuando la tension alterna generada en las bobinas 6, 6' de un sensor de cadena 1 con dos sensores de reluctancia 2, 2' posibilita una configuracion sencilla del circuito de senales y de suministro de energfa 19, con las 5 otras formas de realizacion mostradas en las figuras 1b a 1d de los sensores de reluctancia 2, y durante el empleo de solamente un sensor de reluctancia 2 para el sensor de cadena 1 a traves de la senal de tension tambien puede facilitarse una tension que se transmite a traves del circuito de senales y de suministro de energfa 19 al suministro de energfa 20 del dispositivo de medicion, y posibilita el funcionamiento autarquico del dispositivo de medicion.

10 De una comparacion del alargamiento de cadena actual con la longitud de cadena original almacenada en el control 21 resulta el alargamiento de cadena actual de la cadena articulada 10, que puede indicarse continuamente en el sistema indicador de desgaste 17, y que al superar un lfmite predeterminado puede emitir un aviso a traves del sistema indicador de emergencia 18, o puede interrumpir el funcionamiento de la cadena articulada 10. Al mismo tiempo el alargamiento de cadena puede emplearse como magnitud de control para la sincronizacion de la cadena 15 10 frente a los componentes accionados de las maquinas respectivas e instalaciones industriales.

A traves de la tension alterna transmitida por los dos sensores de cadena 1 al suministro de energfa 20 puede generarse la energfa necesaria para el funcionamiento del dispositivo de medicion mediante el dispositivo de medicion mismo, o los sensores de cadena 1 mismos. De manera correspondiente el dispositivo para medir el 20 alargamiento de cadena de acuerdo con la invencion tambien puede emplearse de manera general y reajustarse en las instalaciones existentes, sin tener que realizar en este caso modificaciones complejas de las instalaciones

existentes.

Lista de signos de referencia

25

1 sensor de cadena

2, 2' sensores de reluctancia

3 cuerpo de yugo

4 ramal central

5 ramal de yugo

30

5' ramal de yugo izquierdo

5" ramal de yugo derecho

6, 6' bobinas

7 diente interno

8 diente externo

35

9 imanes permanentes

10 cadena articulada

11 articulacion de cadena

12 bridas de cadena

13 circuito magnetico

40

13' circuito de cortocircuito

14 circuito magnetico

14' circuito de cortocircuito

15 comparador

16 sistema indicador de funcionamiento

45

17 sistema indicador de desgaste

18 sistema indicador de emergencia

19 circuito de senales y de suministro de energfa

20 suministro de energfa

21 control

50

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   I. Sensor de cadena (1) con al menos una bobina (6), caracterizado por que esta previsto al menos un primer sensor de reluctancia (2), el primer sensor de reluctancia (2) presenta un cuerpo de yugo (3) magneticamente

   5 conductor con un ramal central (4) y dos ramales de yugo (5) que se extienden a los lados de este, los ramales de yugo (5) estan provistos en cada caso con al menos dos dientes (7, 8), pudiendo disponerse los dientes (7, 8) de los ramales de yugo (5) a escasa distancia con respecto a una cadena y presentando el primer sensor de reluctancia (2) al menos un iman permanente (9).

   10 2. Sensor de cadena (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que estan previstos al menos dos imanes permanentes (9), en el que los dos imanes permanentes (9) estan dispuestos en cada caso sobre un ramal de yugo (5), con preferencia simetricamente con respecto al ramal central (4).
2. 3. Sensor de cadena (1) de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que los al menos dos imanes 15 permanentes (9) estan dispuestos en los dientes externos (8) de los ramales de yugo (5).
3. 4. Sensor de cadena (1) de acuerdo con la reivindicacion 2 o 3, caracterizado por que los imanes permanentes (9) dispuestos sobre los ramales de yugo (5) presentan en la direccion al ramal central (4) una misma direccion de polo.

   20 5. Sensor de cadena (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la al menos una bobina (6) esta dispuesta sobre el ramal central (4).
4. 6. Sensor de cadena (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la al menos una bobina (6) esta dispuesta sobre uno de los dientes (7, 8) de los ramales de yugo (5).

   25
5. 7. Sensor de cadena (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que esta previsto un segundo sensor de reluctancia (2'), el segundo sensor de reluctancia (2') presenta asimismo un cuerpo de yugo (3) magneticamente conductor con un ramal central (4) y dos ramales de yugo (5) que se extienden a los lados de este, cada ramal de yugo (5) esta provisto con dos dientes (7, 8) dirigidos a la cadena, en el que los dientes (7, 8) pueden

   30 disponerse a escasa distancia respecto a la cadena, y estan dirigidos al primer sensor de reluctancia (2).
6. 8. Sensor de cadena (1) de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que los ramales de yugo laterales (5) del primer y segundo sensor de reluctancia (2, 2') estan provistos en cada caso con un iman permanente (9), estando dispuestos los imanes permanentes (9) preferentemente en cada caso en los dientes externos (8) de los

   35 ramales de yugo (5), y en el que los imanes permanentes (9) sobre los ramales de yugo (5) del primer sensor de reluctancia (2) en la direccion hacia el ramal central (4) presentan una misma direccion de polo y los imanes permanentes (9) sobre los ramales de yugo (5) del segundo sensor de reluctancia (2') presentan una direccion de polo inversa.

