WO2003004968A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der geradheit von führungsschienen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der geradheit von führungsschienen Download PDF

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WO2003004968A1
WO2003004968A1 PCT/CH2002/000355 CH0200355W WO03004968A1 WO 2003004968 A1 WO2003004968 A1 WO 2003004968A1 CH 0200355 W CH0200355 W CH 0200355W WO 03004968 A1 WO03004968 A1 WO 03004968A1
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WO
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guide rail
reference axis
distance
light
light detector
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PCT/CH2002/000355
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Inventor
Erich Pfenniger
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Inventio Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B19/00—Mining-hoist operation
    • B66B19/002—Mining-hoist operation installing or exchanging guide rails
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S33/00—Geometrical instruments
    • Y10S33/21—Geometrical instruments with laser

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the straightness of guide rails according to the definition of the claims.
  • Guide rails are used to guide objects such as the management of elevator cars. As a rule, several guide rails are connected to form a rail track. Elevator cabs are usually conveyed hanging on ropes and guided along the rail track via guide elements. The straightness of the guide rails is important here, so that driving comfort depends on it. Deviations from the straightness of the guide rails lead to vibrations in the elevator car. Especially with a long rail track and with fast elevator cars, e.g. Such vibrations are very noticeable in tall buildings and are perceived by passengers as disadvantageous.
  • document EP 0 498 051 discloses a method and a device according to which the distance of a guide rail with a distance detector to a frame is measured.
  • the frame is in contact with the via two spaced-apart guides
  • the distance detector and frame are connected to each other.
  • the distance detector is in contact with the guide rail via a roller and measures changes in distance between Guide rail and frame.
  • This measuring device is mounted on the elevator car and checks built-in guide rails in special test drives. A subsequent straightening device selectively corrects unevenness in the guide rail system, the respective guide rails being released from their attachment in the elevator shaft.
  • a disadvantage of this method and this device is the high effort involved in checking and straightening the guide rails.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device for determining the straightness of guide rails which are simple, quick and precise and which are compatible with proven techniques and standards of mechanical engineering.
  • the invention relates to a method and a device for determining the straightness of guide rails, a guide rail being oriented largely parallel to a reference axis. At least one light beam is emitted from a light source along the reference axis.
  • Light beam is detected by a light detector.
  • the light source or the light detector are moved on the guide rail.
  • the guide rail and reference axis are constantly spaced from each other and the dimensions of the guide rail are standardized.
  • a deflection of the Guide rail is called a change. des- distance between guide rail and reference axis determined.
  • a result of the deflection of the guide rail allows the dimensional accuracy of the guide rails to be recorded or, if necessary, a correction or post-processing of the dimensions of the guide rail before assembly.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of part of a first embodiment of a device for determining the straightness of guide rails
  • FIG. 2 shows a schematic view of a part of a second embodiment of a device for determining the straightness of guide rails
  • Fig. 3 is a spatially resolved diagram of the change in the distance between the guide rail and the reference axis determined with the device
  • Fig. 4 is a block diagram of the acquisition, forwarding and evaluation of image data and route data.
  • the device for determining the straightness of guide rails measures individual guide rails FS before assembly, for example before assembly in an elevator shaft.
  • the guide rails are, for example, T-beams made of steel with known standardized dimensions.
  • the length of the guide rails is FS. known and. is, for example, 5000mm.
  • "Height and width of the Guide rails FS are also known and are, for example, 88 mm or 16 mm.
  • the guide rail FS is placed on at least one support point. laid at least one edition AI, A2.
  • the guide rail FS to be measured is placed over two support points on two supports AI, A2, the two support points being close to the two ends of the guide rail FS.
  • the guide axis FS lies largely parallel to a reference axis AA 'on the two supports AI, A2. Between the support points, the guide rail FS bends under the force of gravity G due to its own weight.
  • the reference axis AA 'and the lines of force of gravity G are preferably perpendicular to one another.
  • the spacing of the supports AI, A2 from one another is known and, for example, is fixed and the distance between the support points and the ends of the guide rail FS is known and, for example, is fixed. The distance between the support points and the ends is advantageously chosen such that the
  • the exemplary embodiment of a device for determining the straightness of guide rails according to FIG. 1 is not essential for the implementation of the invention. It is also possible to place the guide rail over a single support point on a single support or over more than two support points on more than two supports.
  • the device for determining the straightness of guide rails has a light source LQ which emits at least one light steel.
  • the light beam is preferably sharply focused and of small diameter.
  • the light source LQ is preferably a laser, for example a laser in the range of the wavelengths visible to humans or an infrared laser.
  • the twist of a guide rail in the longitudinal direction can be determined.
  • the twist can also be determined with a light source and an elaborate algorithm by continuously recording or recording the geometric shape and center of gravity of the light point on the ground glass screen BS. is calculated.
  • the light source LQ is rigidly mounted on a first end of the guide rail FS.
  • the light source LQ is advantageously mounted on the guide rail FS via a tab R, the tab R e.g. is pressed against two lateral guide surfaces FF of the guide rail FS by means of screws RIO, Rll.
