Elektronischer Umdrehungszähler und -anzeige für begrenzt rotierende Drehübertrager

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Umdrehungszähler für begrenzt rotierende Drehübertrager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine elektronische Umdrehungsanzeige mit dem elektronischen Umdrehungszähler nach Anspruch 10.

Begrenzt rotierende Drehübertrager sind mit Umdrehungsanzeigen, meistens mechanischer Art, ausgerüstet, die den momentanen Umdrehungszustand des Drehübertragers anzeigen. Sie ermöglichen hierdurch eine synchrone Montage zur Trommelstellung und sollen eine Zerstörung des Drehübertragers infolge überdrehung verhindern.

Leitungstrommeln zur Versorgung beweglicher Verbraucher, beispielsweise Containerkräne, sind üblicherweise mit Getriebenockenschaltern ausgestattet, teilweise mit zusätzlich montierten Absolutdrehwertgebern. Die Getriebenockenschalter stellen Steuerungs- und Regelungssignale für den Betrieb der Leitungstrommel bereit, z.B. „Trommel voll", „Trommel leer", „überbrückung Speisepunktüberfahrt", „Signal für Motormomentänderung", „Signal zum Zählen der Umdrehungen".

Nachteilig bei den bekannten Umdrehungszählern und -anzeigen sowie Getriebenockenschaltern ist, dass sie wegen ihrer mechanischen Kontakte und der benötigten Genauigkeit ihrer Umdrehungszustandsmessung und -anzeige aufwändig herzustellen sind. Auch benötigen sie viel Bauraum in räumlicher Nähe zum Drehübertrager und unterliegen mechanischen Verschleißerscheinungen, beispielsweise Abrieb oder Ausschlagen. Ebenfalls wird die Genauigkeit ihrer Erfassung durch äußere Einflüsse, z.B. Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit etc. verschlechtert. Auch sind diese mechanischen Vorrichtungen in ihrer Funktionalität eingeschränkt und schlecht erweiterbar.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die oben genannten Nachteile zu überwinden und einen elektronischen Umdrehungszähler und eine elektronischen Umdrehungsanzeige zu schaffen, die im Betrieb wartungs- und verschleißarm sind, die Zählung, Anzeige und überwachung der Umdrehungen am Drehübertrager ermöglichen und gleichzeitig Steuerungs- und Regelungssignale für den Betrieb der Leitungstrommel bereitstellen können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen elektronischen Umdrehungszähler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine elektronische Umdrehungsanzeige mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der erfindungsgemäße elektronischen Umdrehungszähler ermöglicht einerseits die überwachung der Umdrehungen am Drehübertrager und gleichzeitig die Bereitstellung von Steuerungs- und Regelungssignalen für den Betrieb der Leitungstrommel. Dies wird vorteilhaft durch Impulsgeber am rotierenden Bauelement und Impulsaufnehmer am feststehenden Bauelement ermöglicht, wobei die Impulsaufnehmer den Vorbeilauf und die Laufrichtung der Impulsgeber berührungslos erfassen und mittels Kabel an eine Elektronikbox weiterleiten, die wiederum die Umdrehungen erfasst, mit den vorgegebenen Grenzwerten vergleicht und die Auswertung realisiert. Die erfindungsgemäße elektronische Umdrehungsanzeige kann mit dem erfindungsgemäßen Umdrehungszähler und einer Digitalanzeige den Umdrehungsstand an der Digitalanzeige visualisieren.

Hierdurch ist kein eigener mechanischer Getriebenockenschalter mehr notwendig. überhaupt können Probleme der mechanischen Anbindung somit verhindert werden. Auch kann hierdurch nicht nur der Umdrehungszustand an beliebiger Stelle anzeigt werden, sondern auch aktiv das Erreichen von Grenzstellungen signalisiert bzw. Sicherheits- und Abschaltprozesse ausgelöst werden, ohne eine mechanische Verbindung zum rotierenden Teil zu benötigen. Als das den Impulsgebern und -aufnehmern zugrunde liegende physikalische Prinzip eignet sich beispielsweise ein sich mit der Umdrehung änderndes Magnetfeld, ein bei Rotation unterbrochener Lichtstrahl, ein bei Annäherung variiertes elektrisches Feld oder Ultraschallsensoren. Werden als Impulsgeber nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung passive Bauelemente eingesetzt, so benötigen sie keine eigene Energieversorgung.

