DE102015206632A1 - Messung der mechanischen Spannung eines Antriebselements - Google Patents

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Uwe Krause
Dirk Scheibner
Jürgen Schimmer
Jürgen Zettner
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    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H13/00Measuring resonant frequency

Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Messvorrichtung (1) zur Messung der mechanischen Spannung eines Antriebselements (2). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Türantriebssystem bei dem das Verfahren und die Messvorrichtung (1) in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen. Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Messvorrichtung (1) sowie ein Türantriebssystem zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe sowohl im dynamischen als auch im statischen Zustand die mechanische Spannung eines Antriebselements (2), insbesondere eines Riemens, einfach und ohne mechanischen Kontakt zum Antriebselement (2) ermittelt werden kann. Das Antriebselement (2) ist auf mindestens zwei Rädern (31, 32) gelagert und mindestens eines der Räder (31) oder (32) ist durch einen Motor (3) antreibbar. Mindestens ein Sensor (4) gibt ein Sensorsignal (40) aus, wobei das Sensorsignal (40) ein für die die im Antriebselement (2) auftretenden Schwingungen charakteristisches Signal ist. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass die Spannung des Antriebselements (2) mit den Schwingungen korreliert, die während des Betriebs des Antriebselements (2) entstehen. Diese Schwingungen kann der Sensor (4) erfassen und daraus das charakteristische Sensorsignal (40) generieren. Eine Auswerteeinheit (6) wertet schließlich das Sensorsignal (4) zur Erfassung der mechanischen Spannung des Antriebselements (2) aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Messung der mechanischen Spannung eines Antriebselements, insbesondere eines Riemens. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Türantriebssystem, aufweisend eine derartige Messvorrichtung.
  • Ein derartiges Verfahren und eine derartige Messvorrichtung kommen beispielsweise in einem Antriebssystem für Aufzug-, Bahnsteig- oder Bahntüren zum Einsatz. Neben weiteren Türantriebssystemen ist es auch möglich, das Verfahren und die Messvorrichtung in jeglichen weiteren Antriebssystemen einzusetzen, die ein Antriebselement, beispielsweise in Form eines Riemens, aufweisen.
  • Bisherige Verfahren zur Messung einer mechanischen Spannung eines Riemens basieren meist auf Frequenzmessungen von Schwingungen und Oberschwingungen des Riemens im ruhenden Zustand nach einer manuellen Anregung.
  • Aus EP 0 587 915 B1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Messen der Eigenfrequenz eines Objektes mit Vibrationsdetektormitteln zur berührungsfeien Detektion von Vibrationen, die durch einen dem Objekt erteilten Stoß verursacht werden, bekannt. Eine Spannungsberechnungseinrichtung berechnet ferner die Spannung in dem Objekt durch Einsetzen der Eigenfrequenz des Objekts in eine vorgegebene Berechnungsformel.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Messvorrichtung sowie ein Türantriebssystem zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe sowohl im dynamischen als auch im statischen Zustand die mechanische Spannung eines Antriebselements, insbesondere eines Riemens, einfach, ohne manuelle Anregung und ohne mechanischen Kontakt zum Antriebselement ermittelt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Dabei wird eine mechanische Spannung eines Antriebselements, insbesondere eines Riemens, erfasst. Das Antriebselement ist auf mindestens zwei Rädern gelagert und mindestens eines der Räder ist durch einen Motor antreibbar. Der Motor kann dabei beispielsweise als ein elektrisch kommutierter, EC- oder bürstenloser Motor ausgebildet sein. Die Räder können beispielsweise als Riemenräder ausgeführt sein. Mindestens ein Sensor gibt ein Sensorsignal aus, wobei das Sensorsignal ein für die die im Antriebselement auftretenden Schwingungen charakteristisches Signal ist. Für die im Antriebselement auftretenden Schwingungen charakteristisch sind beispielsweise die durch den Motor verursachten und auf das Antriebselement übertragenen Schwingungen. Die Schwingungen können mit verschiedenen Parametern des Antriebs variieren. Zu nennen wären hier die Drehzahl des Motors und damit zusammenhängend die Geschwindigkeit des Antriebselements sowie darüber hinaus die Spannung des Antriebselements. Besonders vorteilhaft ist, dass das Verfahren günstig und ohne großen Aufwand in bestehende Systeme integriert werden kann.
  • Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass die Spannung des Antriebselements mit den Schwingungen korreliert, die während des Betriebs des Antriebselements entstehen und die im Antriebselement durch den Motor eingeprägt werden. Diese Schwingungen kann der Sensor erfassen und daraus das charakteristische Sensorsignal generieren. Eine Auswerteeinheit wertet das Sensorsignal zur Erfassung der mechanischen Spannung des Antriebselements aus. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise ein zur mechanischen Spannung des Antriebselements proportionales Messwertsignal generieren.
  • Zur Verbesserung der Auswertung kann der Auswerteeinheit des Weiteren ein zur Drehzahl des Motors proportionales Drehzahlsignal zur Verfügung gestellt werden. Dies ermöglicht eine einfache Berücksichtigung der durch die Drehzahl des Motors ausgelösten Schwingungen im Antriebselement.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Antriebselement mindestens zwei Trume auf und die Längen der Trume werden zur Erfassung der mechanischen Spannung herangezogen. Die Längen der Trume sind durch die geometrischen Gegebenheiten des Antriebselements bekannt. Aus der Länge der Trume kann eine davon abhängige Eigenfrequenz errechnet werden. Mit Eigenfrequenzen sollen im Folgenden alle relevanten Frequenzen bezeichnet werden, die für eine Auswertung des Sensorsignals in Frage kommen. Resonanzfrequenzen können also ebenso verwendet werden. Die Eigenfrequenz f0 unter Berück
  • sichtigung des sogenannten Stress-Stiffening-Effekts errechnet sich beispielsweise nach folgender Formel:
    Figure DE102015206632A1_0002
  • Dabei werden in der Formel folgende Formelzeichen verwendet:
  • f0
    Eigenfrequenz
    kl
    lineare Federkonstante
    FN
    Normalkraft oder auch Riemenspannkraft
    l
    Länge des Trum
    m
    Masse des Trum
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eines der Trume durch ein angetriebenes Element in Trumteile aufgeteilt. Die Länge der Trumteile ist durch die Position des angetriebenen Elements bestimmt und wird zur Erfassung der mechanischen Spannung herangezogen. Das Antriebselement ist in dieser Ausführungsform in drei Teile aufgeteilt. Ein ungeteiltes Trum und ein geteiltes Trum, das wiederum zwei Trumteile aufweist. Das ungeteilte Trum verändert seine Länge nicht und ändert damit also auch nicht seine Eigenfrequenz auf Basis einer Längenänderung. Die Länge der beiden Trumteile ist veränderlich, da das angetriebene Element beweglich ist. Damit ist die Eigenfrequenz der Trumteile veränderlich. Diese Änderungen der Eigenfrequenzen der Trumteile muss bei der Bestimmung der mechanischen Spannung des Antriebselements berücksichtigt werden. Da zur Bestimmung der mechanischen Spannung des Antriebselements die Länge herangezogen wird, ist dies vorteilhaft gegeben.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Sensorsignal zur Erfassung der mechanischen Spannung spektral zerlegt. Anhand der bekannten Trumlängen ergeben sich Frequenzbereiche, in denen die Eigenfrequenzen der einzelnen Trums oder der einzelnen Trumteile erwartet werden können. Je nach mechanischer Spannung der Trume variieren die konkret erfassten Frequenzspektren bzw. die konkret gemessenen Frequenzen. Die spektrale Zerlegung kann beispielsweise mittels einer Fourier-Transformation, insbesondere mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT), erfolgen.
