DE102015009431A1 - Articulated chain with a passive surface wave sensor - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkkette, insbesondere eine Förder- oder Antriebskette, mit sich abwechselnden Innen- und Außenkettengliedern und mindestens einer Kraftmesseinrichtung. Eine vereinfachte Überwachung dieser Kette soll möglich sein. Hierzu umfasst die mindestens eine Kraftmesseinrichtung mindestens einen passiven Oberflächenwellen-Sensor zur Kraftermittlung, der mittels Funk abfragbar ist. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein zugehöriges Verfahren zum Ermitteln einer an einer Gelenkkette wirkenden Kettenzugkraft sowie auf eine Förder- oder Antriebseinrichtung mit einer entsprechenden Gelenkkette.The present invention relates to a joint chain, in particular a conveyor or drive chain, with alternating inner and outer chain links and at least one force measuring device. A simplified monitoring of this chain should be possible. For this purpose, the at least one force measuring device comprises at least one passive surface wave sensor for force determination, which can be interrogated by radio. Furthermore, the invention relates to an associated method for determining a chain tension force acting on a link chain and to a conveying or drive device with a corresponding link chain.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkkette, beispielsweise eine Förder- oder Antriebskette, mit sich abwechselnden Innen- und Außenkettengliedern und mindestens einer Kraftmesseinrichtung.The present invention relates to a link chain, for example a conveyor or drive chain, with alternating inner and outer chain links and at least one force measuring device.
Gelenkketten werden insbesondere als Förder- oder Antriebsketten in Maschinen und Anlagen in der Fabrikautomation eingesetzt und benötigen eine genaue Überwachung. Solche in aller Regel voll automatisierte Maschinen und Anlagen sind mit relativ hohen Investitionen verbunden, so dass möglich wenige ungewollte Stillstandzeiten erzielt werden sollen. Solche ungewollten Stillstandzeichen führen nicht nur zu unmittelbaren finanziellen Einbußen, sondern auch zu mittelbaren, wie z. B. der Unterbrechung der Logistikkette bis hin zu nichthaltbaren Lieferzeiten. Neben typischen Rollenketten für Hubanwendungen werden Gelenkketten auch als Flyerketten in Flurförderzeugen für den horizontalen Transport von Gütern eingesetzt.Articular chains are used in particular as conveyor or drive chains in machines and systems in factory automation and require accurate monitoring. Such usually fully automated machinery and equipment are associated with relatively high investment, so that possible few unwanted downtime to be achieved. Such unwanted downtime not only lead to immediate financial losses, but also to indirect, such. As the interruption of the logistics chain to untenable delivery times. In addition to typical roller chains for lifting applications, articulated chains are also used as flyer chains in industrial trucks for the horizontal transport of goods.
Ketten und deren Antriebe sind unverzichtbare Komponenten zu industriellen Anlagen. Mit Ketten werden sehr große Kräfte übertragen. Es ist bekannt, ein Kettenglied mit Dehnmessstreifen zu bestücken. Als Förder- oder Antriebsketten eingesetzte Gelenkketten laufen jedoch immer endlos um, so dass an der Förder- oder Antriebskette eine Batteriezelle bereitgestellt werden muss, die einen Dehnmessstreifenverstärker und eine Sendeantenne versorgt. Mittels der Dehnmessstreifen kann die durch die Kraft hervorgerufene Dehnung des Kettengliedes gemessen werden. Die Sendeantenne sorgt dann für eine Übermittlung der Dehnung an ein stationäres Empfangsgerät. Alternativ zur Batteriezelle kann auch eine induktive Einspeisung der Energie in die Kettengliedelektronik erfolgen. Die damit einhergehende Elektronik inklusive Energieversorgungseinheit, Dehnmessstreifen und Antenne ist vergleichsweise groß und für den Einsatz in Förder- und Antriebsketten nur bedingt geeignet. Sehr lange Förder- oder Antriebsketten sollten günstigerweise auch an mehreren Stellen mit entsprechenden Messeinheiten