DE20305619U1

DE20305619U1 - Monitoring system for the operation of an energy transfer chain, whereby the force applied to the chain is measured and compared with design values so that excess values trigger an alarm

Info

Publication number: DE20305619U1
Application number: DE20305619U
Authority: DE
Original assignee: Igus GmbH
Current assignee: Igus GmbH
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2013-04-05

Abstract

Monitoring system for the operation of an energy transfer chain that has a number of linked chain links and serves to guide hose, cable or similar between together two connection points (2, 3) that move relative to each other. At least one sensor is provided for measuring the force acting on the chain (1) or a part thereof. The measured force is compared in a comparison unit (9) with a preset reference value (10). A signal is generated when the measured force lies outside a tolerance range (14). The invention also relates to a corresponding energy transfer chain.

Description

LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Gu - Al / h aLIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Gu - Al / h a Patentanwälte - European Patent Attorneys - European Trademark AttorneysPatent Attorneys - European Patent Attorneys - European Trademark Attorneys

P.O. Box 30 02 08, D-51412 Bergisch Gladbach 4. April 2003P.O. Box 30 02 08, D-51412 Bergisch Gladbach 4 April 2003

Telefon +49 (0) 22 04.92 33-0
Telefax +49 (0) 22 04.6 26 06Telephone +49 (0) 22 04.92 33-0
Fax +49 (0) 22 04.6 26 06

Igus Spritzgußteile für die Industrie GmbH 51147 KölnIgus injection molded parts for industry GmbH 51147 Cologne

Überwachungssystem für EnergieführungsketteMonitoring system for energy chain

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für den Betrieb wenigstens einer Energieführungskette, die mehrere miteinander gelenkig verbundene Kettenglieder umfasst und zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Anschlussstellen, von denen eine stationär sein kann, Schläuche, Kabel oder dergleichen führt. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Energieführungskette und eine Anschlussvorrichtung, die Bestandteil eines Überwachungssystems sein können.The invention relates to a monitoring system for the operation of at least one energy guide chain, which comprises several chain links connected to one another in an articulated manner and guides hoses, cables or the like between two connection points that are movable relative to one another, one of which can be stationary. The invention further relates to an energy guide chain and a connection device that can be part of a monitoring system.

Wird beispielsweise eine Anschlussstelle der Energieführungskette bewegt, hat dies zur Folge, dass auch die Energieführungskette oder zumindest ein Teil der Energieführungskette bewegt wird. Eine Bewegung der Kette verursacht aufgrund Reibung und Trägheit immer eine der Bewegung entgegengesetzte Kraft. Insbesondere bei langen und schweren Energieführungsketten wie zum Beispiel für Lastkräne können diese Reibkräfte und Trägheitskräfte erhebliche Ausmaße annehmen.If, for example, a connection point of the energy chain is moved, this results in the energy chain or at least part of the energy chain also being moved. Due to friction and inertia, a movement of the chain always causes a force that opposes the movement. These frictional forces and inertia forces can reach considerable proportions, particularly in the case of long and heavy energy chains such as those used in cranes.

Durch Auslegung der Energieführungskette und der Führung für die Energieführungskette, wie zum Beispiel eine Führungsrinne mit Gleitschienen, durch die eine Energieführungskette ihrerseits geführt wird, lassen sich die Reibkräfte beeinflussen. Jedoch kann der Verschleiß von Energieführungskette, Führungsrinne oder Gleitschiene bei der Bewegung der Energieführungs-The frictional forces can be influenced by designing the energy guiding chain and the guide for the energy guiding chain, such as a guide trough with slide rails through which an energy guiding chain is guided. However, the wear of the energy guiding chain, guide trough or slide rail during the movement of the energy guiding chain can

• · • ·• · • ·

kette zu unerwartet hohen Reibkräften führen. Auch ist es möglich, dass die Energieführungskette der Bewegung einer Anschlussstelle aufgrund eines Defekts oder eines Hindernisses beispielsweise in der Führungsrinne nicht wie vorgesehen folgen kann, so dass in der Energieführungskette hohe Kräfte entstehen. Zu hohe Kräfte, seien sie durch Verschleiß oder andere Umstände verursacht, können einen ordnungsgemäßen Betrieb unmöglich machen.chain can lead to unexpectedly high friction forces. It is also possible that the energy chain cannot follow the movement of a connection point as intended due to a defect or an obstacle, for example in the guide channel, so that high forces arise in the energy chain. Excessive forces, whether caused by wear or other circumstances, can make proper operation impossible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen sicheren Betrieb der Energieführungskette zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object of enabling safe operation of the energy chain.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Überwachungssystem für den Betrieb wenigstens einer Energieführungskette mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst. Das Überwachungssystem umfasst dabei wenigstens einen Kraftaufnehmer zur Erfassung einer Kraft in Sollbewegungsrichtung der Energieführungskette. Diese Kraft wirkt auf die Energieführungskette oder auf einen Teilbereich derselben. Des weiteren umfasst das Überwachungssystem eine Auswerteeinheit, die die gemessene Kraft mit einem vorbestimmten Sollwert vergleicht und ein Signal erzeugt, wenn die gemessene Kraft außerhalb eines Toleranzbereiches eines vorbestimmten Sollwertes liegt. Dabei kann einer intakten Energieführungskette und einem ordnungsgemäßen Betrieb der E-nergieführungskette ein bestimmter Sollwert für die Kraft zugeordnet werden. Liegt im Betrieb der Energieführungskette der gemessene Kraftwert innerhalb des Toleranzbereiches des entsprechenden Sollwertes, kann davon ausgegangen werden, dass die Energieführungskette intakt ist und der Betrieb ordnungsgemäß verläuft. Befindet sich hingegen der gemessene Kraftwert außerhalb des Toleranzbereiches, muss von einer Störung oder von einem zu großen Verschleiß der Energieführungskette ausgegangen werden. In diesem Fall wird ein Signal erzeugt, das einen nicht ordnungsgemäßen Betrieb der Energieführungskette anzeigt.The object of the invention is achieved by a monitoring system for the operation of at least one energy guide chain with the combination of features of claim 1. The monitoring system comprises at least one force sensor for detecting a force in the target direction of movement of the energy guide chain. This force acts on the energy guide chain or on a part of it. The monitoring system also comprises an evaluation unit which compares the measured force with a predetermined target value and generates a signal if the measured force is outside a tolerance range of a predetermined target value. A specific target value for the force can be assigned to an intact energy guide chain and to proper operation of the energy guide chain. If the measured force value is within the tolerance range of the corresponding target value during operation of the energy guide chain, it can be assumed that the energy guide chain is intact and operation is proceeding properly. If, on the other hand, the measured force value is outside the tolerance range, it must be assumed that there is a fault or that the energy guide chain is excessively worn. In this case, a signal is generated indicating improper operation of the energy chain.