  • Light source LQ is emitted at a constant distance ⁇ - ⁇ Q to the guide rail FS and along the reference axis AA '.
  • the distance di Q is the distance between
  • Reference axis AA 'and an end face SF of the guide rail FS defined.
  • Other types of definition are possible.
  • the exemplary embodiment of a device for determining the straightness of guide rails 1 is not essential for the implementation of the invention. So it is also possible not to mount the light source on the guide rail but at a distance from the guide rail. It is also possible to mount the light source movably and / or to fix it at freely selectable positions on the guide rail.
  • the device for determining the straightness of guide rails has a light detector LD.
  • the light detector LD is mounted on a slide S and can be moved and / or freely on the slide S on the guide rail FS between a second end of the guide rail FS and the light source LQ at the first end of the guide rail FS selectable positions fixable.
  • the light detector LD is advantageously mounted on the slide S in such a way that the distance d D between the light detector LD and the guide rail FS is constant in all freely selectable positions on the guide rail FS.
  • the light detector LD allows detection of the light beam emitted by the light source LQ.
  • the distance d L Q of the light beam emitted by the light source LQ to the end face SF of the guide rail FS and the distance d D of a reference point of the light detector LD to the end face SF of the guide rail FS are the same size, for example both are aligned on the reference axis AA '.
  • the reference point is a center of the focusing screen BS or a zero point of the photo array AY.
  • the exemplary embodiment of a device for determining straightness 1 is not essential for the implementation of the invention. It is also possible to mount the light detector not on the guide rail but at a distance from the guide rail. It is also possible to rigidly mount the light source on the guide rail. Please note that at least one of the two units, either the light source or the light detector, is mounted on the guide rail to be measured.
  • the light detectors LD can be used, the light detectors LD detecting changes D in the distance between the guide rail FS and the reference axis AA '.
  • the light detector LD consists of a two-dimensional focusing screen BS with a downstream camera PA or photo camera as a recording device. This enables the straightness to be determined in the horizontal and vertical directions.
  • the light detector LD is a one-dimensional photo array PY with an elongated opening SZ.
  • the light detector LD digitally detects the light beam emitted by the light source LQ with a resolution of, for example, 1024x1024 pixels (focusing screen BS and camera PA) or 1024 pixels (photo array PY) as image data BD.
  • a resolution for example, 1024x1024 pixels (focusing screen BS and camera PA) or 1024 pixels (photo array PY) as image data BD.
  • Other, eg higher or lower resolutions are possible. He can also Those skilled in the art can use other known light detectors of digital and analog type, such as Charged Coupled Device (CCD), photodiodes, etc., which are not shown in detail here.
  • CCD Charged Coupled Device
  • the carriage S advantageously has a two-dimensional roller guide which runs in the longitudinal direction on the guide rail FS to be measured.
  • the ⁇ roller guide comprises at least one roller R1, R2, R3, R4, R5 which holds the slide S in contact with the guide rail FS.
  • two upper rollers R1, R2 run in a first plane on an end face SF of the guide rail FS, while on the left R3, R4 and on the right R5 lateral rollers in one second level on side guide surfaces FF the
  • Run guide rail FS Run guide rail FS.
  • the lateral rollers R3, R4, R5 are advantageously pressed against the guide surfaces FF of the guide rail FS by means of spring force in order to ensure that the roller guide or the slide S runs free of play in this plane.
  • a length position of the detected change D of the distance between the guide rail FS and the reference axis AA ' is advantageously detected. Every deflection detected is absolute as a distance to a zero point on the
  • the slide S for this purpose a transducer WA, wherein the transducer WA per length and time unit the distance of the slide S, for example with respect to a zero point, for example, the light source LQ of the guide rail FS at the first end or the second end the guide rail FS measures as path data WD.
  • the displacement sensor is an encoder.
  • the WA position transducer is optional.
  • the length position of the detected change D in the distance between the guide rail FS and the reference axis AA 'can also be detected using a ruler. The distance to one
  • the zero point of the guide rail can be read on the ruler and recorded as route data.
  • the position of the measuring slide can also be calculated from the size of the light spot on the BS focusing screen.
  • the position can also be determined by interference of the light source.
  • the carriage S advantageously has an angle piece WK, the angle piece WK being pivoted about at least one axis on the roller guide.
  • the light detector LD is fixed in place on this angle piece WK.
  • the angular position of the light detector LD in relation to the direction of the light beam emitted by the light source LQ can be adjusted via the angle piece WK by means of adjusting means WKJ. Any adjustment means such as
  • Cage suspensions, frames, screws, etc. can be used.
  • An optical filter between light source LQ and light detector LD can optionally be fixed to the slide.
  • the light source LQ and light detector LD are advantageously arranged in alignment along the reference axis AA 'of the direction of the light beam emitted by the light source LQ.
  • the light beam emitted by the light source LQ strikes Advantageously at an angle of less than 90 ° to the camera PA or the photo camera in order to avoid mirror effects on the optics of the camera PA or the photo camera.