bestückt sein, um eine bessere Überwachung zu gewährleisten. Außerdem muss im laufenden Betrieb der Ladezustand von Batterieeinheiten erfasst werden, weshalb diese Systeme nicht wartungsfrei sind.Chains and their drives are indispensable components for industrial plants. With chains very large forces are transmitted. It is known to equip a chain link with strain gauges. However, articulated chains used as conveyor or drive chains always run around endlessly, so that a battery cell must be provided on the conveyor or drive chain, which supplies a strain gauge amplifier and a transmitting antenna. By means of the strain gauges, the strain caused by the force of the chain link can be measured. The transmitting antenna then provides for transmission of the strain to a stationary receiving device. As an alternative to the battery cell, an inductive supply of energy to the chain link electronics can also take place. The associated electronics including power supply unit, strain gauges and antenna is comparatively large and only of limited suitability for use in conveyor and drive chains. Very long conveyor or drive chains should be conveniently equipped at several points with appropriate measuring units to ensure better monitoring. In addition, the state of charge of battery units must be detected during operation, which is why these systems are not maintenance-free.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gelenkkette der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine verbesserte Überwachung gewährleistet.It is therefore the object of the present invention to provide a joint chain of the type mentioned, which ensures improved monitoring.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die mindestens eine Kraftmesseinrichtung mindestens einen passiven Oberflächenwellen-Sensor zur Kraftermittlung umfasst, der mittels Funk abfragbar ist. Das bedeutet, dass der Sensor selbst keine eigene Energieversorgung benötigt, sondern dass ein Funksignal ausreicht, die Krafteinwirkung an der Kette zu ermitteln. Vorzugsweise wird hierbei die Dehnung an der Messstelle abgefragt, die dann in die Kraft umgerechnet werden kann. Bei einem Oberflächenwellen-Sensor handelt es sich hier um einen Piezokristall (insbesondere piezoelektrischer Einkristall), der mittels eines eine Antenne aufweisenden Interdigitalwandlers ein empfangendes Funksignal in ein akustisches Signal umwandelt. Der Sensor weist mindestens eine, bevorzugt mehrere, Reflexionsstellen auf, so dass ein akustisches Reflexionssignal entsteht, das wiederum von dem Interdigitalwandler in ein zurücksendbares Funksignal umgewandelt wird. Die Auswertung des Antwortsignals erfolgt aufgrund eines Phasen- und/oder Laufzeitvergleichs. Hierzu ist in aller Regel eine separate Empfangseinrichtung vorgesehen, die diese Auswertung vornimmt. Solche Oberflächenwellen-Sensoren sind relativ klein und können ohne weiteres z. B. auf die Außenlaschen von Laschenketten aufgesetzt, insbesondere geklebt werden. Die Abkürzung im Englischen lautet SAW (surface acoustic wave). Die Erfindung sieht demnach den Einsatz von Oberflächenwellenfunksensoren vor. Solche Funksensoren sind passive piezoelektrische Bauteile, die angeregt durch ein Funksignal eine Oberflächenwelle auf dem Sensor erzeugen. An einer Barriere (Reflexionsstelle) wird nun diese Oberflächenwelle reflektiert und erzeugt seinerseits ein Funksignal. Dieses wird an der stationären Funksende- und Empfangseinheit aufgefangen. Der zeitliche Versatz zwischen Sendeimpuls und Empfangsimpuls stellt die Laufzeit der auf der Piezokeramik erzeugten Oberflächenwelle dar. Wenn sich nun die Piezokeramik in ihrer Länge ändert, dann ändert sich entsprechend proportional die Laufzeit. Die Längenänderung kann dadurch hervorgerufen werden, dass das Piezokeramikplättchen auf eine Lasche der Kette aufgeklebt wird und somit die durch Zug verursachte Dehnung der Kettenlasche mitmacht.For this purpose, the invention provides that the at least one force measuring device comprises at least one passive surface wave sensor for force determination, which can be interrogated by radio. This means that the sensor