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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkkette, beispielsweise eine Förder- oder Antriebskette, mit sich abwechselnden Innen- und Außenkettengliedern und mindestens einer Kraftmesseinrichtung.
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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.
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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.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gelenkkette der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine verbesserte Überwachung gewährleistet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die jeweiligen Auswerteeinrichtungen haben dann die entsprechenden Auswerteprogramme zur Ermittlung der gewünschten Daten.
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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.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Förder- oder Antriebseinrichtung,
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2 eine Draufsicht auf ein Teil der Gelenkkette aus 1 in vergrößerter Darstellung,
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3 eine Vorderansicht des Kettenteilstücks aus 2,
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4 eine schematische perspektivische Ansicht hinsichtlich des Funktionsprinzips eines Oberflächenwellen-Sensors, und
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5 eine Vorderansicht einer Variante eines Teilstücks einer Gelenkkette.
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Der in 1 schematisch dargestellte Kettentrieb 1 dient z. B. zum Antrieb innerhalb einer Maschine oder Anlage in der Fabrikautomation und kann gegenüber der hier gezeigten verkürzten Länge auch beträchtliche Ausmaße annehmen und außer dem hier dargestellten Antriebskettenrad 2 und dem Abtriebskettenrad 3 weitere in den Kettentrieb integrierte Kettenräder aufweisen. Bei der dargestellten Gelenkkette 4 handelt es sich um eine als Rollenkette ausgebildete Förder- oder Antriebskette. Es können jedoch auch sämtliche andere Laschenkettenformen Anwendung finden.
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Die als Förder- oder Antriebskette ausgebildete Gelenkkette 4 umfasst sich abwechselnde Außenkettenglieder 5 und Innenkettenglieder 6, die jeweils über eine Kettengelenk 7 miteinander verbunden sind. Das Außenkettenglied 5 besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten und in der Mitte taillierten Außenlaschen 8 und zwei diese miteinander verbindende und im parallelen Abstand zueinander angeordnete Kettenbolzen 9. Die Kettenbolzen 9 sind mit ihren Endbereichen in entsprechende Öffnungen in den Außenlaschen 8 eingepresst und stehen seitlich etwas über.
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Die Innenkettenglieder 6 bestehen aus zwei im parallelen Abstand zueinander angeordneten und in der Mitte taillierten Innenlaschen 10 und zwei nicht dargestellten und im parallelen Abstand zueinander angeordneten Hülsen, die in entsprechend Öffnungen in den Innenlaschen 10 mit ihren Endbereichen eingepresst sind. Auf den Hülsen sind jeweils drehbar hülsenförmige Rollen 11 angeordnet, die mit den Kettenrädern 2 und 3 in Eingriff kommen. Zur Bildung eines Kettengelenks 7 erstreckt sich jeweils ein Kettenbolzen 9 des Außenkettengliedes 5 durch eine Hülse des Innenkettengliedes 6.
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In den Kettentrieb 1 sind mehrere Außenkettenglieder 5 in vorbestimmtem Abstand zueinander mit Oberflächenwellen-Sensoren 12 versehen. Ein im Wesentlichen rechteckförmiger Oberflächenwellen-Sensor 12 ist jeweils auf die Außenseite 13 des zugehörigen Außenkettengliedes 5 aufgeklebt. Der Oberflächenwellen-Sensor 12 ist so aufgeklebt, dass seine Längsachse (und somit Hauptmessachse) parallel zur Kettenzugrichtung Z ausgerichtet ist. Bei den Oberflächenwellen-Sensoren 12 (OWF (Oberflächenwellenfilter) bzw. SAW (surface acoustic wave)) handelt es sich um passive Piezokristallelemente, die auch als dünne Keramikplättchen bezeichnet werden könnten. Aufgrund ihrer geringen Dicke können diese sehr einfach auf die Außenseite der Kettenlaschen montiert, insbesondere geklebt werden.
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Wie insbesondere anhand der 4 zu erkennen ist, umfasst ein Oberflächenwellen-Sensor einen plättchenförmigen Piezokristall 14, eine beidseitig überstehende Antenne 15 zum Empfangen und Senden von Funksignalen, einen mit der Antenne 15 verbundenen Interdigitalwandler, der elektrische Signale in akustische Signale umwandelt oder umgekehrt sowie mehrere in vorbestimmten Abständen und Gruppierungen zueinander angeordnete Reflexionsstellen 17.1 bis 17.6.
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Wie in 1 weiter zu erkennen ist, ist dem Kettentrieb 1 eine Funksende- und -empfangseinrichtung 18 zugeordnet, die eine Auswerteeinrichtung 19 sowie eine Antenneneinrichtung 20 aufweist. Die Antenneneinrichtung 20 ist auch in 4 gezeigt.
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Wie insbesondere anhand der 2 zu erkennen ist, sind an ein und demselben Außenkettenglied 5 an beiden Außenlaschen 8 jeweils symmetrisch zur Kettenlängsachse KA ein Oberflächenwellen-Sensor 12 angebracht, so dass auch Abweichungen, insbesondere bei einer unsymmetrisch eingebrachten Kettenkraft, ermittelt können. Darüber hinaus lässt sich aus der Summe der Kräfte je Außenlasche 8 die Zugkraft der Gelenkkette 4 berechnen. Anhand der 1 und 3 ist zu erkennen, dass der Oberflächenwellen-Sensor 12 auch in der Höhenrichtung symmetrisch auf die Außenlasche 8 aufgebracht ist, d. h. er sitzt zentral auf der Außenlasche 8 auf.
