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Die Erfindung betrifft eine Zugmesseinrichtung zum Ermitteln einer Zugbelastung an zumindest einem stillstehenden oder zumindest einem bewegten Trag- oder Zugorgan sowie ein Verfahren zur Zugkraftmessung an einem stillstehenden oder bewegten Trag- oder Zugorgan.
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Zugmesseinrichtungen sowie Verfahren zur Zugkraftmessung an stillstehenden und bewegten Trag- oder Zugorganen sind im Stand der Technik bekannt. Trag- oder Zugorgane können hierbei Trageinrichtungen, wie Lastseile, Bänder, Gurte, Gliederketten etc. sein oder Spannelemente, wie Abspannseile von Masten etc., Tragelemente wie Tragseile von Seilbahnen, aber auch Transport- und Förderbänder. Bei Trag- oder Zugorganen ist es zur Abschätzung, ob diese die gerade aktuelle oder auch eine dauerhafte Belastung ertragen, ohne zerstört oder zumindest beschädigt zu werden, durchaus erforderlich, zu ermitteln, mit welcher Belastung bzw. welchem Belastungsgrad diese in Maschinen, Anlagen, Bauwerken und anderen Gewerken beansprucht werden. Häufig tritt die Problematik auf, dass aus konstruktiven oder anderen Gründen eine direkte Zuglastmessung bzw. Zugkraftmessung an einem der beiden Enden des jeweiligen Trag- oder Zugorgans nicht durchgeführt werden kann, da dieses nicht zugänglich ist. Gerade bei Tragorganen, Spannelementen, Förderbändern und Tragelementen kann sich die auf diese einwirkende Belastung bzw. der Belastungsgrad durch Variablen, wie die Nutzlast, die Fördergeschwindigkeit, die Hub- bzw. Senkbewegung bzw. auch die Anzahl der Lastpunkte auf einem Teilsegment, wie bspw. einem Tragseil bei Seilbahnen, oder aber auch Wettereinflüsse wie Wind und Regen zeitabhängig ändern. Dementsprechend besteht bei mit solchen Tragorganen, Spannelementen, Förderbändern und Tragelementen versehenen Anlagen der Bedarf, die jeweilige Belastung und den jeweiligen Belastungsgrad zu ermitteln und bei einem Über- bzw. Unterschreiten vorbestimmter Minimal- bzw. Maximalwerte die jeweiligen Anlagen abzuschalten bzw. stillzusetzen oder andere Maßnahme zu ergreifen, um einerseits eine Beschädigung der Anlage zu vermeiden und andererseits Gefahren von Mensch und Tier, insbesondere an den Anlagen arbeitenden Personen und in deren Nähe sich aufhaltender Personen abzuwenden.
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Während der Lasteinwirkung auf die jeweiligen Trag- oder Zugorgane können diese entweder stillstehen und somit eine Messung an einem stillstehenden Trag- oder Zugorgan vorzunehmen sein oder sie können nicht stillstehen, sich also bewegen bzw. angetrieben sein und in diesem Zustand eine Messung erforderlich machen. Trag- oder Zugorgane, die stillstehen, können bspw. Abspannseile von Masten, Tragseile von Seilbahnen, Lastseile, Bänder, Gurte und Ketten bei Winden, Hub- und Zuggeräten wie Hebezeugen bzw. in einem Mehrstrangbetrieb der Bereich eines Festpunktes eines Trag- oder Zugorgans sein ebenso wie Trag- und Spannseile bei Brücken. Bewegte bzw. angetriebene Trag- oder Zugorgane können bspw. Lastseile, Bänder, Gurte und Ketten bei Winden, Hub- und Zuggeräten bzw. Hebezeugen im Einstrangbetrieb, Lastorgane bei umlaufenden Maschinen sowie Transport- und Förderbänder sein.
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Zum Messen der Belastung an einem stillstehenden Trag- oder Zugorgan ist es bspw. bekannt, das Trag- oder Zugorgan abzulenken, wobei die hierdurch wirkende Tangentialkraft proportional zur Zugkraft im Trag- oder Zugorgan ist. Durch die Tangentialkraft wird das eingesetzte Messgerät verformt und ein im Messgerät integrierter Mikroschalter geöffnet. Ein solches Gerät ist bspw. unter der Bezeichnung Dynasafe HF 31/1/A2, F32/3/A der Firma Tractel bekannt. Die Messgeräte der Firma Tractel, die unter der Bezeichnung Dynasafe angeboten werden, können bspw. zur Zugkraftbestimmung an einem Abspannseil bei Masten eingesetzt werden. Bei diesen Geräten wird das Seil durch das Gerät geführt und in diesem eingeklemmt.
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Zur Messung an bewegten, nicht stillstehenden bzw. angetriebenen Trag- oder Zugorganen sind verschiedene Verfahren bekannt, die sich jeweils danach richten, ob ein Mehrstrangbetrieb oder ein Einstrangbetrieb bzw. ein Endlosbetrieb vorgesehen ist. Es wird hierbei der konstruktive Aufbau der Anlagen im Hinblick auf die Anzahl der bewegten bzw. angetriebenen Trag- oder Zugorgane und der sich daraus ergebenden Punkte, an denen eine Messung durchgeführt werden kann, unterschieden. Bei einem sogenannten Mehrstrangbetrieb, also bei Anlagen, die ein mehrsträngiges Trag- oder Zugorgan aufweisen, besteht vielfach die Möglichkeit, die Belastung des Trag- oder Zugorgans in einem feststehenden Teil desselben, also nicht an den bewegten Abschnitten des Trag- oder Zugorgans durchzuführen. Bspw. kann eine Messung vor einem sogenannten Festpunkt erfolgen. Ferner kann bei solchen Anlagen zur Messung der Belastung eine Achse oder Welle eines Umlenkpunktes, um den das Trag- oder Zugorgan umgelenkt wird, ausgewertet werden. Beispiele für eine solche Messart sind Messungen am Festpunkt, also an einem nicht bewegten Abschnitt eines Trag- oder Zugorgans, wie bei Winden, Hub- und Zuggeräten sowie Messungen der Achse einer oberen Umlenkstelle bei Ketten-Seilzügen.
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Bei einem sogenannten Einstrang- bzw. Endlosbetrieb weisen die Anlagen ein einsträngiges bzw. endloses umlaufendes Trag- oder Zugorgan auf, das sich bewegt, während eine Messung der Belastung bzw. Zugkraft, mit der das Trag- oder Zugorgan belastet wird, erfolgen soll. Die vorstehend für den Mehrstrangbetrieb genannten Möglichkeiten bestehen daher in der Regel bei solchen Einstrang- bzw. Endlosbetrieben nicht. Es ist jedoch bekannt, eine Messung der Wirkleistung des Antriebmotors durchzuführen, um hierüber auf die auf das Trag- oder Zugorgan einwirkende Zugkraft zu schließen. Eine solche indirekte Ermittlung der auf das sich bewegende Trag- oder Zugorgan einwirkenden Zugkraft bzw. Belastung ist allerdings nur begrenzt genau genug, um bspw. den strengen Anforderungen im Bereich von Theater- und Bühnenantrieben zu genügen, so dass es wünschenswert wäre, hier ein alternatives Verfahren vorzusehen, mit dem eine Zugkraftmessung an einem bewegten Trag- oder Zugorgan möglich ist.