itself does not need its own power supply, but that a radio signal is sufficient to determine the force on the chain. Preferably, in this case, the strain at the measuring point is interrogated, which can then be converted into the force. In the case of a surface wave sensor, this is a piezocrystal (in particular a piezoelectric single crystal) which converts a receiving radio signal into an acoustic signal by means of an interdigital transducer having an antenna. The sensor has at least one, preferably a plurality, reflection points, so that an acoustic reflection signal is produced, which in turn is converted by the interdigital transducer into a returnable radio signal. The evaluation of the response signal takes place on the basis of a phase and / or transit time comparison. For this purpose, a separate receiving device is usually provided, which carries out this evaluation. Such surface acoustic wave sensors are relatively small and can easily z. B. placed on the outer plates of link chains, in particular glued. The abbreviation in English is SAW (surface acoustic wave). The invention accordingly provides for the use of surface acoustic wave radio sensors. Such radio sensors are passive piezoelectric components which, excited by a radio signal, produce a surface wave on the sensor. At a barrier (reflection point), this surface wave is now reflected and in turn generates a radio signal. This is collected at the stationary radio transmitter and receiver unit. The time offset between the transmitted pulse and the received pulse represents the transit time of the surface wave generated on the piezoceramic. If the length of the piezoceramic changes, the propagation time changes proportionally. The change in length can be caused by the piezoceramic plate being glued to a tab of the chain and thus participating in the elongation of the link plate caused by train.
Derartige Sensoren sind einfach zu montieren, zu handhaben und in Betrieb zu nehmen. Das bedeutet, dass der Sensor nicht parametriert oder programmiert werden muss. Der Sensor ist wartungsfrei und unabhängig von der Kettenart, weil er z. B. nicht auf die Teilung der Kette abgestimmt werden muss. Darüber hinaus ist dieser unabhängig von der Kettengeschwindigkeit. Ein Hauptvorteil ist auch darin zu sehen, dass ein solcher Oberflächenwellen-Sensor widerstandsfähig ist gegen Wasser, Öl, Temperatur, Schmutz und mindestens auch gegen all die Elemente, gegen die die Kette selbst auch resistent ist. Darüber hinaus kann es sich um ein Standardbauteil handeln, welches recht kostengünstig zu beziehen ist.Such sensors are easy to assemble, handle and put into operation. This means that the sensor does not have to be parameterized or programmed. The sensor is maintenance-free and independent of the type of chain, because he z. B. does not have to be matched to the division of the chain. In addition, this is independent of the chain speed. A major advantage is the fact that such a surface wave sensor is resistant to water, oil, temperature, dirt and at least to all the elements against which the chain itself is also resistant. In addition, it may be a standard component, which is quite inexpensive to obtain.
Damit eine symmetrische Ermittlung der Dehnung und somit der eingeleiteten Kraft erfolgt, ist gemäß einer Variante vorgesehen, dass an den beiden außen liegenden Laschen eines Innen- oder Außenkettengliedes jeweils ein passiver Oberflächenwellen-Sensor zur Kraftermittlung angeordnet ist. Hierdurch kann auch ermittelt werden, ob eine unsymmetrische Krafteinleitung in die Kette erfolgt, die gegebenenfalls Rückschlüsse auf einen Fehler im Antrieb der Kette zulassen.So that a symmetrical determination of the strain and thus the force introduced, is According to a variant, provision is made in each case for a passive surface-wave sensor for force determination to be arranged on the two outer tabs of an inner or outer chain link. In this way, it can also be determined whether an asymmetrical introduction of force into the chain takes place, which possibly allows conclusions to be drawn about an error in the drive of the chain.