Das erzeugte Signal kann zu einer Einrichtung übertragen wer-The generated signal can be transmitted to a device

den, die aufgrund des ursprünglichen oder gegebenenfalls verarbeiteten Signals den Betriebszustand der Energieführungskette ändert. Somit führt eine zu hohe Kraft oder auch eine zu niedrige Kraft automatisch zu einer Änderung des Betriebszustands der Energieführungskette. Beispielsweise kann der Betriebszustand der Energieführungskette durch die Verlangsamung der Bewegung einer Anschlussstelle geändert werden. Auch kann das zu der Einrichtung übertragene Signal zu einem Nothalt führen, bei dem die Bewegung der Anschlussstelle bzw. die Relativbewegung der Anschlussstellen gestoppt wird.which changes the operating state of the cable drag chain based on the original or possibly processed signal. Thus, a force that is too high or too low automatically leads to a change in the operating state of the cable drag chain. For example, the operating state of the cable drag chain can be changed by slowing down the movement of a connection point. The signal transmitted to the device can also lead to an emergency stop in which the movement of the connection point or the relative movement of the connection points is stopped.

Vorzugsweise stellt der vorbestimmte Sollwert einen vorbestimmten Maximalwert für die gemessene Kraft dar. In diesem Fall würde sich der Toleranzbereich von einem Kraftwert gleich null bis zu dem Sollwert erstrecken. Somit würde ein Signal erzeugt werden, wenn die gemessene Kraft den vorbestimmten Maximalwert überschreitet.Preferably, the predetermined setpoint represents a predetermined maximum value for the measured force. In this case, the tolerance range would extend from a force value equal to zero up to the setpoint. Thus, a signal would be generated when the measured force exceeds the predetermined maximum value.

Der vorbestimmte Sollwert und/oder vorbestimmte Toleranzbereich hängt vorzugsweise von der Position wenigstens einer beweglichen Anschlussstelle ab. Durch die Position der beweglichen Anschlussstelle ist bei ordnungsgemäßen Betrieb die Lage der mit der Anschlussstelle verbundenen Energieführungskette eindeutig festgelegt. Damit kann jeder Position der beweglichen Anschlussstelle eine bestimmte Lage der Energieführungskette zugeordnet werden, der wiederum aufgrund der vorgegebenen Führung der Energieführungskette eine bestimmte Reibungsstrecke mit zum Teil unterschiedlichen Reibungsbeiwerten zugeordnet werden kann. Dies bedeutet, dass auch bei ordnungsgemäßem Betrieb der Energieführungskette je nach Lage oder Position der beweglichen Anschlussstelle mit unterschiedlichen Reibkräften zu rechnen ist, die der Bewegung der Energieführungskette entgegenwirken.The predetermined target value and/or predetermined tolerance range preferably depends on the position of at least one movable connection point. The position of the movable connection point clearly defines the position of the energy chain connected to the connection point when the system is operating properly. This means that each position of the movable connection point can be assigned a specific position of the energy chain, which in turn can be assigned a specific friction distance with sometimes different friction coefficients due to the predetermined guidance of the energy chain. This means that even when the energy chain is operating properly, depending on the position of the movable connection point, different friction forces can be expected that counteract the movement of the energy chain.

Wenn in einem Ausführungsbeispiel der vorbestimmte Sollwert und/oder der vorbestimmte Toleranzwert von der Position der beweglichen Anschlussstelle abhängt, wird der Auswerteeinheit ne-If in one embodiment the predetermined target value and/or the predetermined tolerance value depends on the position of the movable connection point, the evaluation unit is

ben dem gemessenen Kraftwert ein Wert zugeführt, durch den die Position der beweglichen Anschlussstelle bestimmt bzw. berechnet werden kann. In einem einfachen Fall wird der zurückgelegte Weg der Anschlussstelle von einem Bezugspunkt gemessen. Es ist aber auch möglich die Position durch andere Größen wie Zeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung zu ermitteln.A value is added to the measured force value, which can be used to determine or calculate the position of the movable connection point. In a simple case, the distance traveled by the connection point is measured from a reference point. However, it is also possible to determine the position using other quantities such as time, speed and acceleration.