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Im Stand der Technik ist ferner ein sogenannter Doppelscherstab D80S der Firma Bosche GmbH & Co. KG, Damme, bekannt. Dieser dient als sogenannter Seilwächter als Drahtseil-Zugkraftmesser für Nachrüstungen von Überlastsicherungen bei bestehenden Hebe- oder Krananlagen. Der Doppelscherstab wird entlang des Drahtseils angeordnet, wobei dieser endseitig zwei gerundete Elemente zum Einlauf und Auslauf des Seils aufweist und zwischen diesen eine Brücke, die Wägezellen aufweist. Das Drahtseil wird über die Einlaufrolle unter der Brücke hindurch über die Auslaufrolle hinweg durch den Doppelscherstab hindurch geführt. Hierbei wird das Drahtseil allerdings stark geknickt, während es durch die Brücke fest eingespannt wird, um über die Wägezelle eine Spannungserhöhung im Drahtseil zu ermitteln, die proportional zur Gewichtserhöhung ist. Bei einem festen Einspannen des Drahtseils besteht grundsätzlich die Gefahr von Beschädigungen an diesem, was allerdings möglichst vermieden werden sollte. Dasselbe Problem tritt auch bei den vorstehend genannten Messgeräten unter der Bezeichnung Dynasafe der Firma Tractel ggfs. auf, da auch hierbei das zu messende Seil fest eingespannt wird.
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Aus der
DE 10 2006 023 529 A1 ist ferner eine Anordnung zur Zugkraftmessung von Endlosmaterial, wie Garnen, Drähten oder Papierbahnen bekannt, wobei das Endlosmaterial über eine auf einer Achse drehbar gelagerte Rolle geführt wird. Es ist eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen, mittels derer eine aus der an dem Endlosmaterial anliegenden Zugkraft resultierende Lageveränderung der Rolle bestimmt wird. Die Rolle ist dabei an einem ausschließlich quer zur Rollenachse schwenkbaren Arm angeordnet.
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Aus der
DE 10 2012 217 859 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen einer in einem Zugseil wirkenden Zugkraft bekannt, wobei die Vorrichtung eine Grundplatte aufweist, auf der zwei Umlenkelemente beabstandet zueinander angeordnet sind. Auf der Grundplatte ist ferner ein Kraftaufnahmeelement angeordnet, das relativ zu den beiden Umlenkelementen zur Auslenkung des Zugseils verlagert werden kann. Das Kraftaufnahmeelement ist in Zugseilrichtung zwischen den Umlenkelementen angeordnet. Dem Kraftaufnahmeelement ist ein Federelement zugeordnet, um das Zugseil mittels des Kraftaufnahmeelements zwischen den Umlenkelementen auszulenken. Als problematisch kann sich dieser Aufbau erweisen, wenn höhere Kräfte insbesondere bei bewegten Zugseilen wirken, die zu einer Beschädigung der Umlenkelemente in Form von Umlenkstangen führen kann. Ferner ist ein Einfädeln des Zugseils um die Umlenkstangen herum insbesondere bei Seilen mit einem größeren Durchmesser ggfs. schwierig bzw. führt auch bei dünneren Seilen einem starken Knicken des Zugseils.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zugmesseinrichtung sowie ein Verfahren zur Zugkraftmessung an stillstehenden oder bewegten Trag- oder Zugorganen vorzusehen, bei der bzw. dem die vorstehend genannten Nachteile der Zugmesseinrichtungen und Verfahren des Standes der Technik nicht mehr auftreten und mittels derer bzw. mittels dessen es möglich ist, eine Belastungsmessung des jeweiligen Trag- oder Zugorgans auch während dessen Bewegung durchzuführen, also auch an einem bewegten Trag- oder Zugorgan, so dass eine Zugkraftmessung an dem Trag- oder Zugorgan unabhängig davon, ob dieses still steht oder in Bewegung ist, vorgenommen werden kann und auch bei einer auftretenden Überlast die Funktionsfähigkeit der Zugmesseinrichtung sichergestellt ist.
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Die Aufgabe wird für eine Zugmesseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein erster drehbarer, an dem Trag- oder Zugorgan angreifbarer oder angreifender Andruckkörper, zumindest ein zweiter drehbarer, an dem Trag- oder Zugorgan angreifbarer oder angreifender Andruckkörper und zumindest ein zwischen dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Andruckkörper angeordneter, drehbarer und an dem Trag- oder Zugorgan angreifbarer oder angreifender Kraftaufnahmekörper vorgesehen sind, wobei die Andruckkörper und der zumindest eine Kraftaufnahmekörper so ausgebildet sind, dass sie sich bei einem bewegten Trag- oder Zugorgan bezüglich ihrer äußeren Umfangsgeschwindigkeit an die Geschwindigkeit des Trag- oder Zugorgans anpassen und wobei der Kraftaufnahmekörper zum Auslenken des Trag- oder Zugorgans um zumindest einen Auslenkweg ausgebildet oder angeordnet ist. Für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Trag- oder Zugorgan im Bereich eines drehbaren Kraftaufnahmekörpers zu diesem hin gehalten wird, das Trag- oder Zugorgan durch den drehbaren Kraftaufnahmekörper um einen Auslenkweg ausgelenkt wird und eine zu der Zugkraft im Trag- oder Zugorgan proportionale Querkraft erfasst und ausgewertet wird. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dadurch wird eine Zugmesseinrichtung zum Messen einer Zugbelastung an zumindest einem stillstehenden oder zumindest einem bewegten Trag- oder Zugorgan vorgesehen, bei der das Trag- oder Zugorgan, dessen Belastung oder Belastungsgrad ermittelt werden soll, aufgrund des Vorsehens der drehbar ausgebildeten Andruckkörper und des drehbar ausgebildeten Kraftaufnahmekörpers durch die Zugmesseinrichtung hindurch gleiten kann. Das Trag- oder Zugorgan kann beispielsweise die Form eines Seils, Bandes, Gurtes, einer Gliederkette, eines Zahnriemens, eines Transport- oder Förderbandes etc. aufweisen. Es wird nicht um Umlenkstangen oder andere Umlenkkörper herum gefädelt, sondern läuft im Prinzip gerade bzw. geradlinig durch die Zugmesseinrichtung hindurch und wird zum Erfassen der wirkenden Zugkraft durch den Kraftaufnahmekörper in Richtung weg von diesem um einen vorbestimmten Auslenkweg gedrückt, damit der Kraftaufnahmekörper die Zugkraft, die in dem Trag- oder Zugorgan herrscht, erfassen kann. Um dies auch bei einem bewegten Trag- oder Zugorgan, also einem durch die Zugmesseinrichtung sich hindurch bewegenden Trag- oder Zugorgan, wie beispielsweise einem Seil oder Band, erfassen zu können, weisen nicht nur die Andruckkörper eine Drehbarkeit auf, sondern auch der Kraftaufnahmekörper. Beispielsweise sind die Andruckkörper und/oder der Kraftaufnahmekörper rollenförmig oder walzenförmig, in Form von Zahnrädern oder außenseitig gezahnt, genutet oder anderweitig zum Angreifen an dem Trag- oder Zugorgan ausgebildet, wobei das Trag- oder Zugorgan unter Drehen der Andruckkörper und des Kraftaufnahmekörpers sich an diesen vorbei bewegt bzw. diese mitnimmt/bewegt. Die Formgebung, Oberflächenausgestaltung und sonstige Ausgestaltung der Andruckkörper und/oder des Kraftaufnahmekörpers ist vorteilhaft an die