  • an angle of incidence of the light beam emitted by the light source LQ on the camera PA or the photo camera can be set via the pivotable angle piece WK.
  • the type of recording of the image data BD or path data WD takes place continuously or discontinuously.
  • the carriage S is advantageously guided along the guide rail FS at a constant speed, e.g. by means of a drive, while per freely selectable length and time unit
  • Image data BD from the light detector LD and path data WD from the position sensor WA are recorded.
  • the data acquisition takes place e.g. in regular or irregular length segments or time intervals.
  • image data BD are acquired every 10 cm, preferably every 2 cm, preferably every 5 mm.
  • the carriage S is advantageously guided to a certain freely selectable position of the guide rail FS in order to transfer image data BD from the .
  • _ Detect light detector LD -.- A displacement sensor is useful for such discontinuous operation but not necessary.
  • a displacement transducer instead of a displacement transducer, it is possible to place a ruler on the guide rail FS and, according to this ruler, to image data BD by the light detector LD at intervals of, for example, 50 cm, preferably 5 cm, preferably 5 mm.
  • Deflection of the guide rail FS can thus be recorded in incremental steps and digitized as absolute positions over the length of the guide rail FS. Unevenness of the guide rail FS " can thus be localized very precisely as length positions. With knowledge of the present invention, the person skilled in the art is free to choose from many ways of variation in the type of recording of the image data BD or path data WD.
  • Image data AB ascertained by the light detector LD are forwarded to an evaluation unit AE and path data WD ascertained by the position transducer are sent to the
  • Evaluation unit AE forwarded. This forwarding takes place in a variety of ways, e.g. by signal cable, or wirelessly, or by transport of image data BD or path data WD, etc. stored on a storage medium.
  • the evaluation unit AE is advantageously a commercially available computer with a central processing unit, at least one memory and communication interfaces, etc.
  • the change D of the distance is in the evaluation unit AE between guide rail FS and reference axis AA 'calculated spatially resolved. Standard software can be used for this.
  • the result E of this calculation can be further processed as result data ED, for example stored or graphically represented.
  • 3 shows a resulting exemplary diagram of the change D in the distance between the guide rail FS and the reference axis AA 'in spatial resolution over the length L of a guide rail FS.
  • the change D at a length L of 5 m is around 0.5 mm.
  • Evaluation unit AE is stored, which enables automatic selection of guide rails with regard to straightness.
  • the change D in the distance between the reference axis AA 'and the guide rail FS can be admissible (YES) or inadmissible for each point on the guide rail FS
  • the relative deviations obtained are made available to the fitter, who thereby receives information about localized unevenness of the guide rail FS, in which direction and by what amount the guide rail FS must be aligned so that the guide rail FS corresponds to the selected permissible deflection.
  • the guide cards FS are only aligned if the result E exceeds the permissible deflection. This means that on the one hand the guide rail FS only has to be reworked as precisely as necessary and expensive message time " is saved, on the other hand, no vibrations impairing driving comfort are transmitted from the guide rail FS to the elevator car.
  • Localized oddities of the guide rail FS are aligned by the installer, for example according to a correction protocol in a post-processing unit NB on the basis of the result E with result data ED.
  • the result data allow precise diagrams as well as concrete alignment suggestions, so that the fitter can quickly and precisely align the guide rail FS.
  • This post-processing can in turn be checked by the device for determining the straightness. It is also possible to display the correction or the result of the correction “online”, i.e. in real time, for example on a monitor M.
  • FIG. 1 In the embodiment according to FIG.
  • Monitor M Part of a mobile computer, for example a handheld, which receives result data ED, for example via signal cables, for example wirelessly by radio.
  • the evaluation unit AE and the monitor M it is possible to implement the evaluation unit AE and the monitor M in a mobile computer, for example in a handheld. Overall, the quality of the alignment work is significantly increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen (FS), wobei eine Führungsschiene (FS) weitgehend parallel zu einer Referenzachse (AA') orientiert wird, von einer Lichtquelle (LQ) mindestens ein Lichtstahl entlang der Referenzachse (AA') emittiert wird, der Lichtstrahl von einem Lichtdetektor (LD) detektiert wird, wobei die Lichtquelle (LQ) oder der Lichtdetektor (LD) auf der Führungsschiene verschoben werden, und die Durchbiegung und Verwindung der Führungsschiene (FS) als Änderungen des Abstandes zwischen Führungsschiene (FS) und Referenzachse (AA') erfasst wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss der Definition der Patentansprüche.
Führungsschienen dienen der Führung von Gegenständen wie z.B. der Führung von Aufzugskabinen. In der Regel werden mehrere Führungsschienen zu einem Schienenstrang, verbunden. Aufzugskabinen werden in der Regel an Seilen hängend gefördert und über Führungselemente entlang des Schienenstranges geführt. Dabei kommt der Geradheit der Führungsschienen Bedeutung zu, als dass davon der Fahrkomfort abhängt. Abweichungen von der Geradheit der Führungssphienen führen zu Erschütterungen in der Aufzugskabine . Gerade bei einem langen Schienenstrang sowie bei schnellen Aufzugskabinen, z.B. in hohen Häusern machen sich solche Erschütterungen stark bemerkbar und werden von den Fahrgästen als nachteilig wahrgenommen.