Auch die absolute oder relative Breite und/oder die auf den Sollwert bezogene Lage des vorbestimmten Toleranzbereiches kann von der Position der Anschlussstelle abhängen. Dadurch ist beispielsweise die Möglichkeit gegeben, bei vergleichsweise hohen Sollwerten einen entsprechend breiten Toleranzbereich vorzugeben. The absolute or relative width and/or the position of the predetermined tolerance range in relation to the target value can also depend on the position of the connection point. This makes it possible, for example, to specify a correspondingly wide tolerance range for comparatively high target values.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ändert sich der vorbestimmte Sollwert zumindest im wesentlichen linear oder stetig gekrümmt mit einer Positionsänderung der Anschlussstelle oder eines Kettenteilbereichs, insbesondere eines Endbefestigungsteils. Mit der Positionsänderung der Anschlussstelle kann die Reibstrecke der Energieführungskette ansteigen, und mit dem Anstieg der Reibstrecke wächst dann die auf die Energieführungskette wirkende Summe der Reibkräfte proportional bzw. entsprechend einer stetigen nicht linearen Funktion an. Somit orientiert sich auch hier der vorbestimmte Sollwert an der rechnerisehen bzw. zu erwartenden Summe der durch die Bewegung der E-nergieführungskette verursachten Reibkräfte.In a preferred embodiment, the predetermined target value changes at least essentially linearly or continuously curved with a change in position of the connection point or a chain section, in particular an end fastening part. With the change in position of the connection point, the friction distance of the energy guide chain can increase, and with the increase in the friction distance, the sum of the friction forces acting on the energy guide chain then increases proportionally or in accordance with a continuous non-linear function. Here too, the predetermined target value is therefore based on the calculated or expected sum of the friction forces caused by the movement of the energy guide chain.

Der Sollwert und/oder der Toleranzbereich kann von der Bewegungsrichtung wenigstens einer beweglichen Anschlussstelle abhängen. Da die Reibkräfte und die Trägheitskräfte der jeweiligen Bewegung entgegenwirken, wirken diese Kräfte bei unterschiedlichen Bewegungsrichtungen der Anschlussstelle in unterschiedliche Richtungen. Durch die Abhängigkeit des Sollwerts von der Bewegungsrichtung wird sichergestellt, dass sich der Sollwert auch an der Wirkrichtung der Reib- bzw. Trägheitskräfte orientiert. Hierbei ist es notwendig, dass die Bewegungs-The setpoint and/or the tolerance range can depend on the direction of movement of at least one moving connection point. Since the frictional forces and the inertia forces counteract the respective movement, these forces act in different directions when the connection point moves in different directions. The dependence of the setpoint on the direction of movement ensures that the setpoint is also based on the direction of action of the frictional or inertia forces. It is necessary that the movement

richtung der Anschlussstelle ermittelt wird und eine entsprechende Information der Auswerteinheit zugeführt wird. In diesem Fall umfasst das Überwachungssystem ein Mittel zur Erfassung der Bewegungsrichtung der beweglichen Anschlussstelle.
5direction of the connection point is determined and corresponding information is fed to the evaluation unit. In this case, the monitoring system comprises a means for detecting the direction of movement of the movable connection point.
5

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kraftaufnehmer mit einem Ende mit einem Endbefestigungsteil oder einem Kettenglied eines beweglichen Endbereichs der Energieführungskette verbunden, wobei diese Verbindung die Kräfte von dem Endbefestigungsteil bzw. von dem Kettenglied auf den Kraftaufnehmer überträgt. Somit misst der Kraftaufnehmer die auf das Endbefestigungsteil oder den Kettenendbereich der Energieführungskette wirkende Kraft. Somit werden aufgrund des Actio-Reactio-Prinzips die Summe aller Reibkräfte und Trägheitskräfte durch den Kraftaufnehmer als Resultierende erfasst, die bei der Bewegung der Energieführungskette auf diese wirken.In a preferred embodiment, the force transducer is connected at one end to an end fastening part or a chain link of a movable end region of the energy chain, whereby this connection transfers the forces from the end fastening part or from the chain link to the force transducer. The force transducer thus measures the force acting on the end fastening part or the chain end region of the energy chain. Due to the actio-reactio principle, the sum of all frictional forces and inertial forces that act on the energy chain when it moves are recorded by the force transducer as a result.

Der Kraftaufnehmer kann mit einem zweiten Ende mit einem Mitnehmer eines beweglichen Verbrauchers Kräfte übertragend verbunden sein, wodurch ein Kraftfluss von dem Mitnehmer auf das Endbefestigungsteil oder auf das Kettenglied des beweglichen Endbereichs der Energieführungskette gegeben ist.The force transducer can be connected at a second end to a driver of a movable consumer in a force-transmitting manner, whereby a force flow is provided from the driver to the end fastening part or to the chain link of the movable end region of the energy guide chain.

Vorzugsweise ist der Kraftaufnehmer außerhalb der Energieführungskette und in Verlängerung derselben angeordnet. Durch die Lage des Kraftaufnehmers außerhalb der Energieführungskette wird die Führung der in der Energieführungskette befindlichen Schläuche, Kabel oder dergleichen nicht beeinträchtigt. Die Lage des Kraftaufnehmers in Verlängerung der Energieführungskette stellt sicher, die in Längsrichtung der Energieführungskette wirkenden Kräfte momentenfrei am Kraftaufnehmer vorliegen.Preferably, the force transducer is arranged outside the energy chain and in extension of the same. The position of the force transducer outside the energy chain does not affect the guidance of the hoses, cables or similar in the energy chain. The position of the force transducer in extension of the energy chain ensures that the forces acting in the longitudinal direction of the energy chain are present at the force transducer without any torque.