Formgebung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Trag- und/oder Zugorgans angepasst ausgebildet. Hierdurch wird das Trag- oder Zugorgan weder belastet noch beschädigt. Selbstverständlich kann eine Zugkraftermittlung auch bei einem stillstehenden Trag- oder Zugorgan erfolgen, da es für die Zugkrafterfassung nicht erforderlich ist, dass das Trag- oder Zugorgan sich während des Messvorgangs bewegt. Somit kann durch die Zugmesseinrichtung sowohl an einem stillstehenden als auch an einem bewegten Trag- oder Zugorgan eine Erfassung der in dem Trag- oder Zugorgans herrschenden Zugkraft erfolgen. Durch das Vorsehen eines Auslenkens des Trag- oder Zugorgans um einen Auslenkweg funktioniert die Zugmesseinrichtung, also die Erfassung der in dem Trag- oder Zugorgan wirkenden Zugkraft, auch bei Auftreten einer Überlast. Der Kraftaufnahmekörper kann für eine Druckkraft- und eine Zugkrafterfassung ausgebildet sein. Das Auslenken des Trag- oder Zugorgans kann insbesondere durch Wirken einer Druckkraft auf dieses erfolgen, Eine Druckbeaufschlagung des Trag- oder Zugorgans, insbesondere unter Verwendung zumindest eines Druckfederelements, erweist sich im Vergleich zu einem Vorsehen einer Zugbeanspruchung als vorteilhaft, da ein Druckfederelement fortwährend einen Druck ausübt, es bei Vorsehen eines Zugfederelement jedoch zu einem Ausfall der Zugmesseinrichtung bei Versagen des Zugfederelements kommen kann. Beispielsweise kann der Kraftaufnahmekörper einen Gabelkopf-Messgeber umfassen, wodurch das Trag- oder Zugorgan mit einer Druckkraft zu dessen Auslenken fortwährend und sicher beaufschlagt werden kann.
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Erfasst wird durch den Kraftaufnahmekörper eine wirkende Querkraft, die Messkraft, die beim Passieren des bewegten Trag- oder Zugorgans bzw. durch den Druck des stillstehenden oder bewegten Trag- oder Zugorgans auf den Kraftaufnahmekörper einwirkt. Aus dieser Querkraft wird die Zugkraft, die in dem Trag- oder Zugorgan herrscht, ermittelt. Die beiden Andruckkörper, die in Trag- oder Zugorganrichtung vor und hinter dem Kraftaufnahmekörper angeordnet sind, dienen dazu, das Trag- oder Zugorgan in Richtung zu dem Kraftaufnahmekörper zu halten, damit der Kraftaufnahmekörper das Trag- oder Zugorgan um einen Auslenkweg auslenken kann. Durch diese Auslenkung drückt das Trag- oder Zugorgan entgegen der Auslenkrichtung mit einer resultierenden Querkraft. Diese ist proportional der in dem Trag- oder Zugorgan wirkenden Zugkraft.
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Die Auswertung der Zugkraft kann durch eine Auswerteeinheit, die dem Kraftaufnahmekörper zugeordnet wird, erfolgen. Vorteilhaft können zumindest eine Messeinheit und zumindest eine Auswerteeinheit vorgesehen sein, insbesondere eine Mess- und Auswerteeinheit, also eine Kombination aus beiden. Die Messeinheit ist vorteilhaft im Bereich des Kraftaufnahmekörpers angeordnet, um den Auslenkweg zu erfassen. Die Auswerteeinheit kann, sofern keine Kombination aus Mess- und Auswerteeinheit vorgesehen ist, auch entfernt von der Messeinheit angeordnet und beide Einheiten mit einer Einrichtung zur Signal- und/oder Datenübertragung verbunden sein. Beispielsweise ist eine kabelgebundene oder eine nicht-kabelgebundene Datenübertragung möglich, z. B. bei größeren Anlagen, bei denen an verschiedenen Stellen Messeinheiten angeordnet sind und zentral diese von einer Auswerteeinheit ausgewertet werden. Selbstverständlich kann ebenfalls jeder Messeinheit eine Auswerteeinheit zugeordnet sein, wie vorstehend bereits erwähnt, die die ermittelten resultierenden Querkräfte, somit wirkenden Zugkräfte, an eine zentrale Stelle sendet. Ebenso können die Auswerteergebnisse auch direkt an der Zugmesseinrichtung durch einen Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die ausgewerteten Ergebnisse können ebenfalls einer Schaltereinheit zugeleitet werden, die z. B. die das Trag- oder Zugorgan umfassende Anlage ein- und ausschalten kann oder zumindest eine Antriebseinheit zum Antreiben des Trag- oder Zugorgans. Ferner können die ausgewerteten Ergebnisse z. B. einer Wandlereinheit zugeleitet werden bzw. einer Ansteuerungseinheit von dieser, um die Antriebseinheit des Trag- oder Zugorgans entsprechend zu beeinflussen und somit z. B. auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Trag- oder Zugorgans bzw. dessen Belastung.
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Als weiter vorteilhaft erweist es sich, zumindest eine Einlaufeinheit und/oder Auslaufeinheit zum Beruhigen des einlaufenden Trag- oder Zugorgans und/oder zum Führen des Trag- oder Zugorgans an den oder weg von dem zumindest einen Andruckkörper und/oder an den oder weg von dem zumindest einen Kraftaufnahmekörper vorzusehen. Die Einlaufeinheit und/oder Auslaufeinheit kann dabei zumindest zwei drehbare Körper umfassen, zwischen denen das Trag- oder Zugorgan hindurchführbar oder hindurchgeführt ist. Ebenfalls ist es möglich, dass die Einlaufeinheit und/oder Auslaufeinheit zumindest zwei starr angeordnete Körper umfasst, zwischen denen das Trag- oder Zugorgan hindurchführbar oder hindurchgeführt ist. In jedem der Fälle dienen die Einlaufeinheit und die Auslaufeinheit dazu, beim Einlaufen und Auslaufen des Trag- oder Zugorgans in die Zugmesseinrichtung bzw. aus dieser heraus dieses zu führen. Durch das Vorsehen zumindest zweier Körper, die entweder drehbar oder starr angeordnet sind, wird das Trag- oder Zugorgan geführt, hierbei jedoch nicht beschädigt, da es zwischen den Körpern hindurchläuft. Bei Vorsehen jeweils zweier Körper der Einlaufeinheit und der Auslaufeinheit ist vorteilhaft jeweils einer fluchtend mit den Andruckkörpern angeordnet, d. h. die Drehachsen aller dieser Körper liegen auf einer gedachten Linie. Weiter vorteilhaft können auch die anderen beiden Körper der Einlaufeinheit und der Auslaufeinheit etwa fluchtend zueinander angeordnet sein, also deren Drehachsen ebenfalls auf einer gedachten Linie angeordnet sein. Der Kraftaufnahmekörper ist zumindest im ausgelenkten Zustand nicht auf dieser gedachten Linie angeordnet, sondern versetzt zu dieser. Dementsprechend ist er im ausgelenkten Zustand vorteilhaft im Bereich zwischen den beiden gedachten Linien, die die jeweiligen Körper der Einlaufeinheit und der Auslaufeinheit miteinander verbinden, angeordnet. Es tritt somit kein übermäßiges Auslenken des Trag- oder Zugorgans beim Durchtritt durch die Zugmesseinrichtung auf, dieses wird vielmehr zwischen Einlaufeinheit und erstem Andruckkörper bzw. Andruckkörper und Auslaufeinheit im Wesentlichen linear geführt. Lediglich im Bereich des Kraftaufnahmekörpers erfolgt die leichte Auslenkung des Trag- oder Zugorgans, wobei, wie bereits vorstehend erwähnt, über den Auslenkweg die auf den Kraftaufnahmekörper einwirkende Querkraft und somit die Zugkraft, die im Trag- oder Zugorgan wirkt, ermittelt wird.