Als nächster Stand der Technik offenbart das Dokument EP 0 498 051 ein Verfahren und eine Vorrichtung, wonach der Abstand einer Führungsschiene mit einem Abstandsdetektor zu einem Rahmen gemessen wird. Der Rahmen ist über zwei zueinander beabstandete Führungen im Kontakt mit der
Führungsschiene und wird über die Führungsschiene bewegt. Abstandsdetektor und Rahmen sind miteinander verbunden. Der Abstandsdetektor ist über eine Rolle im Kontakt mit der Führungsschiene und misst Abstandsänderungen zwischen Führungsschiene und Rahmen. Diese Messeinrichtung wird auf die Aufzugskabine montiert und überprüft eingebaute Führungsschienen in speziellen Prüffahrten. Eine nachfolgende Begradigungsvorrichtung korrigiert punktuell Ungeradheiten im Führungsschienensystem, wobei die jeweiligen Führungsschienen aus ihrer Befestigung im Aufzugsschacht gelöst werden.
Nachteilig an diesem Verfahren und dieser Vorrichtung ist der hohe Aufwand, der mit der Überprüfung und Begradigung der Führungsschienen verbunden ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen zu liefern, die einfach, rasch und präzise sind und die mit bewährten Techniken und Standards des Maschinenbaus kompatibel sind.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäss der Definition der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen, wobei eine Führungsschiene weitgehend parallel zu einer Referenzachse orientiert wird. Von einer Lichtquelle wird mindestens ein Lichtstrahl entlang der Referenzachse emittiert. Der
Lichtstrahl wird von einem Lichtdetektor detektiert. Die Lichtquelle oder der Lichtdetektor werden auf der Führungsschiene verschoben. Führungsschiene und Referenzachse sind zueinander konstant beabstandet und die Baumasse der Führungsschiene sind normiert. Eine Durchbiegung der Führungsschiene wird als Änderung . des- Abstandes zwischen Führungsschiene und Referenzachse ermittelt. Ein Ergebnis der Durchbiegung der Führungsschiene erlaubt ein Erfassen der Masshaltigkeit der Führungsschienen bzw. falls nötig, eine Korrektur resp. eine Nachbearbeitung der Abmasse der Führungsschiene vor der Montage.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Aus=führungsbeispielen gemäss den Fig. 1 bis 4 im Detail erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Teiles einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen, Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Teiles einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen,
Fig. 3 ein mit der Vorrichtung ermitteltes ortsaufgelöstes Diagramm der Änderung des Abstandes zwischen Führungsschiene und Referenzachse, und
Fig. 4 ein Blockdiagramm der Erfassung, Weiterleitung und Auswertung von Bilddaten und Wegdaten.
Die Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen vermisst einzelne Führungsschienen FS vor einer Montage z.B. vor einer Montage in einem Aufzugsschacht . Die Führungsschienen sind z.B. T-Träger aus Stahl mit bekannten normierten Abmassen. Die Länge der Führungsschienen FS ist. bekannt und. beträgt z.B. 5000mm." Höhe und Breite der Führungsschienen FS sind ebenfalls bekannt und betragen z.B. 88mm respektive 16mm. Die Führungsschiene FS wird über mindestens einen Auflagepunkt auf. indestens eine Auflage AI, A2 gelegt. In der beispielhaften Ausführungsfor einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 wird die zu vermessende Führungsschiene FS über zwei Auflagepunkte auf zwei Auflagen AI, A2 gelegt, wobei die beiden Auflagepunkte nahe der beiden Enden der Führungsschiene FS sind. Vorteilhafterweise liegt die Führungsachse FS weitgehend parallel zu einer Referenzachse AA' auf den beiden Auflagen AI, A2. Zwischen den Auflagepunkten biegt sich die Führungsschiene FS aufgrund ihres Eigengewichtes unter der Schwerkraft G durch. Die Referenzachse AA' und die Kraftlinien der Schwerkraft G stehen vorzugsweise senkrecht zueinander. Vorteilhafterweise ist der Abstand der Auflagen AI, A2 zueinander bekannt und z.B. fest vorgegeben und es ist der Abstand zwischen den Auflagepunkten und den Enden der Führungsschiene FS bekannt und z.B. fest vorgegeben. Vorteilhaftweise wird der Abstand der Auflagepunkte zu den Enden so gewählt, dass die
Durchbiegung verursacht durch die Schwerkraft G möglichst gering wird. Die theoretische Durchbiegung verursacht durch die Schwerkraft G kann mittels einer Auswerteeinheit AE kompensiert werden. Die beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 ist nicht zwingend für die Realisierung der Erfindung. So ist es auch möglich, die Führungsschiene über einen einzigen Auflagepunkt auf nur eine einzige Auflage bzw. auf über mehr als zwei Auflagepunkte auf mehr als zwei Auflagen zu legen. Die Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen weist eine Lichtquelle LQ auf, welche mindestens einen Lichtstahl aussendet. Vorzugsweise ist der Lichtstrahl scharf gebündelt und von geringem Durchmesser. Vorzugsweise ist die Lichtquelle LQ ein Laser, z.B. ein Laser im Bereich der für Menschen sichtbaren Wellenlängen bzw. ein Infrarotlaser.