Vorzugsweise sind das Endbefestigungsteil oder der bewegliche Endbereich der Energieführungskette und der Mitnehmer über eine Linearführung miteinander verbunden, die eine Linearbewegung in Kettenlängsrichtung ermöglicht. Dadurch ergibt sich für denPreferably, the end fastening part or the movable end area of the energy chain and the carrier are connected to each other via a linear guide, which enables a linear movement in the longitudinal direction of the chain. This results in

Kraftaufnehmer, der hinsichtlich des Kraftflusses zwischen dem Endbefestigungsteil der Energieführungskette und dem Mitnehmer geschaltet ist, in Kettenlängsrichtung für den Betrieb einer Kraftmessdose notwendiges Spiel.
5Force transducer which is connected with respect to the force flow between the end fastening part of the energy chain and the driver, play necessary in the longitudinal direction of the chain for the operation of a load cell.
5

Alternativ kann ein für den Kraftaufnehmer vorzusehendes Spiel auch dadurch erreicht werden, dass das Endbefestigungsteil oder der Endbereich der Energieführungskette mit dem Mitnehmer durch eine den Endbefestigungsteil oder den Endbereich und den Mitnehmer beabstandende Hebelanordnung verbunden ist, wobei die Hebelanordnung eine begrenzte Relativbewegung von Endbefestigungsteil und Mitnehmer in Längsrichtung der Energieführungskette zulässt. Eine derartige Verbindung weist den Vorteil auf, dass ein Verkanten zwischen Endbefestigungsteil/Endbereich und Mitnehmer nicht möglich ist und dass eine Reibung zwischen den derart verbundenen Teilen klein gehalten werden kann. Dadurch misst der Kraftaufnehmer die Kraft, die der Zug- bzw. Schubkraft entspricht, die auf das Endbefestigungsteil bzw. auf den Endbereich der Energieführungskette wirkt.Alternatively, the play to be provided for the force transducer can also be achieved by connecting the end fastening part or the end region of the energy chain to the driver by a lever arrangement that spaced the end fastening part or the end region and the driver, the lever arrangement allowing a limited relative movement of the end fastening part and the driver in the longitudinal direction of the energy chain. Such a connection has the advantage that tilting between the end fastening part/end region and the driver is not possible and that friction between the parts connected in this way can be kept low. The force transducer therefore measures the force that corresponds to the tensile or shear force that acts on the end fastening part or the end region of the energy chain.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Mitnehmer zumindest quer zur Kettenlängsrichtung schwimmend gelagert.In a preferred embodiment, the driver is mounted so as to be floating at least transverse to the longitudinal direction of the chain.

Für das erfindungsgemäße Überwachungssystem kann eine An-Schlusseinrichtung zur Verbindung einer Energieführungskette mit einem beweglichen Verbraucher eingesetzt werden. Diese Anschlusseinrichtung weist einen Kraftaufnehmer mit einem ersten und zweiten Ende, ein erstes Verbindungsstück zur Verbindung des ersten Endes des Kraftaufnehmers mit einer Energieführungskette, insbesondere mit einem Endbefestigungsteil, und ein zweites Verbindungsstück zur Verbindung des zweiten Endes des Kraftaufnehmers mit einem Mitnehmer für einen beweglichen Verbraucher auf.For the monitoring system according to the invention, a connection device for connecting an energy chain to a movable consumer can be used. This connection device has a force transducer with a first and second end, a first connecting piece for connecting the first end of the force transducer to an energy chain, in particular to an end fastening part, and a second connecting piece for connecting the second end of the force transducer to a driver for a movable consumer.

Vorzugsweise weist das erste Verbindungsstück einen Befestigungsbereich für den Endbefestigungsteil der Energieführungs-Preferably, the first connecting piece has a fastening area for the end fastening part of the energy guide

kette und einen Unterstützungsbereich zur Unterstützung wenigstens eines sich an das Endbefestigungsteil anschließenden Kettengliedes auf. Das erste Verbindungsstück kann mit Zugentlastungen für die durch die Energieführungskette geführten Leitungen, Kabel oder dergleichen versehen sein. Die Zugentlastungen verhindern, dass die Leitungen, Kabel oder dergleichen in der Energieführungskette Zug- bzw. Druckkräften ausgesetzt sind.chain and a support area for supporting at least one chain link adjoining the end fastening part. The first connecting piece can be provided with strain reliefs for the lines, cables or the like guided through the energy guiding chain. The strain reliefs prevent the lines, cables or the like in the energy guiding chain from being exposed to tensile or compressive forces.

Die Anschlussvorrichtung weist vorzugsweise ein erstes Verbindungsstück mit einer Durchbrechung auf, durch welche eine Ankupplungseinrichtung durchtritt, die auf einer Seite der Durchbrechung mit dem Mitnehmer eines beweglichen Verbrauchers und auf der anderen Seite der Durchbrechung mit dem zweiten Verbindungsstück verbunden oder an diesem befestigt ist.The connection device preferably has a first connecting piece with an opening through which a coupling device passes, which is connected or fastened to the driver of a movable consumer on one side of the opening and to the second connecting piece on the other side of the opening.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Endbefestigungsteil der Energieführungskette und/oder das erste Verbindungsstück mit einer seitlichen Führungseinrichtung mit dem zweiten Verbindungsstück und/oder der Ankupplungseinrichtung verbunden.In a preferred embodiment, the end fastening part of the energy guide chain and/or the first connecting piece are connected to the second connecting piece and/or the coupling device by a lateral guide device.