   40 9. Sensor de cadena (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 para una cadena articulada (10) con una division uniforme entre las articulaciones de cadena (11), caracterizado por que el al menos un primer sensor de reluctancia (2) esta dispuesto en perpendicular al eje de articulacion de las articulaciones de cadena (11) en un lado de la cadena articulada (10), estando dirigidos los dientes (7, 8) de los ramales de yugo (5) del primer sensor de reluctancia (2) a la cadena articulada (10).

   45
7. 10. Sensor de cadena (1) de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado por que esta previsto un segundo sensor de reluctancia (2') que esta dispuesto en perpendicular al eje de articulacion de las articulaciones de cadena (11) en un lado enfrentado de la cadena articulada (10), estando dirigidos los dientes (7, 8) de los ramales de yugo (5) del segundo sensor de reluctancia (2') a la cadena articulada (10).

   50

   II. Sensor de cadena (1) de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que la distancia de los dientes (7, 8) asociados unos a otros de los primeros y segundos sensores de reluctancia (2, 2') es como maximo un 20 %, preferentemente como maximo un 10 %, mayor que el diametro de las articulaciones de cadena (11) de la cadena articulada (10).

   55
8. 12. Sensor de cadena (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que la distancia del diente externo (8) de uno de los ramales de yugo (5', 5") al diente interno (7) del otro ramal de yugo (5',5”) del primer o segundo sensor de reluctancia (2, 2') asciende fundamentalmente a un multiplo entero de la division entre las articulaciones de cadena (11) de la cadena articulada (10).

   60
9. 13. Dispositivo para medir el alargamiento de cadena de una cadena con al menos dos sensores de cadena (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro a lo largo de la cadena (10), y que estan conectados con una unidad de control (21) para recibir y procesar las senales de los dos sensores de cadena (1), caracterizado por que la al menos una bobina (6) prevista en cada sensor de cadena

   65 (1) genera una senal alterna.
10. 14. Procedimiento para medir el alargamiento de cadena de una cadena con al menos dos sensores de cadena (1), que estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro a lo largo de la cadena, cada sensor de cadena (1) comprende un cuerpo de yugo (3) magneticamente conductor con un ramal central (4) y dos ramales de yugo (5)

    5 que se extienden a los lados de este, con al menos dos dientes (7, 8) en cada caso que estan dirigidos a la cadena, al menos una bobina (6), que esta dispuesta sobre el ramal central, y al menos dos imanes permanentes (9) que estan dispuestos en cada caso sobre un ramal de yugo (5), con las etapas de:

    - configurar dos circuitos magneticos cerrados (13, 14) mediante cada sensor de cadena (1) por medio de los imanes permanentes (9), pasando el flujo de uno de los circuitos magneticos cerrados (13, 14) por la al menos

    10 una bobina (6) de manera alterna, mientras que el otro circuito magnetico cerrado (13, 14) en cada caso se grna en cortocircuito a traves del sensor de cadena (1);

    - mover la cadena (10) en una direccion a lo largo de los sensores de cadena (1);

    - cambiar periodicamente los circuitos magneticos (13, 14) cuyo flujo pasa por la al menos una bobina (6),

    - generar una tension alterna en las bobinas (6) de los sensores de cadena (1).

    15
11. 15. Procedimiento para medir el alargamiento de cadena de una cadena con al menos dos sensores de cadena (1), que estan dispuestos a una distancia uno respecto a otro a lo largo de la cadena, cada sensor de cadena (1) comprende un cuerpo de yugo (3) magneticamente conductor con un ramal central (4) y dos ramales de yugo (5) que se extienden a los lados de este, con al menos dos dientes (7, 8) en cada caso que estan dirigidos a la cadena,

    20 al menos una bobina (6), que esta dispuesta sobre uno de los dientes, y al menos un iman permanente (9), con las etapas de:

    - configurar dos circuitos magneticos cerrados (13', 14') de diferente reluctancia a traves de cada sensor de cadena (1) por medio del al menos un iman permanente (9), pasando el flujo del circuito magnetico cerrado (14') de reluctancia reducida por la al menos una bobina (6) al menos temporalmente;

    25 - mover la cadena (10) en una direccion a lo largo de los sensores de cadena (1);

    - cambiar periodicamente el circuito magnetico (14') cerrado de reluctancia reducida cuyo flujo pasa por la al menos una bobina (6) con un circuito magnetico (14') cerrado de alta reluctancia;

    - generar una variacion de tension en las bobinas (6) de los sensores de cadena (1).