Bei der Verwendung von zwei Lichtstrahlen kann die Verwindung einer Führungsschiene in Längsrichtung bestimmt werden. Die Verwindung kann auch mit einer Lichtquelle und einem aufwendigen Algorithmus ermittelt werden, indem kontinuierlich die geometrische Form und Schwerpunkt des - Lichtpunktes auf dem Mattscheibe BS erfasst resp. errechnet wird.
In der beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 wird die Lichtquelle LQ an einem ersten Ende der Führungsschiene FS starr montiert. Vorteilhafterweise ist die Lichtquelle LQ über einen Reiter R auf der Führungsschiene FS montiert, wobei der Reiter R z.B. über Schrauben RIO, Rll gegen zwei seitliche Führungsflächen FF der Führungsschiene FS gepresst wird. Vorzugsweise wird der Lichtstrahl von der
Lichtquelle LQ im konstanten Abstand ά-^Q zur Führungsschiene FS und entlang der Referenzachse AA' emittiert.
Beispielsweise wird der Abstand diQ als Distanz zwischen
Referenzachse AA' und einer Stirnfläche SF der Führungsschiene FS definiert. Andere Arten der Definition sind möglich. Die beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen ge äss Fig. 1 ist nicht zwingend für die Realisierung der Erfindung. So ist es auch möglich, die Lichtquelle nicht auf der Führungsschiene, sondern beabstandet zur Führungsschiene zu montieren. Auch ist es möglich, die Lichtquelle bewegbar und/oder an frei wählbaren Positionen fixierbar auf der Führungsschiene zu montieren.
Die Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen weist einen Lichtdetektor LD auf. I ' der beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum
Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 ist der Lichtdetektor LD auf einen Schlitten S montiert und über den Schlitten S auf der Führungsschiene FS zwischen einem zweiten Ende der Führungsschiene FS und der Lichtquelle LQ am ersten Ende der Führungsschiene FS bewegbar und/oder an frei wählbaren Positionen fixierbar. Vorteilhafterweise ist der Lichtdetektor LD so auf dem Schlitten S montiert, dass der Abstand d D zwischen Lichtdetektor LD und Führungsschiene FS bei allen frei wählbaren Positionen auf der Führungsschiene FS konstant ist. Der Lichtdetektor LD erlaubt eine Detektion des von der Lichtquelle LQ emittierten Lichtstrahles. Vorteilhafterweise sind der Abstand dLQ des von der Lichtquelle LQ emittierten Lichtstrahls zur Stirnfläche SF der Führungsschiene FS und der Abstand d D eines Referenzpunktes des Lichtdetektors LD zur Stirnfläche SF der Führungsschiene FS gleich gross, z.B. liegen beide fluchtend auf der Referenzachse AA' . Z.B. ist der Referenzpunkt ein Zentrum der Mattscheibes BS respektive ein Nullpunkt des Photoarrays AY. Die beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 ist nicht zwingend für die Realisierung der Erfindung. So ist es auch möglich, den Lichtdetektor nicht auf der Führungsschiene, sondern beabstandet zur Führungsschiene zu montieren. Auch ist es möglich, die Lichtquelle starr auf der Führungsschiene zu montieren. Hierbei ist zu beachten, dass mindestens eine der beiden Einheiten, entweder die Lichtquelle oder der Lichtdetektor auf der zu messenden Führungsschiene montiert ist.
Da die Durchbiegung der Führungsschiene FS aufgrund ihres Eigengewichtes entlang der Kraftlinien der Schwerkraft G erfolgt, lassen sich ein- bzw. zweidimensionale Lichtdetektoren LD verwenden, wobei die Lichtdetektoren LD Änderungen D des Abstandes zwischen Führungsschiene FS und Referenzachse AA' detektieren. In der beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 besteht der Lichtdetektor LD aus einer zweidimensionalen Mattscheibe BS mit einem nachgeschalteten Photoapparat PA bzw. Photokamera als Aufzeichnungsgerät . Dies ermöglicht die Bestimmung der Geradheit in horizontaler und vertikaler Richtung. In der beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 2 ist der Lichtdetektor LD ein eindimensionales Photoarray PY mit einer länglichen Öffnung SZ. Vorteilhafterweise erfasst der Lichtdetektor LD den von der Lichtquelle LQ emittierten Lichtstrahl digital mit einer Auflösung von z.B. 1024x1024 Bildpunkten (Mattscheibe BS und Photoapparat PA) bzw. 1024 Bildpunkten (Photoarray PY) als Bilddaten BD. Andere, z.B. höhere oder tiefere Auflösungen sind möglich. Auch kann der Fachmann andere, hier nicht im Detail gezeigte bekannte -Lichtdetektoren digitaler- und analoger Art, wie Charged Coupled Device (CCD) , Photodioden, usw. verwenden.