Des Weiteren kann an mehreren Innen- und Außenkettengliedern jeweils mindestens ein passiver Oberflächenwellen-Sensor zur Kraftermittlung angeordnet sein. Bei Automationsanlagen können die als Förder- oder Antriebsketten verwendeten Gelenkketten große Längen aufweisen, weshalb sich eine Überwachung an mehreren Stellen empfiehlt, um einen besseren Überblick über den Gesamtzustand der Kette zu erlangen.Furthermore, in each case at least one passive surface wave sensor for determining the force can be arranged on a plurality of inner and outer chain links. In automation systems, the link chains used as conveyor or drive chains can have long lengths, which is why monitoring in several places is recommended in order to obtain a better overview of the overall condition of the chain.
Die Temperatur hat selbstverständlich auch einen Einfluss auf die Dehnung der Gelenkkette. Gemäß einer Ausführungsform ist daher der Kraftmesseinrichtung eine Einrichtung zur Temperaturkompensation zugeordnet. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Zum einen durch einfache Temperaturmessung, wobei die ermittelte Temperatur in die Bestimmung der Kraft mit einfließt. Das bedeutet, dass eine Kompensation erst in der Auswerteeinrichtung stattfindet. Zur Kraftmessung werden die Oberflächenwellen-Sensoren so angeordnet, dass ein bestmögliches Ergebnis bei der Dehnungsmessung erzielt wird. Eine Kette hat eine Hauptkraftrichtung, nämlich die Richtung, in der die Zugkraft von ihr übertragen werden soll. Ein Oberflächenwellen-Sensor kann eine geeignete interne Anordnung zur Kompensation aufweisen. Möglich ist aber auch, dass die Einrichtung zur Temperaturkompensation einen Oberflächenwellen-Sensor umfasst, der im Wesentlichen unbeeinflusst zur Hauptkraftrichtung der Gelenkkette an einem Innen- oder Außenkettenglied angeordnet ist. Die Kompensation findet dann wiederum in der Auswerteeinheit statt. Vorteil dieser Anordnung ist, dass die temperaturbedingte Dehnung des Sensors orthogonal zur Zugrichtung gemessen wird und damit einfacher und genauer kompensiert werden kann. Ein Oberflächenwellen-Sensor hat meist eine Hauptmessrichtung. Hier bietet sich z. B. die senkrechte Anordnung zur Hauptmessrichtung an, so dass der Temperatureinfluss herausrechenbar ist.Of course, the temperature also has an influence on the elongation of the articulated chain. According to one embodiment, therefore, the force measuring device is associated with a device for temperature compensation. This can be done in different ways. On the one hand by simple temperature measurement, whereby the determined temperature is included in the determination of the force. This means that a compensation only takes place in the evaluation device. For force measurement, the surface wave sensors are arranged so that the best possible result is achieved in the strain measurement. A chain has one main direction of force, namely the direction in which the traction is to be transmitted by it. A surface acoustic wave sensor may have a suitable internal arrangement for compensation. However, it is also possible that the device for temperature compensation comprises a surface wave sensor which is arranged substantially unaffected to the main force direction of the articulated chain on an inner or outer chain link. The compensation then takes place again in the evaluation unit. Advantage of this arrangement is that the temperature-induced strain of the sensor is measured orthogonal to the pulling direction and thus can be compensated easier and more accurate. A surface wave sensor usually has a main measuring direction. Here offers z. B. the vertical arrangement to the main measuring direction, so that the influence of temperature is herausrechenbar.