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Anstelle beispielsweise jeweils zweier Körper der Einlaufeinheit und der Auslaufeinheit können diese oder zumindest die Einlaufeinheit oder die Auslaufeinheit mehr als zwei Körper, z. B. vier oder sechs Körper aufweisen, die das einlaufende und das auslaufende Trag- oder Zugorgan führen. Vier Körper können dabei beispielsweise mit einem Winkelversatz von 90° zueinander und sechs Körper mit einem Winkelversatz von 60° zueinander angeordnet sein. Ferner ist es möglich, im Bereich der Einlaufeinheit oder in dieser oder anstelle von dieser ein Einführtrichterelement vorzusehen, über das ein noch besseres Einführen oder Einlaufen des Trag- oder Zugorgans in die Zugmesseinrichtung möglich ist. Eine solche Einlauf- oder Einführhilfe kann sich gerade auch beim Einführen/Einleiten von mehreren Trag- oder Zugorganen in die Zugmesseinrichtung als vorteilhaft erweisen. Auch anstelle der Auslaufeinheit oder in deren Bereich oder in dieser kann ein Führungselement angeordnet werden, das das Trag- oder Zugorgan geordnet nach außen aus der Zugmesseinrichtung hinaus führt.
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Ferner ist es möglich, die Einlaufeinheit und/oder die Auslaufeinheit einteilig mit den Andruckkörpern auszubilden. Insbesondere können die Andruckkörper auch als Einlaufeinheit und/oder Auslaufeinheit ausgebildet sein. Hierbei sind somit nur die Andruckkörper vorgesehen, die vorteilhaft zumindest als Andruckkörperpaar vorgesehen sein können, um zwischen den einzelnen Andruckkörpern des jeweiligen Andruckkörperpaares das Trag- oder Zugorgan hindurch zu führen und dieses beim Einlaufen in die Zugmesseinrichtung und/oder beim Austritt aus der Zugmesseinrichtung zu führen. Bei einer solchen Ausführungsvariante entfällt also das zusätzliche Vorsehen einer Einlaufeinheit und/oder einer Auslaufeinheit, da deren Funktion von den Andruckkörpern mit übernommen wird.
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Durch das Vorsehen von drehbaren Andruckkörpern und drehbarem Kraftaufnahmekörper, die alle an dem Trag- oder Zugorgan angreifen, ist es möglich, dass das Trag- oder Zugorgan beschädigungsfrei durch die Zugmesseinrichtung hindurchläuft. Eine Zugkraftmessung ist dabei auch während der Bewegung des Trag- oder Zugorgans durch die Zugmesseinrichtung hindurch problemlos möglich. Ebenfalls ist es möglich, dass das Trag- oder Zugorgan während des Messvorgangs Hub- und/oder Zugbewegungen ausführt, da sich diese nicht auf das Messergebnis auswirken, einerseits aufgrund des Vorsehens einer Drehbarkeit von Andruckkörpern und Kraftaufnahmekörper und andererseits durch den Aufbau der Zugmesseinrichtung, da durch die Andruckkörper der Abschnitt des Trag- oder Zugorgans gegen den Kraftaufnahmekörper gehalten wird, so dass das Trag- oder Zugorgan nicht ungewollt von diesem abhebt, so dass Hub- und/oder Zugbewegungen des Trag- oder Zugorgans sich nicht negativ auswirken.
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Aufgrund des Ausbildens des Kraftaufnahmekörpers und der Andruckkörper in Rollenform bzw. des Vorsehens der Drehbarkeit der Andruckkörper und des Kraftaufnahmekörpers kann die im Trag- oder Zugorgan wirkende Zugbelastung unter einer kleinstmöglichen örtlichen Belastung für das Trag- oder Zugorgan auf den Kraftaufnahmekörper übertragen werden, um dementsprechend von der Messeinheit bzw. Mess- und Auswerteeinheit erfasst zu werden. Die Gefahr einer Beschädigung des Trag- oder Zugorgans durch beispielsweise Eindrücken, Einklemmen, Einquetschen, Verformen, Knicken etc. wird somit vermindert bzw. vollständig ausgeschlossen. Die Nachteile des Standes der Technik können somit optimal überwunden werden.
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Die Zugmesseinrichtung und das Verfahren zur Zugkraftmessung können vorteilhaft bei unterschiedlichsten Trag- oder Zugorganen angewendet werden. Beispielsweise können Trag- oder Zugorgane hiermit überwacht werden, die bei Hebezeugen, Winden oder anderen Hub- und Zuggeräten auf eine Seiltrommel auflaufen oder in den Gehäusen einer Winde, von Hub- oder Zuggeräten einlaufen und dort umlaufen.
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Die konkrete Ausgestaltung des Kraftaufnahmekörpers sowie der Andruckkörper kann an die unterschiedliche Formgebung und Abmessungen der zu messenden Trag- oder Zugorgane angepasst werden, wie Tragorgane, Spannelemente, Transport- bzw. Förderbänder, Tragelemente etc. Es können somit Trag- oder Zugorgane mit unterschiedlichster Formgebung, aus unterschiedlichsten Werkstoffen und mit unterschiedlichsten Abmessungen durch die Zugmesseinrichtung bzw. das Verfahren zur Zugkraftmessung im Hinblick auf deren Belastung bzw. Zugbelastung überwacht werden. Die Andruckkörper und der Kraftaufnahmekörper sind entsprechend an das Trag- oder Zugorgan angepasst oder anpassbar. Insbesondere können diese auch auswechselbar sein, um eine Anpassung vorzunehmen.