Eine herkömmliche Energieführungskette mit mehreren miteinander gelenkig verbundenen Kettengliedern zur Führung von Schläuchen, Kabeln oder dergleichen zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Anschlussstellen, die unter Ausbildung eines Untertrums, eines Umlenkbereiches und eines oberhalb des Untertrums angeordneten, insbesondere auf diesem geführten, Obertrum ablegbar ist, kann für das erfindungsgemäße Überwachungssystem eingesetzt werden, wenn die Energieführungskette einen Kraftaufnehmer zur Erfassung einer Kraft in Längsrichtung der Energieführungskette umfasst. Der Kraftaufnehmer kann dabei mit einem Endbefestigungsteil oder mit einem Endbereich der Energieführungskette verbunden sein. Vorzugsweise ist der Kraftaufnehmer an einem Ende der Energieführungskette angeordnet.A conventional energy guiding chain with several chain links connected to one another in an articulated manner for guiding hoses, cables or the like between two connection points that are movable relative to one another, which can be laid down to form a lower run, a deflection area and an upper run arranged above the lower run, in particular guided on it, can be used for the monitoring system according to the invention if the energy guiding chain comprises a force transducer for detecting a force in the longitudinal direction of the energy guiding chain. The force transducer can be connected to an end fastening part or to an end region of the energy guiding chain. The force transducer is preferably arranged at one end of the energy guiding chain.

Der Kraftaufnehmer kann mit einem ersten Ende mit einem Endbefestigungsteil der Energieführungskette verbunden sein, wobeiThe force transducer can be connected at a first end to an end fastening part of the energy chain, wherein

19·;19·;

der Kraftaufnehmer mit einem zweiten Ende mit einem Mitnehmer eines beweglichen Verbrauchers verbunden werden kann.the force transducer can be connected with a second end to a driver of a movable consumer.

Vorzugsweise ist der dem Kraftaufnehmer vorgelagerte Bereich mittels einer seitlichen Führung an dem dem Kraftaufnehmer nachgelagerten Bereich geführt.Preferably, the region upstream of the force transducer is guided by a lateral guide to the region downstream of the force transducer.

Die Erfindung wird anhand der in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen: 10The invention is described in more detail with reference to the embodiments shown in the following figures. 10

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem in schematischer Ansicht mit einem Diagramm für einen vorbestimmten Sollwert und einem vorbestimmten Toleranzwert;
15Figure 1 shows a monitoring system according to the invention in a schematic view with a diagram for a predetermined target value and a predetermined tolerance value;
15

Figur 2 eine erste Anschlusseinrichtung zur Verbindung einer Energieführungskette mit einem beweglichen Verbraucher; undFigure 2 shows a first connection device for connecting an energy chain to a movable consumer; and

Figur 3 ein zweite Anschlusseinrichtung zur Verbindung einer Energieführungskette mit einem beweglichen Verbraucher. Figure 3 shows a second connection device for connecting an energy chain to a movable consumer.

Figur 1 zeigt eine Energieführungskette 1, die eine feste Anschlussstelle 2 und eine bewegliche Anschlussstelle 3 aufweist. An der beweglichen Anschlussstelle 3 ist die Energieführungskette 1 mit einer Anschlusseinrichtung 4 verbunden, an die sich ein Verbraucher anschließen lässt. An die feste Anschlussstelle 2 schließt sich ein gerader Kettenabschnitt an, der Untertrum genannt wird und mit 5 bezeichnet wird. Der Untertrum 5 geht über einen Umlenkbereich 6 der Energieführungskette 1 in ein Obertrum 7 über, der zumindest teilweise auf dem Untertrum 5 bzw. auf Gleitschienen einer nicht dargestellten Führungsrinne gleitend gelagert ist. Der Obertrum 7 ist mit der beweglichen Anschlussstelle 3 der Anschlusseinrichtung 4 verbunden.Figure 1 shows an energy guiding chain 1 which has a fixed connection point 2 and a movable connection point 3. At the movable connection point 3, the energy guiding chain 1 is connected to a connection device 4 to which a consumer can be connected. The fixed connection point 2 is followed by a straight chain section which is called the lower run and is designated by 5. The lower run 5 passes over a deflection area 6 of the energy guiding chain 1 into an upper run 7 which is at least partially slidably mounted on the lower run 5 or on slide rails of a guide channel (not shown). The upper run 7 is connected to the movable connection point 3 of the connection device 4.

Die Anschlusseinrichtung 4 umfasst ein in der Fig. 1 nicht dargestellten Kraftaufnehmer 8 (siehe Fig. 2 oder Fig. 3). Dieser Kraftaufnehmer 8 misst eine Kraft, die in Längsrichtung der E-nergieführungskette 1 an dem an der Anschlusseinrichtung 4 angeschlossenen Ende der Energieführungskette 1 wirkt. Der Kraftaufnehmer 8 leitet ein dem gemessenen Kraftwert entsprechendes Signal an die Auswerteeinheit 9, die in diesem Ausführungsbeispiel als Rechner ausgebildet ist. Die Auswerteeinheit 9 umfasst einen Speicher zur Abspeicherung eines Sollwerts 10. Dieser Sollwert 10 kann in Abhängigkeit eines Verfahrweges 11 der Anschlusseinrichtung 4 unterschiedliche Werte annehmen. Das in der Fig. 1 gezeigte Diagramm zeigt eine lineare Abhängigkeit zwischen dem Sollwert 10 und dem Verfahrweg 11. Es sei an dieser Stelle betont, dass die Abhängigkeit zwischen Sollwert 10 und Verfahrweg 11 beliebig gewählt werden kann.The connection device 4 comprises a force sensor 8 (see Fig. 2 or Fig. 3) not shown in Fig. 1. This force sensor 8 measures a force that acts in the longitudinal direction of the energy guide chain 1 at the end of the energy guide chain 1 connected to the connection device 4. The force sensor 8 sends a signal corresponding to the measured force value to the evaluation unit 9, which in this embodiment is designed as a computer. The evaluation unit 9 comprises a memory for storing a target value 10. This target value 10 can assume different values depending on a travel path 11 of the connection device 4. The diagram shown in Fig. 1 shows a linear relationship between the target value 10 and the travel path 11. It should be emphasized at this point that the relationship between the target value 10 and the travel path 11 can be chosen arbitrarily.