Bevorzugt können gemäß einer Ausführungsform zusätzliche Messeinrichtungen zum Messen anderer Betriebsgrößen, wie z. B. Temperatur, Geschwindigkeit, Feuchtegrad der Umgebungsluft und/oder des applizierten Schmierstoffes, Beschleunigung etc., der Gelenkkette vorgesehen sein, die mindestens einen Oberflächenwellen-Sensor umfassen, der mittels Funk abfragbar ist. Das bedeutet, dass zusätzlich mit einer ähnlichen Technik weitere Betriebsgrößen der Gelenkkette in die Überwachung mit einfließen und Berücksichtigung finden können.Preferably, according to one embodiment, additional measuring devices for measuring other operating variables, such. As temperature, speed, humidity level of the ambient air and / or the applied lubricant, acceleration, etc., the joint chain may be provided which comprise at least one surface acoustic wave sensor which is interrogated by radio. This means that in addition with a similar technique further operating variables of the articulated chain can be included in the monitoring and taken into account.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Ermitteln einer an einer Gelenkkette nach einem der Ansprüche 1 bis 6 wirkenden Kettenzugkraft. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass anhand der Laufzeit einer Oberflächenwelle eines Piezokritstalls des Oberflächenwellen-Sensors eine Dehnung einer Lasche eines Innen- oder Außenkettengliedes, an der ein Oberflächenwellen-Sensor angebracht ist, ermittelt wird. Die Erzeugung derartiger Oberflächenwellen ist vergleichsweise einfach und erfordert keine Energiequelle auf bewegten Teilen, weshalb der Sensor relativ klein bauen kann und für Gelenkketten, beispielsweise Förder- oder Antriebsketten, unterschiedlichster Größe Anwendung finden kann. Der Sensor wirkt praktisch als Reflektor und nutzt die von der Antenne empfangenen Energie und benötigt dabei keinen Energiespeicher vor Ort. Das Verhalten der Gelenkkette, bzw. der Förder- oder Antriebskette, wird durch den Sensor nicht beeinflusst. Dieser ist nach außen hin vergleichbar mit einem einfachen aufgeklebten Etikett, das lediglich eine bestimmte Dicke für den erforderlichen Strukturaufbau aufweist.Furthermore, the invention relates to a method for determining a chain tension force acting on a joint chain according to one of claims 1 to 6. The method is characterized in that based on the transit time of a surface wave of a piezocrystal of the surface acoustic wave sensor, an elongation of a tab of an inner or outer chain link on which a surface acoustic wave sensor is mounted, is determined. The production of such surface waves is relatively simple and does not require an energy source on moving parts, which is why the sensor can build relatively small and can be used for joint chains, such as conveyor or drive chains of different sizes. The sensor practically acts as a reflector and uses the energy received by the antenna and does not require any energy storage on site. The behavior of the articulated chain, or the conveyor or drive chain, is not influenced by the sensor. This is outwardly comparable to a simple glued label that has only a certain thickness for the required structure structure.
Bevorzugt wird mittels einer Sendeeinrichtung ein Funksignal an den mindestens einen an der Gelenkkette angebrachten Oberflächenwellen-Sensor gesendet, das von einer Antenne des Oberflächen-Sensor empfangen und in eine Oberflächenwelle umgewandelt wird, wobei die Oberflächenwelle reflektiert und anschließend in ein zurückgesendetes Funksignal mittels der Antenne umgewandelt wird, und wobei das zurückgesendete Funksignal von einer Empfangseinrichtung empfangen und in einem anschließenden Schritt auf der Basis des zurückgesendeten Funksignals eine Dehnung der Lasche ermittelt wird, aus der die Krafteinwirkung berechenbar ist. Hierzu ist der Sensor mit einem Interdigitalwandler ausgerüstet, der die entsprechende Umwandlung der Funksignale oder des akustischen Signals durchführt.Preferably, a radio signal is transmitted by means of a transmitting device to the at least one surface wave sensor attached to the articulated chain, which is received by an antenna of the surface sensor and converted into a surface wave, wherein the surface wave is reflected and subsequently converted into a returned radio signal by means of the antenna is received, and wherein the returned radio signal is received by a receiving device and in a subsequent step on the basis of the returned radio signal, an elongation of the tab is determined, from which the force is calculated. For this purpose, the sensor is equipped with an interdigital transducer, which performs the corresponding conversion of the radio signals or the acoustic signal.