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Vorteilhaft ist eine Einrichtung zum Einstellen der Andruckkraft des Kraftaufnahmekörpers gegen das Trag- oder Zugorgan vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, die durch den Kraftaufnahmekörper auf das Trag- oder Zugorgan einwirkende Andruckkraft in Abhängigkeit von dem jeweils zu messenden Trag- oder Zugorgan einzustellen, um eine Anpassung der Messeinrichtung, und hier konkret der von dem Kraftaufnahmekörper auf das Trag- oder Zugorgan einwirkenden Andruckkraft, an die konkrete Ausgestaltung des Trag- oder Zugorgans vornehmen zu können, also in Bezug auf dessen Abmessungen, Werkstoff und Formgebung. Hierdurch können stets gleiche Grundvoraussetzungen geschaffen werden, um eine an das jeweilige zu messende und zu überwachende Trag- oder Zugorgan angepasste, aber auch reproduzierbare Messung vorzusehen, so dass eine optimale Überwachung eines jeweiligen Trag- oder Zugorgans erfolgen kann.
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Die Zugmesseinrichtung kann vorteilhaft öffenbar und schließbar ausgebildet werden, um nachträglich auch an bereits bestehenden Trag- oder Zugorganen in einer Anlage angebracht zu werden. Durch das Vorsehen einer Einstellbarkeit der Andruckkraft des Kraftaufnahmekörpers auf das jeweilige Trag- oder Zugorgan ist es möglich, eine solche Anpassung dieser Andruckkraft an das Trag- oder Zugorgan erst nach der Montage bzw. nachträglichen Anbringung der Zugmesseinrichtung an dem Trag- oder Zugorgan vorzunehmen, also auch, wenn dies bereits unter einer Belastung steht, ggf. sogar während dieses in Bewegung ist. Dies wird durch das Vorsehen der drehbar angeordneten, insbesondere rollenförmig ausgebildeten, Andruckkörper und Kraftaufnahmekörper und der ggf. ebenfalls vorgesehenen Einlaufeinheit und Auslaufeinheit, die ebenfalls vorteilhaft drehbar ausgebildete Körper umfasst, ermöglicht.
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Ferner ist es vorteilhaft möglich, die Zugmesseinrichtung entlang eines unter Belastung stehenden Trag- oder Zugorgans zu verfahren, somit die jeweilige Messstelle auf dem Trag- oder Zugorgan örtlich zu ändern, um beispielsweise an verschiedenen Stellen entlang dem Trag- oder Zugorgan eine Messung vorzusehen. Dies kann sich je nach Trag- oder Zugorgan und je nach dessen Anordnung in einer Anlage als sehr vorteilhaft erweisen, da das Trag- oder Zugorgan an unterschiedlichen Stellen seiner Längserstreckung unterschiedlich zugbelastet sein kann. Hierdurch können sich Stellen entlang des Trag- oder Zugorgans ergeben, an denen eine zugkraftbedingte Beschädigung des Trag- oder Zugorgans wahrscheinlicher ist und andere Stellen, an denen diese unwahrscheinlicher ist. Um hier frühzeitig ein Versagen des Trag- oder Zugorgans vorhersagen bzw. ausschließen zu können, erweist sich eine veränderbare Positionierbarkeit der Zugmesseinrichtung entlang dem Trag- oder Zugorgan als sehr vorteilhaft.
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Ebenfalls ist es möglich, die Zugmesseinrichtung für mobile Messungen an unterschiedlichsten Trag- oder Zugorganen Orts- und anlagenunabhängig zu verwenden. Durch die Möglichkeit, die Zugmesseinrichtung zu öffnen, an einem auch bereits unter Belastung stehenden Trag- oder Zugorgan zu montieren, zu schließen und sofort die Messung vorzunehmen, insbesondere nach vorherigem Einstellen des Kraftaufnahmekörpers bezüglich dessen Andruckkraft an das Trag- oder Zugorgan, können auch innerhalb einer Anlage an unterschiedlichsten Stellen Zugkraftmessungen an einem oder mehreren Trag- oder Zugorganen mit ein und derselben Zugmesseinrichtung durchgeführt werden, ohne dass hierfür die Anschaffung mehrerer Zugmesseinrichtungen erforderlich wäre.
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Somit kann eine Messung an einem stillstehenden Trag- oder Zugorgan durchgeführt werden oder an einem bewegten, wobei das Trag- oder Zugorgan durch die Zugmesseinrichtung hindurch läuft. Ferner kann die Zugmesseinrichtung selbst zum Auffinden verschiedener Messpunkte entlang eines Trag- oder Zugorgans verfahren werden. Liegt das Trag- oder Zugorgan an einer oder mehreren Stellen an einer Einrichtung oder Wandung der Anlage, zu der es gehört, an oder ist eine andere das Weiterverfahren der Zugmesseinrichtung behindernde Stelle entlang dem Trag- oder Zugorgan vorhanden, kann die Zugmesseinrichtung z. B. bis vor diese Stelle verfahren werden, dort geöffnet, von dem Trag- oder Zugorgan abgehoben, hinter der Stelle wieder auf das Trag- oder Zugorgan aufgesetzt, geschlossen und entlang dem Trag- oder Zugorgan weiterverfahren werden. Dies ist mit den Zugmesseinrichtungen des Standes der Technik nicht möglich.
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Ebenfalls ist es möglich, mehrere unabhängig voneinander durchgeführte redundante Messungen durchzuführen, beispielsweise, wenn mehrere Kraftaufnahmekörper in einer Zugmesseinrichtung beispielsweise sequentiell hintereinander angeordnet sind. Das Vorsehen mehrerer parallel zueinander angeordneter Kraftaufnahmekörper kann beispielsweise für die Erfassung der Zugkraft an mehreren parallel zueinander angeordneten Trag- oder Zugorganen vorgesehen werden. Dies eignet sich beispielsweise bei einem mehrsträngigen Trag- oder Zugorgan, das bei Winden, Hub- und Zuggeräten und auch bei Ketten-Seilzügen vorgesehen sein kann.
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Durch die Mess- und/oder Auswerteeinheit können sowohl analoge als auch digitale Signale ebenso wie analoge und digitale Signale zeitgleich bereitgestellt werden. Der Auslenkweg des oder der Kraftaufnahmekörper(s) kann somit analog oder digital durch die Messeinheit erfasst und dieser Wert digital oder analog durch die Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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Durch das Vorsehen von Einlaufeinheit und/oder Auslaufeinheit kann das Trag- oder Zugorgan durch die Zugmesseinheit hindurch beruhigt und geführt und somit der Durchlauf des Trag- oder Zugorgans durch die Zugmesseinheit hindurch erheblich vereinfacht werden. Grundsätzlich kann die Zugmesseinrichtung jedoch auch ohne eine solche Einlaufeinheit bzw. Auslaufeinheit ausgebildet werden, wie bereits vorstehend erwähnt.