Vorteilhafterweise weist der Schlitten S eine zweidimensionale Rollenführung auf, die in Längsrichtung auf der zu vermessenden Führungsschiene FS läuft. Die ■ Rollenführung umfasst mindestens eine Rolle Rl, R2, R3, R4, R5 die den Schlitten S im Kontakt mit der Führungsschiene FS hält. In den beiden beispielhaften Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 und 2 laufen zwei obere Rollen Rl , R2 in einer ersten Ebene auf einer Stirnfläche SF der Führungsschiene FS, während links R3, R4 und rechts R5 laterale Rollen in einer zweiten Ebene auf seitlichen Führungsflächen FF der
Führungsschiene FS laufen. Vorteilhafterweise werden die lateralen Rollen R3, R4, R5 mittels Federkraft gegen die Führungsflächen FF der Führungsschiene FS gepresst, um einen spielfreien Lauf der Rollenführung bzw. des Schlittens S in dieser Ebene sicherzustellen.
Vorteilhafterweise wird eine Längenposition der detektierten Änderung D des Abstandes zwischen Führungsschiene FS und Referenzachse AA' erfasst. Jede detektierte Durchbiegung wird absolut als Entfernung zu einem Nullpunkt auf der
Führungsschiene FS positioniert. Vorteilhafter'weise weist der Schlitten S hierfür einen Wegaufnehmer WA auf, wobei der Wegaufnehmer WA pro Längen- und Zeiteinheit den Abstand des Schlittens S z.B. in bezug auf einen Nullpunkt, z.B. die Lichtquelle LQ am ersten Ende der Führungsschiene FS bzw. auf das zweite Ende der Führungsschiene FS als Wegdaten WD misst. Beispielsweise ist der Wegaufnehmer ein Encoder. Der Wegaufnehmer WA ist optional. Beispielsweise ist die Erfassung der Längenposition der detektierten Änderung D des Abstandes zwischen Führungsschiene FS und Referenzachse AA' auch durch ein Lineal möglich. Die Entfernung zu einem
Nullpunkt der Führungsschiene lässt sich am Lineal ablesen und als Wegdaten erfassen. Die Position des Messschlittens lässt sich auch durch die Grosse des Lichtpunktes auf der Mattscheibe BS errechnen. Ebenso kann die Position durch Interferenz der Lichtquelle ermittelt werden.
Vorteilhafterweise weist der Schlitten S ein Winkelstück WK auf, wobei das Winkelstück WK um mindestens eine Achse schwenkbar an der Rollenführung angelenkt ist. In den beiden beispielhaften Ausführungsformen einer Vorrichtung zum
Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 und 2 ist der Lichtdetektor LD auf diesem Winkelstück WK ortfest gelagert. Über das Winkelstück WK ist die Winkellage des Lichtdetektors LD in bezug auf die Richtung des von der Lichtquelle LQ emittierten Lichtstrahles über Justiermittel WKJ einstellbar. Beliebige Justiermittel wie
Käfigaufhängungen, Gestelle, Schrauben, usw. sind einsetzbar. Optional ist ein optischer Filter zwischen Lichtquelle LQ und Lichtdetektor LD am Schlitten fixierbar.
Vorteilhafterweise sind Lichtquelle LQ und Lichtdetektor LD fluchtend entlang der Referenzachse AA' der Richtung des von der Lichtquelle LQ emittierten Lichtstrahles angeordnet. In der beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen gemäss Fig. 1 trifft der von der Lichtquelle LQ emittierte Lichtstrahl vorteilhafter Weise unter einem Winkel kleiner als 90° auf den Photoapparat PA bzw. die Photokamera, um Spiegeleffekte auf der Optik des Photoapparates PA bzw. der Photokamera zu vermeiden. Vorteilhafterweise ist ein Auftreffwinkel des von der Lichtquelle LQ emittierten Lichtstrahles auf dem Photoapparat PA bzw. der Photokamera, über das schwenkbare Winkelstück WK einstellbar.
Die, Art der Aufnahme der Bilddaten BD respektive Wegdaten WD erfolgt kontinuierlich bzw. diskontinuierlich.
Bei einer kontinuierlichen Erfassung von Bilddaten BD respektive Wegdaten WD wird der Schlitten S vorteilhafter Weise mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang der Führungsschiene FS geführt, z.B. mittels eines Antriebes, während pro frei wählbare Längen- und Zeiteinheit
Bilddaten BD vom Lichtdetektor LD respektive Wegdaten WD vom Wegaufnehmer WA erfasst werden. Natürlich ist es auch möglich, den Schlitten S für die Datenerfassung anzuhalten und dann an eine weitere Position auf der Führungsschiene FS zu führen. Die Datenerfassung erfolgt z.B. in regelmässigen bzw. unregelmässigen Längenabschnitten bzw. Zeitintervallen. Beispielsweise werden alle 10 cm, bevorzugt alle 2 cm, bevorzugt alle 5 mm Bilddaten BD erfasst .