Bevorzugt kann die Gelenkkette auf der Basis der Ermittlung der Kettenzugkraft eine Regelung hinsichtlich eines Laufs der Gelenkkette, erfolgen. Die durch die Kraft bestimmte Längung der Kette führt u. a. dazu, dass mit der Kettenstellung synchronisierte Abläufe nur schwer steuerbar sind, wenn die eingeleitete Kraft nicht vorhersehbar schwankt. Eine Messung der auf die Kette einwirkenden Kraft in situ sowie deren Berücksichtigung beseitigt solche Synchronisationsprobleme, weshalb sich z. B. Fabrikationsanlagen viel besser steuern bzw. regeln lassen.On the basis of the determination of the chain tension force, the articulated chain can preferably be regulated with regard to a run of the articulated chain. The determined by the force elongation of the chain leads u. a. In addition, synchronized processes with the chain position are difficult to control if the force introduced does not fluctuate unpredictably. A measurement of the force acting on the chain in situ and their consideration eliminates such synchronization problems, which is why z. B. control manufacturing plants much better or can be regulated.
Gemäß einer Variante besteht die Möglichkeit, dass auf der Basis der Ermittlung der Kettenzugkraft mittels mindestens zwei an einem Kettenglied angebrachter Oberflächenwellen-Sensoren eine Querbelastung der Gelenkkette ermittelt wird. Solche Querbelastungen können z. B. durch schlecht ausgerichtete Kettenräder auftreten. Diese Tatsache kann detektiert und gegebenenfalls kompensiert werden. Auch eine automatische Kompensation im Rahmen einer Steuer-/Regelung ist möglich.According to a variant there is the possibility that on the basis of the determination of the chain tension by means of at least two at one Chain link mounted surface wave sensors a transverse load of the articulated chain is determined. Such cross loads can z. B. occur due to poorly aligned sprockets. This fact can be detected and possibly compensated. An automatic compensation in the context of a control / regulation is possible.
Darüber hinaus kann bei der Verwendung von Oberflächenwellen-Sensoren bei parallel betriebenen Gelenkketten eine Regelung hinsichtlich gleichmäßiger Belastung dieser Gelenkketten vorgenommen werden. Eine solche Regelung hat wesentliche Vorteile in Bezug auf den Verschleiß der parallelen Gelenkketten. Darüber hinaus kann auch die Vorspannung der beiden Ketten detektiert und aufeinander abgestimmt bzw. vergleichmäßigt werden.In addition, with the use of surface acoustic wave sensors in parallel-operated joint chains, a regulation with regard to uniform loading of these joint chains can be made. Such a control has significant advantages in terms of wear of the parallel link chains. In addition, the bias of the two chains can be detected and matched or evened out.
Darüber hinaus kann auf der Basis der Dehnungsermittlung eine Verschleißerkennung mittels einer Überwachungseinrichtung verbessert werden. Üblicherweise erfolgt eine Verschleißerkennung mittels eines Verschleißsensors im Leertrum. In Verbindung mit der Dehnungsermittlung kann nunmehr der Verschleiß auch im Lasttrum bestimmt werden, da der Krafteinfluss kompensiert werden kann.In addition, on the basis of the strain detection, a wear detection can be improved by means of a monitoring device. Usually, wear detection is carried out by means of a wear sensor in the slack side. In conjunction with the determination of the strain, the wear can now also be determined in the load area, since the force influence can be compensated.