Durch Relaiskontakte und/oder eine geeignete Anbindung an einen Kommunikationsbus lassen sich vorteilhaft zahlreiche Signale für die Steuerung und Regelung der Leitungstrommel bereitstellen, beispielsweise „aktuelle Umdrehungsanzahl", „Impuls Drehen im Uhrzeigersinn", „Impuls Drehen entgegen Uhrzeigersinn", „Keine Störung", „Endlage links", „Interne Spannungsversorgung OK".

Die Funktion der Elektronikbox ist auch bei Wegfall der externen Energieversorgung gegeben, da eine eigene elektrische Energiespeichereinheit die Versorgung der Elektronikbox (5) mit elektrischer Energie sicherstellt, so dass auch in solchen Fällen weiter die Umdrehungen korrekt erfasst und gespeichert werden. Diese Energiespeichereinheit wird zum Beispiel durch eine langlebige Pufferbatterie, einen Akku oder einen Kondensator realisiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umdrehungsanzeige mit erfindungsgemäßen elektronischen Umdrehungszähler;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umdrehungsanzeige mit erfindungsgemäßen elektronischen Umdrehungszähler.

Figur 1 zeigt ein rotierende Bauelement 1 eines Drehübertragers oder einer Kabel- bzw. Leitungstrommel mit dem fest damit verbundenen Impulsgeber 2 in Form eines permanenten Stabmagneten. Ein ortsfest an einem feststehenden Bauelement des Drehübertragers angebrachter Impuls auf nehmer 3 erfasst im Vorbeilauf des Impulsgebers 2 über zwei Hallsensoren das Magnetfeld des Stabmagneten und damit die Umdrehung und die Drehrichtung des rotierenden Bauelementes 1 und leitet die Information über das Kabel 4 an eine beliebige Stelle einer Elektronikbox 5 zu, die den Umdrehungszustand auf einer Digitalanzeige 6 anzeigt. Mittels eines Personalcomputers 7 oder Tastern können in der Elektronikbox 5 obere und untere Grenzwerte für Umdrehungszahlen eingespeichert werden, bei deren Erreichen die Digitalanzeige zu blinken beginnt und ein Signal zum Auslösen externer Warn- oder Sicherheitsprozesse ausgegeben wird. Die Elektronikbox 5 wird über eine Stromversorgung 8 betrieben, ist aber so ausgeführt, dass alle Eingabegrößen und der aktuelle Umdrehungsstand bei Stromunterbrechung permanent gespeichert sind.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführung der Erfindung stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 1 überein, so dass im nachfolgenden nur die Unterschiede beschrieben werden. Gleiche Teile weisen die gleichen Bezugszeichen auf.

Der elektronische Umdrehungszähler und die elektronische Umdrehungsanzeige nach Fig. 2 weisen eine zusätzliche elektrische Energiespeichereinheit 9 in Form eines Akkumulators auf. Die Energiespeichereinheit 9 stellt auch für den Fall einer Unterbrechung der netzgebundenen Energieversorgung 8 sicher, dass weitere Umdrehungen des rotierenden Bauelements 1 des Drehübertragers erfasst und zusätzlich zu den Eingabegrößen gespeichert werden. Somit lässt sich der Betrieb der Elektronikbox 5 auch bei Wegfall der externen Energieversorgung sicherstellen.

Zusätzlich weist die Ausführung nach Fig. 2 auch Relaiskontakte 10 auf, welche abhängig von den Umdrehungen oder Umdrehungszahlen beim über- oder Unterschreiten bestimmter Grenzwerte Steuerungs- und Regelungssignale zum Auslösen externer Warn- oder Sicherheitsprozesse ausgegeben.

Anstelle der in der oben beschriebenen Ausführung verwendeten Stabmagneten und Hallsensoren wird bei einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung als Impulsgeber 2 ein Metallkörper verwendet, dessen Vorbeilauf vom aus induktiven Bauelementen gebildeten Impulsaufnehmer 3 erfasst wird. Ebenso kann der Impulsaufnehmer 3 ein Lichtstrahl zwischen einer Sende- und Empfangsdiode sein, der vom Impulsgeber 2 in Form einer Blende unterbrochen wird. Weiterhin können Ultraschallsensoren als Impulsaufnehmer 3 eine Konturunregelmäßigkeit am rotierenden Bauelement 1 als Impulsgeber 2 erfassen.

Bezugszeichenliste

1 = rotierendes Bauelement

2 = Impulsgeber

3 = Impulsaufnehmer

4 = Kabel

5 = Elektronikbox

6 = Digitalanzeige

7 = Personalcomputer

8 = Stromversorgung

9 = Elektrische Speichereinheit

10 = Relaiskontakte