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Die Zugmesseinrichtung kann als eigenständige Einrichtung zum Erfassen der Belastung eines Trag- oder Zugorgans verwendet werden. Ferner kann sie aber auch Teil einer Anlage sein, deren Teil das Trag- oder Zugorgan ist, wie z. B. einer Seilwinde. Die Zugmesseinrichtung kann also in eine solche Anlage integriert werden oder sein, insbesondere in diese fest eingebaut sein. Auch ein Nachrüsten einer Zugmesseinrichtung in einer bestehenden Anlage ist möglich. Ferner kann die Zugmesseinrichtung in eine Vorrichtung oder Einrichtung im Bereich des Trag- oder Zugorgans integriert sein oder werden, wobei diese Vorrichtung oder Einrichtung in eine beides, die Vorrichtung oder Einrichtung und das Trag- oder Zugorgan, umfassende Anlage integriert ist oder wird. Sehr vorteilhaft kann die Zugmesseinrichtung in der Bühnentechnik verwendet werden, da sie die strengen Anforderungen im Bereich von Theater- und Bühnenantrieben erfüllt, so dass mit diese eine Zugkraftmessung an einem bewegten Trag- oder Zugorgan auch im Bereich von Theater- und Bühnenantrieben möglich ist. Die Zugmesseinrichtung kann ferner zur Zugkrafterfassung beispielsweise auch von Trag- oder Zugorganen in Form von Abspannseilen von Masten, Tragseilen von Seilbahnen, Lastseilen, Bändern, Gurten und Ketten bei Winden, Hub- und Zuggeräten, Hebezeugen, im Einstrangbetrieb und auch im Mehrstrangbetrieb im Bereich des Festpunkts, Trag- und Spannseilen bei Brücken, Lastorganen bei umlaufenden Maschinen und Transport- und Förderbändern etc. verwendet werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in:
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1 eine Prinzipskizze als Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Zugmesseinrichtung mit Einlaufeinheit und Auslaufeinheit sowie einem Seil als zu messendem Trag- oder Zugorgan.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer Zugmesseinrichtung 1. Diese umfasst einen ersten Andruckkörper 2, einen zweiten Andruckkörper 3 sowie einen dazwischen angeordneten Kraftaufnahmekörper 4. Dem Kraftaufnahmekörper 4 zugeordnet ist eine Einheit 5. Diese kann z. B. als Schaltereinheit und/oder als Messeinheit ausgebildet sein. Ist die Einheit 5 als Schaltereinheit ausgebildet, umfasst sie vorteilhaft eine Einrichtung zum Erfassen der in einem Trag- oder Zugorgan 8 herrschenden Zugkraft und eine Einrichtung zum Ansprechen oder Betätigen einer Kontakteinheit zum Ein- und/oder Abschalten einer das Trag- oder Zugorgan 8 umfassenden Anlage oder dieses antreibenden Antriebseinrichtung. Bei Feststellen eines Über- oder Unterschreitens eines vorbestimmten Minimal- oder Maximalwertes der Zugkraft kann dementsprechend ein Signal zum Öffnen oder Schließen der Kontakteinheit bzw. zum unmittelbar zeitgleichen Schließen der einen Kontakteinheit und Öffnen einer anderen gegeben werden, um z. B. ein anderes Trag- oder Zugorgan 8 zum Entlasten des einen Trag- oder Zugorgans 8 zuzuschalten.
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Wenn dem Kraftaufnahmekörper 4 eine Messeinheit 5 zugeordnet ist, kann diese die auf den Kraftaufnahmekörper 4 aufgebrachte Kraft z. B. elektronisch messen und für eine oder mehrere nachfolgende Auswerteeinheiten 11 in geeigneter Weise bereitstellen. Die Auswerteeinheiten 11 können mit einer weiteren Einheit 12 z. B. in Form einer Anzeige- und/oder Schalter und/oder Wandlereinheit für weitere elektronische Messsysteme oder sonstige technische Systeme verbunden oder versehen sein. Die Auswerteeinheit 11 kann sowohl direkt verbunden mit Messeinheit 5, sogar mit dieser zusammen in einem Gehäuse angeordnet sein oder sie getrennt von dieser insbesondere ortsfern von der Messeinheit 5 bzw. ortsveränderlich angeordnet sein. Je nach der Ausbildung der Messeinheit besteht ferner die Möglichkeit, die Auswerteeinheit 11 und die Anzeige- oder/oder Schalter- und/oder Wandlereinheit 12 örtlich voneinander getrennt, ortsfern oder ortsveränderlich anzuordnen. Hierbei kann eine zur Daten- und/oder Signalübertragung z. B. zum Daten- und/oder Signalaustausch zwischen der Messeinheit 5, der Auswerteeinheit 11 und der Einheit 12, z. B. in Form einer Anzeige- und/oder Schalter- und/oder Wandlereinheit, geeignete Einrichtung verwendet werden, wie z. B. eine kabelgebundene, kabellose oder anderweitige geeignete Verbindungseinrichtung oder ein anderweitiges Verbindungssystem.
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Anstelle des Vorsehens zweier Einheiten kann auch eine Kombination aus Mess- und Auswerteeinheit vorgesehen werden. Ferner umfasst die Zugmesseinrichtung 1 eine Einlaufeinheit 6 und eine Auslaufeinheit 7. In der in 1 gezeigten Ausführungsvariante umfasst die Einlaufeinheit 6 zwei mit Abstand b zueinander angeordnete Rollenkörper 60, 61. Auch die Auslaufeinheit 7 umfasst zwei mit Abstand b zueinander angeordnete Rollenkörper 70, 71. Anstelle zweier Rollenkörper 60, 61 bzw. 70, 71 können auch vier oder sechs oder noch mehr Rollenkörper zum Führen des Trag- oder Zugorgans beim Eintritt in und ggf. auch beim Austritt aus der Zugmesseinrichtung 1 vorgesehen werden. Ferner können anstelle nur eines Andruckkörpers 2, 3 jeweils Andruckkörperpaare 2 und 3 vorgesehen werden, zwischen denen das Trag- oder Zugorgan 8 hindurchläuft. Solche Andruckkörperpaare können zudem auch die Funktion der Einlaufeinheit und/oder der Auslaufeinheit übernehmen, somit das Trag- oder Zugorgan insbesondere bei dessen Einlaufen in die Zugmesseinrichtung 1 beruhigen und führen. Das zusätzliche Vorsehen der Einlaufeinheit und/oder der Auslaufeinheit kann dabei entfallen.
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Nicht nur die Rollenkörper 60, 61, 70, 71, sondern auch die beiden Andruckkörper 2, 3 sowie der Kraftaufnahmekörper 4 sind jeweils rollenförmig ausgebildet, somit alle Körper 2, 3, 4, 60, 61, 70, 71 mit einer Drehbarkeit um ihre jeweilige Drehachse versehen.
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In 1 ist das Trag- oder Zugorgan 8 in Form eines Seils in der Zugmesseinrichtung liegend gezeigt. Ist das Trag- oder Zugorgan 8 nicht in Form eines Seils, sondern z. B. in Kettenform, Rollenkettenform oder Zahnriemenform ausgebildet, können zahnradartige Drehkörper anstelle der Rollenkörper bzw. rollenförmigen Körper vorgesehen werden. Bei anderen Trag- oder Zugorganformen kann ebenfalls eine entsprechende Anpassung der Drehkörper bzw. Körper 60, 61, 70, 71 und 2, 3, 4 im Hinblick auf deren Außenformgebung und/oder Oberflächengestaltung erfolgen, um einen optimalen Transport des Trag- oder Zugorgans 8 durch die Zugmesseinrichtung 1 bzw. eine optimale Bewegung der Zugmesseinrichtung 1 auf dem Trag- oder Zugorgan zu ermöglichen. Ggf. können die Körper 2, 3, 4, 60, 61, 70, 71 bzw. jegliche weitere Drehkörper der Zugmesseinrichtung, die mit dem Trag- oder Zugorgan 8 in Kontakt treten, auswechselbar ausgebildet werden, um eine Anpassung an das jeweilige Trag- oder Zugorgan 8 bei Verwendung der Zugmesseinrichtung an wechselnden Trag- oder Zugorganen 8 zu ermöglichen.