Von großem Vorteil ist auch eine Variante, bei der hochbelastete Abschnitte eines Kettentriebs ermittelt werden. Werden bei einem Umlauf einer Kette Stellen ermittelt, an denen eine höhere Belastung auftritt, so können Rückschlüsse auf Verschleiß oder Defekte in den betriebenen Anlagen gemacht werden. Die Erkennung eines solchen Verschleißes oder von Defekten z. B. in Großanlagen, ist von enormen Vorteil, da rechtzeitig Gegenmaßnahmen getroffen werden können, wodurch unnötige Stillstandzeiten vermeidbar sind.Of great advantage is also a variant in which highly stressed sections of a chain drive are determined. If, during a circulation of a chain, points are identified where a higher load occurs, then conclusions can be drawn about wear or defects in the operated systems. The detection of such wear or defects z. As in large systems, is of enormous advantage, since timely countermeasures can be taken, so unnecessary downtime can be avoided.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Fördereinrichtung mit einer Gelenkkette nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einer Funksendeeinrichtung und einer Funkempfangseinrichtung, die mit dem passiven Oberflächenwellen-Sensor an der Gelenkkette zum Abfragen der Kettendehnung bzw. -kraft in Funkkontakt bringbar ist.Furthermore, the invention relates to a conveyor with a link chain according to one of claims 1 to 6 and a radio transmitting device and a radio receiving device which can be brought into radio contact with the passive surface acoustic wave sensor on the articulated chain for interrogating the chain elongation or force.
Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass diese Funksendeeinrichtung und Funkempfangseinrichtung in unmittelbarer Nähe zur Gelenkkette, beispielsweise einer Förder- oder Antriebskette, angeordnet ist, so dass sich zahlreiche Anordnungsmöglichkeiten ergeben. Um Störeinflüsse zu vermeiden, ist selbstverständlich die Anordnung in einem bestimmten Umfeld der Fördereinrichtung sinnvoll.It is not mandatory that this radio transmitter and radio receiving device in the immediate vicinity of the articulated chain, such as a conveyor or drive chain, is arranged so that there are numerous possible arrangements. To avoid interference, of course, the arrangement in a particular environment of the conveyor makes sense.
Bevorzugterweise kann gemäß einer Ausführungsform die Kettendehnung bzw. die Kettenkraft indirekt über eine Laufzeit des von der Funksendeeinrichtung ausgesendeten und von der Funkempfangseinrichtung wieder empfangenen Signals von einer Auswerteeinrichtung ermittelt werden. Es kann auch lediglich eine Auswertung des empfangenen Signals erfolgen, weil sich die Laufzeit zwischen den Reflexionsstellen (bei mehreren Reflexionsstellen) ebenfalls ändert.Preferably, according to one embodiment, the chain elongation or the chain force can be determined indirectly by a evaluation device over a transit time of the signal transmitted by the radio transmitting device and received again by the radio receiving device. It can also take place only an evaluation of the received signal, because the transit time between the reflection points (at several reflection points) also changes.
Die jeweiligen Auswerteeinrichtungen haben dann die entsprechenden Auswerteprogramme zur Ermittlung der gewünschten Daten.The respective evaluation devices then have the corresponding evaluation programs for determining the desired data.
Bevorzugt kann der Oberflächenwellen-Sensor einen Piezokirstall (insbesondere piezoelektrischer Einkristall) umfassen, der mehrere Reflexionsstellen aufweist, die Voraussetzung für ein charakteristisches Antwortsignal sind. Aufgrund dieses charakteristischen Antwortsignals können noch zusätzliche Informationen kodiert werden. Zum Beispiel ist es gemäß einer Variante möglich, dass ein Oberflächenwellen-Sensor vorgesehen ist, der eine Kodierung für die Art der eingesetzten Gelenkkette enthält. Diese ist z. B. auf der Basis des charakteristischen Antwortsignals herbeizuführen. Hierdurch lässt sich z. B. bei der Verwendung einer geeigneten Anzahl an Sensoren auch ermitteln, ob die richtige Förder- und Antriebskette eingesetzt wurde, oder ob diese in der richtigen Richtung eingebaut wurde.Preferably, the surface acoustic wave sensor may comprise a piezokirstall (in particular piezoelectric single crystal) having a plurality of reflection points, which are prerequisite for a characteristic response signal. Due to this characteristic response signal additional information can be encoded. For example, according to a variant, it is possible to provide a surface acoustic wave sensor which contains a coding for the type of articulated chain used. This is z. B. on the basis of the characteristic response signal. This allows z. B. when using a suitable number of sensors also determine whether the right conveyor and drive chain has been used, or whether it has been installed in the right direction.