Der Auswerteeinheit 9 wird auch eine Information zugeführt, durch die die Position der Anschlusseinrichtung 4 ermittelt oder berechnet werden kann. Dadurch ist ein Vergleich des SoIlwerts 10 mit der gemessenen Kraft im Kraftaufnehmer 8 in Abhängigkeit der Position der Anschlusseinrichtung 4 möglich.The evaluation unit 9 is also supplied with information by means of which the position of the connection device 4 can be determined or calculated. This makes it possible to compare the setpoint value 10 with the measured force in the force transducer 8 depending on the position of the connection device 4.

Aus dem Diagramm der Fig. 1 lässt sich des weiteren entnehmen, dass der Sollwert 10 nicht nur von dem Verfahrweg 11 oder der Position der Anschlusseinrichtung 4 abhängt, sondern auch von der Bewegungsrichtung des Verbrauchers 4. Während die im Diagramm oben verlaufene Gerade den Sollwert in Bezugsrichtung 12 darstellt, stellt die untere Gerade den Sollwert für die Bewegungsrichtung 13 dar.From the diagram in Fig. 1 it can also be seen that the setpoint value 10 depends not only on the travel path 11 or the position of the connection device 4, but also on the direction of movement of the consumer 4. While the straight line at the top of the diagram represents the setpoint value in the reference direction 12, the lower straight line represents the setpoint value for the direction of movement 13.

Das Diagramm der Fig. 1 zeigt einen Toleranzbereich 14 für den jeweiligen Sollwert 10. In dem hier ausgeführten Ausführungsbeispiel liegt der Sollwert 10 jeweils in der Mitte des Toleranzbereiches 14, wobei der Toleranzbereich 14 jeweils eine konstante Breite aufweist. Sowohl die Lage des Toleranzbereiches 14 im Bezug zum Sollwert als auch die Breite des Toleranz-The diagram in Fig. 1 shows a tolerance range 14 for the respective target value 10. In the embodiment shown here, the target value 10 is in the middle of the tolerance range 14, whereby the tolerance range 14 has a constant width. Both the position of the tolerance range 14 in relation to the target value and the width of the tolerance range

bereiches 14 kann von dem Verfahrweg 11 bzw. von der Position der beweglichen Anschlussstelle 3 und/oder von der Bewegungsrichtung 12, 13 abhängen.area 14 can depend on the travel path 11 or on the position of the movable connection point 3 and/or on the direction of movement 12, 13.

Liegt beispielsweise bei einer Bewegung der Anschlusseinrichtung 4 in Richtung 13 der gemessene Kraftwert außerhalb des Toleranzbereiches 14 der obigen Gerade im Diagramm, erzeugt die Auswerteeinheit 9 ein Signal. Dieses Signal kann den Betriebszustand der Energieführungskette ändern, beispielsweise dadurch, dass die Bewegung der Anschlusseinrichtung 4 verlangsamt oder gestoppt wird.If, for example, when the connecting device 4 moves in direction 13, the measured force value is outside the tolerance range 14 of the straight line above in the diagram, the evaluation unit 9 generates a signal. This signal can change the operating state of the energy chain, for example by slowing down or stopping the movement of the connecting device 4.

Ferner kann eine Speichereinrichtung (nicht gezeigt) mit einer Wiedergabeeinrichtung vorgesehen sein, mittels derer die gemessenen Werte, gegebenenfalls mit den Sollwerten und den Toleranzwerten, über eine Zeitdauer des Betriebs der Kette gespeichert und gegebenenfalls bearbeitet, und wiedergegeben werden können.Furthermore, a storage device (not shown) with a playback device can be provided, by means of which the measured values, optionally with the target values and the tolerance values, can be stored over a period of operation of the chain and optionally processed and played back.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anschlusseinrichtung 4 zur Verbindung einer Energieführungskette 1 mit einem beweglichen Verbraucher. Der bewegliche Verbraucher wird an einem Flansch 15 an der Anschlusseinrichtung 4 befestigt. Die Anschlusseinrichtung 4 weist ein Verbindungsstück 16 auf, das durch eine Schraubverbindung 17 mit einem ersten Ende 18 des Kraftaufnehmers 8 verbunden ist. Ein zweites Ende 19 des Kraftaufnehmers 8 ist über eine Schraubverbindung 20 an einem zweiten Verbindungsstück 21 befestigt. Da die Verbindungsstücke 16, 21 über eine Linearführung gleitend miteinander verbunden sind und die Schraubverbindungen 17, 20 durch Langlöcher greifen, ergibt sich ein Kraftfluss von dem zweiten Verbindungsstück 21 über den Kraftaufnehmer 8 zu dem ersten Verbindungsstück 16.Fig. 2 shows an embodiment of a connection device 4 for connecting an energy chain 1 to a movable consumer. The movable consumer is attached to a flange 15 on the connection device 4. The connection device 4 has a connecting piece 16 which is connected to a first end 18 of the force transducer 8 by a screw connection 17. A second end 19 of the force transducer 8 is attached to a second connecting piece 21 by a screw connection 20. Since the connecting pieces 16, 21 are slidably connected to one another via a linear guide and the screw connections 17, 20 engage through elongated holes, a force flow results from the second connecting piece 21 via the force transducer 8 to the first connecting piece 16.