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Bei dem Oberflächenwellen-Sensor 12 handelt es sich um einen als passives piezoelektrisches Bauteil ausgestalteten Funksensor, der, angeregt durch ein Abfragesignal 21, das von der Antenneneinrichtung 20 ausgesandt und dann von der Antenne 15 empfangen wird, mittels des Interdigitalwandlers 16 eine Oberflächenwelle auf dem Sensor 12 erzeugt. An den Reflexionsstellen 17.1 bis 17.6, die als Barrieren dienen, wird nun diese Oberflächenwelle mehrfach reflektiert und gelangt somit in unterschiedlichen zeitlichen Abständen wieder zum Interdigitalwandler 16, wo die akustische Welle (bzw. das durch die Reflexionsstellen 17.1 bis 17.6 erzeugte Wellenmuster) wieder in ein Antwortsignal 22 (Funksignal) umgewandelt und mittels der Antenne 15 wieder an die Antenneneinrichtung 20 zurückgefunkt wird. Das Muster des Antwortsignals 22 ist maßgeblich abhängig von der Ausgestaltung, d. h. Anordnung, Gruppierung etc. der Reflexionsstellen 17.1 bis 17.6. Mittels der Auswerteeinrichtung 19 kann nunmehr aufgrund des zeitlichen Versatzes zwischen dem Sendeimpuls und dem Empfangsimpuls (bzw. Empfangsimpulsmuster) auf die Laufzeit die auf dem Piezokristall 14 erzeugte Oberflächenwelle geschlossen werden. Wenn sich der Piezokristall 14 in seiner Länge ändert, dann ändert sich entsprechend proportional die Laufzeit, das bedeutet, das Antwortsignal 22 ändert sich, was durch die Auswerteeinrichtung 19 ermittelt werden kann. Eine Längenänderung des bevorzugt aufgeklebten Piezokristalls 14 bedeutet aber auch gleichzeitig eine Längenänderung bzw. Dehnung der Außenlasche 8, auf der der Oberflächenwellen-Sensor 12 angebracht ist. Aus dieser Dehnung lässt sich dann aufgrund der bekannten Werkstoffdaten der Gelenkkette 4 sowie deren Form und Größe auf die jeweilige zum Messzeitpunkt übertragene Kettenkraft schließen. Dies alles ermittelt die Auswerteeinrichtung 19.
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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 4, was bei einer solchen Synchronisierung Berücksichtigung finden muss. Daher muss die eingeleitete Kraft in bestimmten Grenzen bleiben bzw. darf nicht unvorhersehbar schwanken. Durch die in situ-Messung der Kettenkraft weiß das System aber zu jedem Zeitpunkt, welche Kettenlängung gerade vorliegt. Die Auswerteeinrichtung 19 kann daher Einfluss auf die Synchronisierung des Kettentriebes 1 nehmen, wodurch es nicht zu ungewollten Stillstandzeiten und damit einhergehender relativ hohen Investitionen kommt. Solche ungewollten Stillstandzeiten führen nicht nur zu unmittelbaren finanziellen Einbußen, sondern auch zu mittelbaren, wie z. B. das Unterbrechen der Logistikkette bis hin zu nicht einhaltbaren Lieferzeiten.
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Ein besonderer Vorteil der hier beschriebenen Anordnung besteht in der Passivität, d. h. der Oberflächenwellen-Sensor 12 muss nicht mit einer eigenen Energiequelle versehen sein, sondern es reicht ein „einfaches” Abfragesignal 21 (Funksignal), um in gewünschter Weise ein auswertbares Antwortsignal 22 (ebenfalls Funksignal) zu erhalten. Das charakteristische Muster des Antwortsignals 22 kann auch für eine Kodierung der Gelenkkette 4 hergenommen werden, so dass auch gleich Klarheit darüber besteht, ob sich die korrekte Kette im Einsatz befindet.
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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.
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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 5 dargestellt. Dort werden die Außenlaschen 8 des bestückten Außenkettengliedes 5 auf ihren Außenflächen 13 jeweils mit zwei Oberflächenwellen-Sensoren 12 versehen, die um 90° verdreht angeordnet werden. Eine Längsdehnung hat auf den senkrecht zur Kettenzugrichtung Z stehenden Oberflächenwellen-Sensor 12 aufgrund seiner Vorzugsmessrichtung nur wenig Einfluss, so dass dieser hauptsächlich nur durch die Temperatur verursachte Dehnungen ermittelt, die dann wiederum von der Auswerteeinrichtung 19 herausgerechnet werden können, so dass auf die reine Kettenkraft geschlossen werden kann.
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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 12 einfach aufgebaut und ermöglichen im Kettentrieb 1 eine Lastkompensation, wodurch es zu einer guten Synchronisation des jeweiligen Antriebes kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettentrieb
- 2
- Antriebskettenrad
- 3
- Abtriebskettenrad
- 4
- Gelenkkette
- 5
- Außenkettenglied
- 6
- Innenkettenglied
- 7
- Kettengelenk
- 8
- Außenlaschen
- 9
- Kettenbolzen
- 10
- Innenlaschen
- 11
- Rolle
- 12
- Oberflächenwellen-Sensor
- 13
- Außenfläche
- 14
- Piezokristall
- 15
- Antenne
- 16
- Interdigitalwandler
- 17.1.–17.6
- Reflexionsstellen
- 18
- Funksende- und Empfangseinrichtung
- 19
- Auswerteeinrichtung
- 20
- Antenneneinrichtung
- 21
- Abfragesignal
- 22
- Antwortsignal
- Z
- Kettenzugkraft
- KA
- Kettenlängsachse