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the present invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show it:
Der in
Die als Förder- oder Antriebskette ausgebildete Gelenkkette
Die Innenkettenglieder
In den Kettentrieb
Wie insbesondere anhand der
Wie in
Wie insbesondere anhand der
Bei dem Oberflächenwellen-Sensor
Das so erzeugte Überwachungssystem benötigt keinerlei Hilfsenergie vor Ort und ist extrem robust gegen Feuchte, Schmutz, Öl, Fett und auch hohe Temperaturen, weshalb es sich zum Einsatz in Maschinen und Anlagen in der Fabrikautomation hervorragend eignet. Aufgrund der Tatsache, dass diese Maschinen und Anlagen zunehmend voll automatisiert sind, besteht eine hohe Anforderung an synchronisierte Abläufe, die mit der Kettenstellung einhergehen. Die eingebrachte Kettenkraft bestimmt die Längung der Gelenkkette
Ein besonderer Vorteil der hier beschriebenen Anordnung besteht in der Passivität, d. h. der Oberflächenwellen-Sensor
Darüber hinaus besteht noch die Möglichkeit, dass weitere Oberflächenwellen-Sensoren angebracht werden, die andere Betriebsparameter ermitteln können. Beispiele hierfür sind z. B. die Temperatur, die Geschwindigkeit, eine Feuchtemessung, z. B. der Umgebungsluft oder des applizierten Schmierstoffs, sowie die Beschleunigung.In addition, there is still the possibility that further surface acoustic wave sensors are mounted, which can determine other operating parameters. Examples are z. As the temperature, the speed, a humidity measurement, z. As the ambient air or the applied lubricant, and the acceleration.
Nachdem bei der Ermittlung der Kettendehnung nicht nur die Kettenkraft eine Rolle spielt, sondern auch die Temperatur kann bevorzugt eine Maßnahme zur Temperaturkompensation vorgesehen sein. Ein Beispiel hierzu ist in
Die Vorteilte der Erfindung liegen in der einfachen Montage, in der einfachen Handhabung und Inbetriebsetzung, in der Wartungsfreiheit, in der Unabhängigkeit von der Kettenart, der Unabhängigkeit von der Kettengeschwindigkeit, der Widerstandsfähigkeit gegen Wasser, Öl, Temperatur, Schmutz und mindestens auch gegen all die Elemente, gegen die die Kette selbst auch resistent ist. Darüber hinaus sind die Oberflächenwellen-Sensoren
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kettentriebchain drive
- 22
- Antriebskettenraddrive sprocket
- 33
- Abtriebskettenraddriven sprocket
- 44
- Gelenkkettearticulated chain
- 55
- AußenkettengliedOuter chain link
- 66
- InnenkettengliedInner link
- 77
- Kettengelenkchain link
- 88th
- Außenlaschenouter plates
- 99
- Kettenbolzenchain pins
- 1010
- Innenlascheninner plates
- 1111
- Rollerole
- 1212
- Oberflächenwellen-SensorSurface Acoustic Wave Sensor
- 1313
- Außenflächeouter surface
- 1414
- Piezokristallpiezo crystal
- 1515
- Antenneantenna
- 1616
- InterdigitalwandlerInterdigital transducer
- 17.1.–17.617.1.-17.6
- Reflexionsstellenreflection points
- 1818
- Funksende- und EmpfangseinrichtungRadio transmitting and receiving device
- 1919
- Auswerteeinrichtungevaluation
- 2020
- Antenneneinrichtungantenna means
- 2121
- Abfragesignalinterrogation signal
- 2222
- Antwortsignalanswer signal
- ZZ
- Kettenzugkraftchain tension
- KA K A
- Kettenlängsachsechain longitudinal axis
Claims (17)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102015009431.9A DE102015009431A1 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Articulated chain with a passive surface wave sensor |
Publications (1)
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DE102015009431A1 true DE102015009431A1 (en) | 2017-01-26 |
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Family Applications (1)
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