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Verfahren zur Bestimmung der Länge ausgefahrener Seile
Die nachstehend
beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Länge ausgefahrener
Seile.
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Mit dem Übergang zur vollautomatischen Steuerung von Fördermaschinen
und Haspeln werden auch an die Verfahren zur Messung der Seillängen immer größere
Genauigkeitsanforderungen gestellt.
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Die ältesten Methoden zur Messung der ablaufen den Seillänge sind
fein mechanisch. Bei ihnen bewirkt die lineare Bewegung des Seiles in einem Meßorgan
eine Drehbewegung. Die Anzahl der Umdrehungen ist dabei der ausgefahrenen Seillänge
proportional und kann daher zur Messung der Seillänge dienen. Soweit nicht die Seilscheiben
unmittelbar als Meßorgan benutzt werden, werden besondere Meßräder für diese Aufgabe
vorgesehen, die uater einem bestimmten Druck gegen das Seil gepreßt werden.
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Statt die Drehbewegung des Meßorgans mechanisch auf ein Zählwerk
wirken zu lassen, kann eine der linearen Bewegung des Seiles proportionale Drehbewegung
auch zum Antrieb eines Meßgenerators dienen, der eine der Seillänge entsprechende
elektrische Größe liefert. Statt eines Meßgeneratbrs kann auch ein elektrisch, lichtelektrisch,
magnetisch oder radioaktiv betriebener Impulsgeber verwendet werden, in dem das
durchlaufende Seil eine seiner ausgefahrenen Länge entsprechende Anzahl von
elektrischen
Impulsen hervorruft, deren Anzahl dann ein Maß für die Seillänge ist. Während bei
diesem Verfahren die Impulse durch die Seilbewegung hervorgerufen werden, sind auch
Verfahren bekannt, bei denen Impulse unabhängig von der Seilbewegung in einem Impulsgenerator
erzeugt werden. Bestehen diese Impulse aus Paketen elektromagnetischer oder akustischer
Wellen, so werden diese in Richtung auf das Seilende von einem geeigneten Sender
abgestrahlt, am Seilende reflektiert und von einem an einem festen Bezugspunkt angebrachten
Empfänger wieder empfangen.
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In diesem Fall ist die Laufzeit vom Sender über das Seilende zum Empfänger
ein Maß für die Seillänge.
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Die Anwendung dieser aus der Funkmeß- und Echolotpraxis bekannten
Verfahren bereitet jedoch in Förderanlagen u. dgl. Schwierigkeiten, da sich im allgemeinen
in unmittelbarer Nähe des Seiles Flächen befinden, die die vom Sender abgestrahlten
Signale ebenfalls reflektieren und somit zu Fehlmessungen führen. Um diese störenden
Echos auszuschalten, ist eine scharfe Bündelung der abgestrahlten Wellenpakete erforderlich.
Die eine derartige Bündelung ermöglichenden Mittel verlangen aber einen Raum, der
nicht zur Verfügung steht.
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Um eine ausreichende Meßgenauigkeit von einigen Zentimetern zu erzielen,
sind Impulszeiten erforderlich, deren technische Beherrschung gleichfalls Schwierigkeiten
bereitet. Erfindungsgemäß wird nun ein gleichfalls mit hochfrequenten elektromagnetischen
Wellen arbeitendes Verfahren vorgeschlagen, das bei sehr hoher Meßgenauigkeit die
verschiedenen Nachteile nicht aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung
der Länge ausgefahrener Seile ist dadurch gekennzeichnet, daß an einem festen Bezugspunkt
auf das Seil eine längs des Seiles in Richtung auf das Seilende laufende und dort
reflektierte hochfrequente elektromagnetische Welle gegeben wird, die bei Vielfachen
der halben Wellenlänge entsprechenden Seillängen zu stehenden Wellen führt, deren
ein Maß für die Seillänge bildende Anzahl gegebenenfalls in Abhängigkeit von der
Bewegungsrichtung des Seiles registriert wird. Das Verfahren wird dabei zweckmäßigerweise
so ausgebildet, daß die bei Verlängerung des Seiles auftretenden stehenden Wellen
additiv auf das Anzeige gerät wirkende Zählimpulse und die bei Verkürzung des Seiles
auftretenden stehenden Wellen subtraktiv auf das Anzeigegerät wirkende Zählimpulse
hervorrufen.
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Wird bei Einschaltung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden
Anlage ein der gerade ausgefahrenen Seillänge entsprechender Wert an dem Anzeigegerät
eingestellt, so wird diese Größe durch die auf das Anzeigegerät wirkenden Zählimpulse
entsprechend der Änderung der Seillänge verändert.
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Die Abstrahlung der hochfrequenten elektromagnetischen Wellen kann
dabei mit einem in Richtung des Seilendes geöffneten Hornstrahler erfolgen, der
von einem Hochfrequenzgenerator erregt wird. Zur Ermittlung des Auftretens stehender
Wellen können ein oder mehrere Empfänger für die resultierende Energie der abgestrahlten
und reflektierten Welle dienen. Verwendet man mehrere Empfänger, so kann es vorteilhaft
sein, diese im Abstand eines Vielfachen der halben Wellenlänge anzuordnen und tie
Koinzidenz zu schalten. Die Empfänger sind dann in bezug auf den Senderbezugspunkt
an zwei Stellen anzubringen, die bei Auftreten einer stehenden Welle eine diese
charakterisierende Energie besitzen. Dies können beispielsweise die Stellen sein,
an denen die stehende Welle Schwingungsknoten besitzt. Bei Auftreten einer stehenden
Welle ist dann an.diesen Stellen die resultierende Energie der abgestrahlten und
der reflektierten Welle Null. Die Empfänger werden dann so abgestimmt, daß sie bei
Auftreten der entstehenden Energie einen Zählimpuls auf ein oder in Abhängigkeit
von der Bewegungsrichtung des Seiles auf verschiedene Zählwerke geben. Gehen die
Impulse auf verschiedene Zählwerke, so zeigt das eine die bei Verlängerung des Seiles
auftretenden Impulse und das andere die bei Verkürzung des Seiles auftretenden Impulse
an. In einem besonderen Gerät muß dann die Differenz beider Impulse gebildet werden,
die ein Maß für die Seillänge ist.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben. An dem über die Förderscheibe I
laufenden Seil 2 hängt der Förderkorb 3. In einem Hochfrequenzgenerator 4 werden
nun hochfrequente magnetische Wellen hervorgerufen, die über einen Hornstrahler
5 in Richtung auf den Förderkorb abgestrahlt werden.
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Sie laufen in der mit 6 angedeuteten Weise entlang des Seiles bis
zum Förderkorb und werden dort reflektiert. In der Zeichnung ist angenommen, daß
der Abstand zwischen dem Hornstrahler 5 und dem Korb gerade ein Vielfaches der halben
Wellenlänge ausmacht. In diesem Fall wird die Welle an dem Förderkorb derart reflektiert,
daß sich die mit 6 und 7 angedeutete stehende Welle ausbildet. In dem Empfänger
8 wird in diesem Fall an den Stellen g und Io eine resultierende Wellenenergie Null
gemessen. Die Empfänger seien nun so abgestimmt, daß sie bei Auftreten der resultierenden
Energie Null auf das als Zählwerk ausgebildete Anzeigegerät 1I einen Zählimpuls
geben, der die angezeigte Seillänge um einen der halben Wellenlänge entsprechenden
Wert verändert. Das Anzeigegerät kann dabei von der Drehrichtung der Förderscheibe
so gesteuert werden, daß die Zählimpulse entweder eine additive oder subtraktive
Wirkung in ihm hervorrufen.