Bei einer diskontinuierlichen Erfassung von Bilddaten BD respektive Wegdaten WD wird der Schlitten S vorteilhafter Weise an bestimmte frei wählbare Position der Führungsschiene FS geführt, um Bilddaten BD vom ._ Lichtdetektor LD zu erfassen-.- Bei einem solchen diskontinuierlichen Betrieb ist ein Wegaufnehmer nützlich aber nicht notwendig. Beispielsweise ist es möglich anstatt eines Wegaufnehmers ein Lineal an die Führungsschiene FS anzulegen und gemäss diesem Lineal Bilddat.en BD vom Lichtdetektor LD in Abständen von z.B. 50 cm, bevorzugt 5cm, bevorzugt 5mm zu erfassen. Die
Durchbiegung der Führungsschiene FS lässt sich somit in inkrementalen Schritten erfassen und als Absolut- Positionen über die Länge der Führungsschiene FS digitalisieren. Ungeradheiten der Führungsschiene FS "lassen sich so sehr exakt als Längenpositionen lokalisieren. Dem Fachmann stehen bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung bei der Art der Aufnahme der Bilddaten BD respektive Wegdaten WD viele Möglichkeiten der Variation frei.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm der Erfassung, Weiterleitung und Auswertung von Bilddaten BD respektive Wegdaten WD. Vom Lichtdetektor LD ermittelte Bilddaten AB werden an eine Auswerteeinheit AE weitergeleitet und vom Wegaufnehmer ermittelte Wegdaten WD werden an die
Auswerteeinheit AE weitergeleitet. Diese Weiterleitung erfolgt auf vielfältige Art und Weise, z.B. per Signalkabel, bzw. schnurlos, bzw. per Transport von auf einem Speichermedium gespeicherten Bilddaten BD respektive Wegdaten WD, usw.. Die Auswerteeinheit AE ist vorteilhafter Weise ein handelsüblicher Rechner mit zentraler Recheneinheit, mindestens einem Speicher und Kommunikationsschnittstellen, usw..
Ausgehend von diesen Bilddaten BD respektive Wegdaten WD wird in der Auswerteeinheit AE die Änderung D des Abstandes zwischen Führungsschiene FS und Referenzachse AA' ortsaufgelöst berechnet. Hierzu lässt sich Standardsoftware verwenden. Das Ergebnis E dieser Berechnung lässt sich als Ergebnisdaten ED weiterverarbeiten, z.B. speichern, bzw. graphisch darstellen. Fig. 3 zeigt ein resultierendes beispielhaftes Diagramm der Änderung D des Abstandes zwischen Führungsschiene FS und Referenzachse AA' in Ortsauflösung über die Länge L einer Führungsschiene FS. Zum Beispiel beträgt die Änderung D bei einer Länge L von 5 m rund 0,5 mm. Zudem sind die zulässige Geradheitsabweichung in der
Auswerteeinheit AE hinterlegt, welches eine selbsttätige Selektion von Führungsschienen bezüglich Geradheit ermöglicht.
Es ist dabei vorgesehen, eine maximal zulässige Durchbiegung bzw. eine frei einstellbare zulässige Durchbiegung vorzugeben. Auf der Basis einer solchen zulässigen Durchbiegung lässt sich für jede Stelle der Führungsschiene FS die Änderung D des Abstandes zwischen Referenzachse AA' und Führungsschiene FS als zulässig (YES) bzw. unzulässig
(NO) berechnen. Die erhaltenen relativen Abweichungen werden dem Monteur zur Verfügung gestellt, welcher dadurch eine Information über lokalisierte Ungeradheiten der Führungsschiene FS erhält, in welche Richtung und um welchen Betrag die Führungsschiene FS ausgerichtet werden muss, damit die Führungsschiene FS der gewählten zulässigen Durchbiegung entspricht. Vorteilhafterweise wird die Führungsscheine FS nur dann ausgerichtet, falls das Ergebniss E die zulässige Durchbiegung überschreitet. Damit wird erreicht, dass einerseits die Führungsschiene FS nur so genau wie nötig nachgearbeitet werden muss und teuere Nachrichtzeit " eingespart wird, anderseits doch keine den Fahrkomfort beeinträchtigenden Erschütterungen von der Führungsschiene FS auf die Aufzugskabine übertragen werden.
Lokalisierte Ungeradheiten der Führungsschiene FS werden vom Monteur z.B.. nach einem Korrekturprotokolls in einer Nachbearbeitungseinheit NB auf der Basis des Ergebnisses E mit Ergebnisdaten ED ausgerichtet. Die Ergebnisdaten erlauben präzise Diagramme sowie konkrete Ausrichtvorschläge, sodass der Monteur die Führungsschiene FS präzise und rasch nachrichten kann. Diese Nachbearbeitung kann wiederum von der Vorrichtung zur Bestimmung der Geradheit überprüft werden. Auch ist es möglich, die Korrektur bzw. das Ergebnis der Korrektur „Online" d.h. in Echtzeit, z.B. auf einem Monitor M anzuzeigen. In der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist der
Monitor M Teil eines mobilen Computers, z.B. eines Handheld, welcher z.B. über Signalkabel, z.B. schnurlos per Funk Ergebnisdaten ED erhält. Prinzipiell ist es möglich, die Auswerteeinheit AE und den Monitor M in einem mobilen Computer z.B. in einem Handheld zu realisieren. Insgesamt wird dadurch die Qualität der Ausricht-Arbeit bedeutend erhöht .