Das erste Verbindungsstück 16 weist einen Befestigungsbereich 23 auf, an dem ein Endbefestigungsteil der Energieführungskette 1 2 befestigt werden kann. Dem Befestigungsbereich 23 schließtThe first connecting piece 16 has a fastening area 23 to which an end fastening part of the energy chain 1 2 can be fastened. The fastening area 23 is followed by

sich ein Unterstützungsbereich 24 an, das wenigstens ein Kettenglied der Energieführungskette trägt, das sich an das Endbefestigungsteil der Energieführungskette anschließt. Somit ermöglicht die Anschlusseinrichtung der Fig. 2, dass der Kraftaufnehmer 8 die an dem Endbefestigungsteil der Energieführungskette 1 angreifende Kraft misst.a support region 24 is provided which carries at least one chain link of the energy guiding chain which is connected to the end fastening part of the energy guiding chain. The connection device of Fig. 2 thus enables the force transducer 8 to measure the force acting on the end fastening part of the energy guiding chain 1.

Rollen 25 ermöglichen eine in Bahnen geführte Bewegung der Anschlusseinrichtung 4. Des weiteren umfasst die Anschlusseinrichtung 4 Zugentlastungen 26, durch die eine Zugspannung den Kabeln, Schläuchen oder dergleichen verhindert werden soll, die durch die Energieführungskette geführt werden.Rollers 25 enable the connecting device 4 to move in tracks. Furthermore, the connecting device 4 comprises strain reliefs 26, which are intended to prevent tensile stress on the cables, hoses or the like that are guided through the energy chain.

Fig. 3 zeigt eine weitere Anschlusseinrichtung 27. Im Gegensatz zu der Anschlusseinrichtung 15 der Fig. 2 sind das erste Verbindungsstück 17 und das zweite Verbindungsstück 22 nicht über eine Linearführung miteinander verbunden, sondern durch eine Hebelanordnung 28 verbunden, die eine begrenzte Relativbewegung bzw. ein seitliches Verschieben von erstem Verbindungsstück 17 und zweitem Verbindungsstück 22 zulässt. Auch bei dieser Anschlusseinrichtung 27 erfolgt der Kraftfluss entlang des ersten Verbindungsstücks 17 über den Kraftaufnehmer 8 zu dem zweiten Verbindungsstück 22.Fig. 3 shows a further connection device 27. In contrast to the connection device 15 of Fig. 2, the first connecting piece 17 and the second connecting piece 22 are not connected to one another via a linear guide, but are connected by a lever arrangement 28, which allows a limited relative movement or lateral displacement of the first connecting piece 17 and the second connecting piece 22. In this connection device 27, too, the force flow occurs along the first connecting piece 17 via the force transducer 8 to the second connecting piece 22.

12 LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Gu-Al /ha12 LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Gu-Al /ha

Patentanwälte * European Patent Attorneys ■ European Trademark AttorneysPatent Attorneys * European Patent Attorneys ■ European Trademark Attorneys

P.O. Box 30 02 08, D-51412 Bergisch Cladbach 4. April 2003P.O. Box 30 02 08, D-51412 Bergisch Cladbach 4 April 2003

> 10 Überwachungssystem für Energieführungskette> 10 Monitoring system for energy chain

BezugszeichenlisteList of reference symbols

I Energieführungskette 2 feste AnschlussstelleI Energy chain 2 fixed connection point

3 bewegliche Anschlussstelle3 movable connection point

4 Anschlusseinrichtung4 Connection device

5 Untertrum5 Lower strand

6 Umlenkbereich 7 Obertrum6 Deflection area 7 Upper run

8 Kraftaufnehmer8 force transducers

9 Auswerteeinheit9 Evaluation unit

10 Sollwert10 Setpoint

II VerfahrwegII Travel

12 Bewegungsrichtung12 Direction of movement

13 Bewegungsrichtung13 Direction of movement

14 Toleranzbereich14 Tolerance range

15 Flansch15 Flange

16 erstes Verbindungsstück 17 Schraubverbindung16 first connecting piece 17 screw connection

18 erstes Ende18 first end

19 zweites Ende19 second end

20 Schraubverbindung20 screw connection

21 zweites Verbindungsstück 22 Langloch21 second connecting piece 22 slotted hole

1313

23 Befestigungsbereich23 Mounting area

24 Unterstützungsbereich24 Support area

25 Rollen25 rolls

26 Zugentlastung26 Strain relief

27 Änschlusseinrichtung 2 8 Hebelanordnung27 Connection device 2 8 Lever arrangement

Claims

1. Monitoring system for the operation of at least one energy guide chain ( 1 ) which comprises a plurality of chain links which are connected to one another in an articulated manner and which guides hoses, cables or the like between two connection points ( 2 , 3 ) which are movable relative to one another and of which one can be stationary, with at least one force transducer ( 8 ) for detecting a force acting on the energy guide chain ( 1 ) or a partial region thereof in a desired direction of movement, in particular the longitudinal direction, of the energy guide chain (1), and with an evaluation unit ( 9 ) which compares the measured force with a predetermined desired value ( 10 ) and generates a signal if the measured force is outside a tolerance range ( 14 ) of a predetermined desired value ( 10 ).