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Das Trag- oder Zugorgan 8 ist zwischen den beabstandeten ersten und zweiten Rollenkörper 60, 61 der Einlaufeinheit 6 in die Zugmesseinrichtung 1 hineingeführt und zwischen den ersten und zweiten Rollenkörpern 70, 71 der Auslaufeinheit 7 aus der Zugeinrichtung 1 herausgeführt. Ferner ist das Trag- oder Zugorgan 8 an den beiden Andruckkörpern 2, 3 und dem Kraftaufnahmekörper 4 vorbeigeführt, diese jeweils berührend. Die beiden Andruckkörper 2, 3 liegen bei der in 1 gezeigten Ausführungsvariante der Zugmesseinrichtung 1 bezüglich ihrer Drehachsen 20, 30 auf einer Linie L1. Auf dieser Linie L1 liegen auch die jeweiligen Drehachsen 62, 72 der Rollenkörper 61, 71 der Einlaufeinheit 6 und der Auslaufeinheit 7. Die Drehachse 40 des Kraftaufnahmekörpers 4 liegt beabstandet zu der Linie L1. Die jeweiligen Drehachsen 63, 73 der ersten Rollenkörper 60, 70 der Einlaufeinheit 6 und der Auslaufeinheit 7 liegen ebenfalls auf einer Linie 12. Sind mehr als jeweils zwei Körper bzw. Rollenkörper 60, 61 bzw. 70, 71 vorgesehen, liegen die Drehachsen der Andruckkörper 2, 3 und des Kraftaufnahmekörpers 4 nicht unbedingt auf einer Linie mit den Rollenkörpern der Einlaufeinheit 6 und/oder der Auslaufeinheit 7. Im ausgelenkten Zustand liegt die Drehachse 40 des Kraftaufnahmekörpers 4 mit einem Abstand a zu der Linie 12 (siehe 1). Zum Einfädeln des Trag- oder Zugorgans 8 in die Zugmesseinrichtung 1, also zwischen den Rollenkörpern 60, 61 und 70, 71 hindurch und an den Andruckkörpern 2, 3 und dem Kraftaufnahmekörper 4 vorbei, kann der Kraftaufnahmekörper 4 mit seiner Drehachse 40 ebenfalls etwa auf der Linie 12 liegen.
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Zum Messen der Zugkraft, mit der das Trag- oder Zugorgan 8 belastet ist, wird der Kraftaufnahmekörper 4 um einen Auslenkweg x ausgelenkt, was ebenfalls zu einem Auslenken des Trag- oder Zugorgans 8 führt. Dies ist in 1 gezeigt. Während dieses Auslenkvorgangs üben die beiden Andruckkörper 2, 3 eine Gegenkraft entgegen der Auslenkrichtung (Pfeil P1) des Kraftaufnahmekörpers 4 bzw. des Trag- oder Zugorgans 8 aus, um dieses an dem Kraftaufnahmekörper zu halten. Die beiden Andruckkörper 2, 3 dienen also dazu, das Trag- oder Zugorgan 8 in Anlage an dem Kraftaufnahmekörper 4 zu halten.
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Beim Auslenken des Trag- oder Zugorgans 8 um den Auslenkweg x wird durch das Trag- und/oder Zugorgan 8 eine Querkraft F2 entgegen der Auslenkrichtung P1 auf den Kraftaufnahmekörper 4 ausgeübt. Diese Querkraft F2 wird von der Messeinheit 5 erfasst und ausgewertet. Aus der Querkraft resultiert die Zugkraft Fz, mit der das Trag- oder Zugorgan 8 in dessen Längsrichtung beansprucht wird. Ist der Kraftaufnahmekörper 4 z. B. mit einem Lastmessbolzen verbunden, kann dieser sich bei Aufbringen einer Last auf den Kraftaufnahmekörper 4 verbiegen und hierdurch auf die in dem Trag- oder Zugorgan 8 wirkende Zugkraft geschlossen werden. Beispielsweise kann dies durch Erfassen der Dehnung einer dort angeordneten Messeinrichtung erfolgen, wobei sich die Dehnung durch das Verbiegen des Lastmessbolzens oder der entsprechenden Messeinrichtung ergibt.
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Die Andruckkörper 2, 3 und auch der Kraftaufnahmekörper 4 passen sich bezüglich ihrer Umfangsgeschwindigkeit der Geschwindigkeit, mit der das Trag- oder Zugorgan 8 sich bewegt, an. Dies wird nicht nur durch die Rollenform, sondern auch durch die enge Anlage der jeweiligen Körper 2, 3, 4 an dem Trag- oder Zugorgan 8 ermöglicht. Je nach Trag- oder Zugorgan 8 kann die Oberfläche der insbesondere rollenförmigen Andruckkörper 2, 3 bzw. des insbesondere rollenförmigen Kraftaufnahmekörpers 4 so ausgebildet werden, dass eine einerseits reibungsarme, andererseits eine Druckausübung auf das Trag- oder Zugorgan 8 ermöglichende Berührung von Andruckkörper 2, 3 bzw. Kraftaufnahmekörper 4 und Trag- oder Zugorgan 8 möglich ist. Dabei wird die Bewegungsfähigkeit des Trag- oder Zugorgans 8 nicht behindert.
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Die Zugmesseinrichtung 1 kann ein öffen- und schließbares Gehäuse 10 umfassen, das in 1 lediglich angedeutet ist. Zur Montage der Zugmesseinrichtung 1 wird das Gehäuse geöffnet, das Trag- oder Zugorgan 8 zwischen den Rollenkörpern 60, 61 und 70, 71 hindurch und an den Andruckkörpern 2, 3 sowie dem Kraftaufnahmekörper 4 vorbei in die Zugmesseinrichtung 1 eingelegt. Entsprechend ist eine Montage an einer bereits bestehenden Anlage, die das zumindest eine Trag- oder Zugorgan 8 umfasst, möglich. Auch kann eine mobile Ausführung der Zugmesseinrichtung 1, die an unterschiedlichsten Trag- oder Zugorgan 8 orts- und anlagenunabhängig montiert und wieder demontiert werden kann, vorgesehen werden. Hierzu kann das Gehäuse 10 beispielsweise eine schnell zu öffnende und verschließende Verschlusseinrichtung bzw. Verriegelungseinrichtung aufweisen (in 1 nicht gezeigt). Ferner ist es ebenfalls möglich, die Zugmesseinrichtung entlang dem Trag- oder Zugorgan 8 zu verfahren, um an unterschiedlichen Stellen eine Messung der dort wirkenden Zugkraft, mit der das Trag- oder Zugorgan 8 belastet wird, durchzuführen.