Bezugszeichenliste
AA' Referenzachse
AE Auswerteeinheit
AI , A2 Auflagen
BS Mattscheibe
.D Abstandsänderung zwischen Referenzachse und
Führungsschiene c ~ Abstand zwischen Lichtdetektor und Führungsschiene dLQ Abstand zwischen Lichtquelle und Führungsschiene
10 E Ergebnis
ED Ergebnisdaten
FF Führungsflächen
FS Führungsschiene
G Schwerkraft
15 L Länge
LD Lichtdetektor
LQ Lichtquelle
NB Nachbearbeitungseinheit
PA Photoapparat
20 PY Photoarray
R Reiter
Rl, R2, R3, R4,R5 Rollen
RIO, Rll Schrauben
S Schlitten
25 SF Stirnfläche
SZ Messöffnung
WA Wegaufnehmer
WD Wegdaten
WK Winkelstück
30. WKJ Justiermittel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen der Geradheit der Führungsschienen (FS) eines Personen- oder Lastenaufzugs, bei dem eine Führungsschiene (FS) weitgehend parallel zu einer Referenzachse (AA' ) orientiert wird, von einer Lichtquelle (LQ) mindestens ein Lichtstahl entlang der Referenzachse (AA' ) emittiert wird, der Lichtstrahl von einem Lichtdetektor (LD) detektiert ' wird, wobei die Lichtquelle (LQ) oder der Lichtdetektor (LD) auf der Führungsschiene verschoben werden, und eine Durchbiegung der Führungsschiene (FS) als Änderung (D) des Abstandes zwischen Führungsschiene (FS) und Referenzachse (AA' ) erfasst wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl von der Lichtquelle (LQ) im konstanten Abstand (dLς) zur Führungsschiene (FS) emittiert wird und bei fehlender Durchbiegung der Führungsschiene (FS) im konstanten Abstand (dio) zur
Führungsschiene (FS) vom Lichtdetektor (LD) detektiert wird.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (D) des Abstandes zwischen Führungsschiene (FS) und Referenzachse (AA' ) vom Lichtdetektor (LD) als Bilddaten (BD) pro Längen- und Zeiteinheit detektiert werden und/oder dass eine Längenposition der auf der Führungsschiene (FS) detektierten Änderung (D) des Abstandes zwischen Führungsschiene (FS) und Referenzachse (AA' ) als Wegdaten (WD) aufgenommen wird.
4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vom Lichtdetektor (LD) detektierte Bilddaten (BD) und dass Wegdaten (WD) an eine ■ Auswerteeinheit (AE) weitergeleitet werden.
5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (AE) , basierend auf den Bilddaten (BD) und Wegdaten (WD) , die Änderung (D) des Abstandes zwischen Führungsschiene (FS) und Referenzachse (AA' ) zu einem Ergebnis (E) mit Ergebnisdaten (ED) berechnet wird und als lokalisierte
Ungeradheit der Führungsschiene (FS) identifiziert wird.
6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalisierte Ungeradheit der Führungsschiene (FS) in einer Nachbearbeitungseinheit (NB) auf der Basis des Ergebnisses (E) mit Ergebnisdaten (ED) ausgerichtet wird.
7. Vorrichtung zum Bestimmen der Geradheit von Führungsschienen (FS) eines Personen- oder
Lastenaufzugs, mit mindestens einer Auflage (AI, A2) zum
Auflegen der Führungsschiene (FS) weitgehend parallel zu einer Referenzachse (AA' ) , einer Lichtquelle" (LQ) , die mindestens einen Lichtstahl- entlang der Referenzachse (AA' ) emittiert, einem Lichtdetektor (LD) , der diesen Lichtstrahl detektiert und ' , eine Durchbiegung der Führungsschiene ( FS ) als Änderung
( D) des Abstandes zwischen Führungsschiene ( FS ) und Referenzachse (AA' ) erfasst , dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtquelle (LQ) und/ oder der Lichtdetektor
(LD) auf der Führungsschiene ( FS) angeordnet sind.
8 . Vorrichtung gemäss Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtquelle (LQ) starr auf der Führungsschiene ( FS ) montiert ist und dass der Lichtdetektor (LD) bewegbar auf der Führungsschiene ( FS ) angeordnet ist .
9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 7 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdetektor (LD) eine Mattscheibe (BS ) und ein nachgeschalteter Photoapparat ( PA) ist oder dass der Lichtdetektor (LD) ein Photoarray ( PY) ist .
10. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegaufnehmer (WA) die Längenposition der auf der Führungsschiene (FS) detektierten Änderung (D) des Abstandes zwischen Führungsschiene (FS) und Referenzachse (AA' ) als Wegdaten (WD) aufnimmt.
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