2. System according to claim 1, characterized in that the signal is transmitted to a device which changes the operating state of the energy guide chain ( 1 ) on the basis of the original or possibly processed signal.

3. System according to claim 2, characterized in that the signal is transmitted to a device which stops a relative movement of the connection points ( 2 , 3 ) on the basis of the original or possibly processed signal.

4. Monitoring system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the predetermined target value ( 10 ) represents a predetermined maximum value by appropriate selection of the position of the tolerance range ( 14 ).

5. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the predetermined target value ( 10 ) and/or predetermined tolerance range ( 14 ) depends on the position of at least one connection point ( 2 , 3 ).

6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that the predetermined target value ( 10 ) changes at least substantially linearly or continuously curved with a change in position of the exclusion point ( 2 , 3 ) or of a chain part area, in particular of an end fastening part.

7. System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the target value ( 10 ) and/or the tolerance range ( 14 ) depends on the direction of movement ( 12 , 13 ) of at least one connection point ( 2 , 3 ).

8. System according to one of claims 1 to 7, characterized in that the force transducer ( 8 ) is connected at one end ( 18 ) to an end fastening part or a chain link of a movable end region of the energy guide chain ( 1 ) in a force-transmitting manner and measures the force acting on the end fastening part or the chain end region of the energy guide chain ( 1 ).

9. System according to claim 8, characterized in that the force transducer ( 8 ) is connected with a second end ( 19 ) in a force-transmitting manner to a driver of a movable consumer.

10. System according to one of claims 1 to 9, characterized in that the force transducer ( 8 ) is arranged outside the energy guide chain, preferably in extension thereof.

11. System according to one of claims 1 to 10, characterized in that the end fastening part or the movable end region of the energy guide chain ( 1 ) and the driver are connected to one another via a linear guide enabling a linear movement in the longitudinal direction of the chain.

12. System according to claim 10, characterized in that the end fastening part or the end region of the energy guide chain and the driver are connected to one another by a lever arrangement ( 28 ) spacing them apart, wherein the lever arrangement allows a limited relative movement of the end fastening part and the driver in the longitudinal direction of the energy guide chain.

13. System according to one of claims 1 to 12, characterized in that the driver is mounted floatingly at least transversely to the longitudinal direction of the chain.

14. Connection device for connecting an energy guide chain to a movable consumer, in particular for a monitoring system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the connection device ( 4 ) has a force transducer with a first ( 18 ) and second end ( 19 ), a first connecting piece ( 16 ) for connecting the first end ( 18 ) of the force transducer ( 8 ) to an energy guide chain ( 1 ), in particular with an end fastening part, and a second connecting piece ( 21 ) for connecting the second end ( 20 ) of the force transducer ( 8 ) to a driver for a movable consumer.

15. Connecting device ( 4 ) according to claim 14, characterized in that the first connecting piece ( 16 ) has a fastening region ( 23 ) for the end fastening part of the energy guide chain and a support region ( 24 ) for supporting at least one chain link adjoining the end fastening part.

16. Connection device ( 4 ) according to claim 14 or 15, characterized in that the first connecting piece ( 16 ) is provided with strain reliefs ( 26 ) for the lines, cables or the like guided through the energy guide chain ( 1 ).

17. Connection device ( 4 ) according to one of claims 14 to 16, characterized in that the first connecting piece ( 16 ) has an opening through which a coupling device passes, which is connected on one side of the opening to the driver of a movable consumer and on the other side of the opening to the second connecting piece ( 21 ) or fastened to it.

18. Connecting device ( 4 ) according to one of claims 14 to 17, characterized in that the end fastening part of the chain and/or the first connecting piece ( 16 ) are connected to the second connecting piece ( 21 ) and/or the coupling device by a lateral guide device.

19. System according to one of claims 1 to 13 with a connection device according to one of claims 14 to 18.

20. Energy guiding chain ( 1 ) with a plurality of chain links connected to one another in an articulated manner for guiding hoses, cables and the like between two connection points ( 2 , 3 ) which are movable relative to one another and which can be laid down to form a lower run ( 5 ), a deflection region ( 6 ) and an upper run ( 7 ) arranged above the lower run, in particular guided on this, characterized in that the energy guiding chain ( 1 ) comprises a force transducer ( 8 ) for detecting a force in the longitudinal direction of the energy guiding chain ( 1 ).

21. Energy guiding chain ( 1 ) according to claim 20, characterized in that the force transducer ( 8 ) is connected to an end fastening part or an end region of the energy guiding chain ( 1 ).

22. Energy guiding chain ( 1 ) according to claim 20 or 21, characterized in that the force transducer ( 8 ) is arranged at one end of the energy guiding chain.

23. Energy guiding chain ( 1 ) according to one of claims 20 to 22, characterized in that the force transducer ( 8 ) is connected with a first end ( 18 ) to an end fastening part of the energy guiding chain, wherein the force transducer can be connected with a second end ( 19 ) to a driver of a movable consumer.

24. Energy guiding chain ( 1 ) according to one of claims 20 to 23, characterized in that the region upstream of the force transducer ( 8 ) is guided by means of a lateral guide on the region downstream of the force transducer ( 8 ).

25. Energy guiding chain ( 1 ) according to one of claims 20 to 24 with a connection device ( 4 ) according to one of claims 14 to 18.