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Ferner können mehrere Zugmesseinrichtungen 1 entlang der Längserstreckung eines Trag- oder Zugorgans 8 angeordnet werden, um redundante Messungen vornehmen zu können. Zudem ist es möglich, innerhalb der Zugmesseinrichtung 1 hintereinander geschaltet mehrere Kraftaufnahmekörper 4 vorzusehen, die in Bewegungsrichtung des Trag- oder Zugorgans 8 jeweils von zwei Andruckkörpern flankiert werden, um das Trag- oder Zugorgan 8 zuverlässig gegen den insbesondere rollenförmigen Kraftaufnahmekörper 4 zu drücken, um stets eine präzise Messung vornehmen zu können.
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Die Messeinheit 5 kann sowohl analoge als auch digitale Signale bereitstellen. Ferner ist es möglich, lediglich analoge oder lediglich digitale Signale bereitzustellen. Die von der Messeinheit 5 erfassten und in der Auswerteeinheit 11 ausgewerteten Querkraftwerte bzw. Zugkraftwerte können auf der Anzeigeeinrichtung 12 der Auswerteeinheit 11 angezeigt werden, die in 1 lediglich angedeutet ist. Die Auswerteeinheit 11 kann entweder direkt an der Zugmesseinrichtung 1 vorgesehen sein, beispielsweise mit einer Anzeigeeinrichtung 12 in Form eines Displays oder einer anderweitigen Anzeigeeinheit, oder entfernt von der Zugmesseinrichtung 1, beispielsweise im Bereich einer zentralen Auswerteeinheit. Beispielsweise kann jedoch auch lediglich eine zentrale Anzeigeeinheit vorgesehen werden, bei der die Auswerteergebnisse mehrerer in einer Anlage installierter Zugmesseinrichtungen zentral angezeigt werden.
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Sowohl der Kraftaufnahmekörper als auch die Andruckkörper können bezüglich ihrer Abmessungen, konkreten Ausgestaltung und Formgebung an die jeweilige Ausgestaltung des Trag- oder Zugorgans 8 angepasst werden. Mittels der Zugmesseinrichtung 1 können dementsprechend unterschiedlichst ausgebildete Trag- oder Zugorgane 8, die nicht nur verschiedenste Formgebungen und Abmessungen aufweisen können, sondern auch aus unterschiedlichsten Werkstoffen bestehen können, ausgebildet sein. Auch ist das Überwachen mehrerer Trag- oder Zugorgane 8 entweder mit ein und derselben Zugmesseinrichtung 1, bei der mehrere Kraftaufnahmekörper und dementsprechend auch diesen flankierende Andruckkörper vorgesehen sind oder mit mehreren Zugmesseinrichtungen 1 möglich. Beispiele für Trag- oder Zugorgane sind Lastseile, Bänder, Gurte, Gliederketten, Rollenketten, Zahnriemen, Abspannseile von Masten, Tragseile von Seilbahnen, Trag- und Spannseile von Brücken, Lastorgane bei umlaufenden Maschinen, Transport- und Förderbänder etc.
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Der Kraftaufnahmekörper 4 kann mit einer Einstelleinrichtung versehen sein, mittels derer die Ausgangsposition des Kraftaufnahmekörpers 4 ebenso wie die Messposition von diesem, also die ausgelenkte Position in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Trag- oder Zugorgans 8 eingestellt werden kann. Hierdurch ist eine beliebige Anpassung der Zugmesseinrichtung 1 an unterschiedlichste Trag- oder Zugorgane 8 problemlos möglich, was eine wechselnde Verwendung der Zugmesseinrichtung in unterschiedlichen Anlagen und an völlig unterschiedlichen Trag- oder Zugorganen 8 ermöglicht.
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Da das Trag- oder Zugorgan 8 durch die Zugmesseinrichtung hindurch läuft oder zumindest hindurchlaufen kann, besteht keinerlei Gefahr von Beschädigungen des Trag- oder Zugorgans durch ein Eindrücken, Einklemmen, Einquetschen, Verformen oder Knicken des Trag- oder Zugorgans. Während der Durchführung der Messung kann das Trag- oder Zugorgan 8 sogar eine Hub- und/oder Zugbewegung ausführen, ohne dass dies die Messung negativ beeinflusst. Durch das Vorsehen der beiden Andruckkörper 2, 3 wird das Trag- oder Zugorgan 8 stets in Richtung des Kraftaufnahmekörpers 4 gehalten, so dass dieses nicht von der Oberfläche des Kraftaufnahmekörpers 4 abhebt, somit eine Messung stets sichergestellt wird.
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Neben den im vorstehenden beschriebenen und in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Ausführungsvarianten der Zugmesseinrichtung bzw. des Verfahrens zur Zugkraftmessung an einem stillstehenden oder bewegten Trag- oder Zugorgan können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, insbesondere auch beliebige Kombinationen der vorstehend genannten Merkmale, wobei zumindest ein erster drehbarer Andruckkörper vorgesehen ist, der an dem Trag- oder Zugorgan angreift oder angreifen kann, ebenso wie ein zweiter drehbarer Andruckkörper der ebenfalls an dem Trag- oder Zugorgan angreift oder eingreifen kann. Zwischen dem zumindest einen ersten und dem zumindest einen zweiten Andruckkörper ist ein ebenfalls drehbarer Kraftaufnahmekörper angeordnet, der an dem Trag- oder Zugorgan angreift oder angreifen kann. Die Andruckkörper und der Kraftaufnahmekörper können sich bezüglich ihrer äußeren Umfangsgeschwindigkeit an die Geschwindigkeit des Trag- oder Zugorgans anpassen, was sich für das Vorbeigleiten von bewegten Trag- oder Zugorganen als vorteilhaft erweist. Das Trag- oder Zugorgan wird durch den drehbaren Kraftaufnahmekörper um einen Auslenkweg ausgelenkt und die hierbei durch das Trag- oder Zugorgan auf den Kraftaufnahmekörper einwirkende resultierende Querkraft erfasst und ausgewertet, wobei diese Querkraft proportional zur Zugkraft ist, die in dem Trag- oder Zugorgan herrscht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zugmesseinrichtung
- 2
- erster Andruckkörper
- 3
- zweiter Andruckkörper
- 4
- Kraftaufnahmekörper
- 5
- Einheit, z. B. Schaltereinheit oder Messeinheit
- 6
- Einlaufeinheit
- 7
- Auslaufeinheit
- 8
- Trag- oder Zugorgan
- 10
- Gehäuse
- 11
- Auswerteeinheit
- 12
- Einheit, z. B. Anzeige-, Schalter- und/oder Wandlereinheit
- 20
- Drehachse
- 30
- Drehachse
- 40
- Drehachse
- 60
- erster Rollenkörper
- 61
- zweiter Rollenkörper
- 62
- Drehachse
- 63
- Drehachse
- 70
- erster Rollenkörper
- 71
- zweiter Rollenkörper
- 72
- Drehachse
- 73
- Drehachse
- a
- Abstand
- b
- Abstand
- L1
- Linie
- L2
- Linie
- x
- Auslenkweg
- P1
- Auslenkrichtung
- F2
- Querkraft
- Fz
- Zugkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006023529 A1 [0008]
- DE 102012217859 A1 [0009]