  • Da im Stillstand keine Schwingungen angeregt werden, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform das stehende Antriebselement durch Drehmomentpulse des Motors in Schwingung versetzt. Dies hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf einen bewegten Zustand des Antriebselements beschränkt ist. Durch die Drehmomentpulse oder vergleichbare Impulse werden im Antriebselement Schwingungen angeregt, die dann durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgewertet werden können. Es ist denkbar, dass die Drehmomentpulse auf die Eigenfrequenzen der Trume abgestimmt sind, um hier eine entsprechende Anregung zu erzielen oder um entsprechende Frequenzen gezielt nicht anzuregen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird zur Erfassung der mechanischen Spannung eine Objektverfolgung des angetriebenen Elements herangezogen. Mit Objektverfolgung wird hier eine Verfolgung der Position des angetriebenen Elements bezeichnet. Da in bestimmten Positionen des angetriebenen Elements die Frequenzbereiche der Trume überlappen können, ist es für eine eindeutige Bestimmung der mechanischen Spannung nötig, solche Mehrdeutigkeiten zu eliminieren. Dies kann durch die Zuordnung der entsprechenden Frequenzbereiche zu den jeweils entsprechenden Trumen mit Methoden der Objektverfolgung oder auch Historienauswertung realisiert werden. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit die letzten Positionen des angetriebenen Elements in einem Speicher hinterlegen und diese dann bei Bedarf in die Auswertung der Eigenfrequenzen mit einzubeziehen. Die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich so also vorteilhaft weiter steigern.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Sensorsignal zusätzlich zur Zustandsüberwachung des gesamten Antriebs herangezogen. Eine Zustandsüberwachung des Antriebs kann beispielsweise bezüglich des generellen Schwingverhaltens nach DIN ISO 10816 erfolgen. Auch eine Überwachung des Lagerzustands oder sonstige Anomalitäten, wie z.B. Schleifgeräusche, Manipulation am Aufzug, eine Türblockade oder fehlende oder gedämpfte Spektralanteile bei einem losen Türblatt bzw. Türflügel können so detektiert werden. Es können so weitere Sensoren eingespart oder ein höheres Sicherheitslevel, beispielsweise ein höheres Sicherheits-Integritätslevel (SIL), erreicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Sensorsignal zusätzlich zur Erkennung eines Defekts des Antriebselements herangezogen. Ein klassischer Defekt des Antriebselements bei einem Riemenantrieb wäre beispielsweise ein Riemenbruch. Bei einem Riemenbruch würden die charakteristischen Schwingungen des Riemens sofort wegfallen und damit wäre dieser auch eindeutig detektierbar. Dies stellt einen Vorteil gegenüber den aktuellen Riemenbrucherkennungen dar, da bei diesen erst beim theoretischen Erreichen einer Endposition der Motor gestoppt würde. Im Gegensatz dazu ist die vorgeschlagene Riemenbrucherkennung deutlich schneller und der Motor kann folglich schneller und dadurch sicherer gestoppt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden nach einem Wegfall einer elektrischen Versorgungsspannung das Sensorsignal und eine gespeicherte mechanische Spannung des Antriebselements zur Bestimmung der Position des angetriebenen Elements herangezogen. Wird beispielsweise eine mechanische Spannung in einem nicht flüchtigen Speicher in der Auswerteeinheit oder sogar dem Sensor gespeichert, so kann diese nachdem die elektrische Versorgungsspannung wieder hergestellt wurde, zur Bestimmung der Position des angetriebenen Elements herangezogen werden. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Positionssensor für das angetriebene Element nicht gegenüber einem Ausfall der elektrischen Versorgungsspannung abgesichert werden muss. Es wäre also denkbar, dass nach Rückkehr der elektrischen Versorgungsspannung der Motor kurze Drehmomentpulse auf das Antriebselement gibt, um so Schwingungen anzuregen, die dann zur Bestimmung der Positionen herangezogen werden können.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Messvorrichtung zur Messung der mechanischen Spannung eines Antriebselements nach einem derartigen Verfahren gelöst. Die Messvorrichtung weist mindestens einen Sensor auf, der zur Ausgabe mindestens eines Sensorsignals ausgebildet ist, wobei das Sensorsignal ein für die im Antriebselement auftretenden Schwingungen charakteristisches Signal ist und wobei eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Sensorsignals und zur Erfassung der mechanischen Spannung des Antriebselements ausgebildet ist. Die Messvorrichtung ist optimal dazu ausgebildet, eines der beschriebenen Verfahren durchzuführen. Die Messvorrichtung muss kein separates Bauteil sein sondern kann ebenso in vorhandene Bauteile integriert sein. Beispielsweise weist eine Motorsteuerung eine Sensorschnittstelle und eine integrierte Auswerteeinheit auf oder sie nimmt eine Auswertung des Sensorsignals direkt selbst vor.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung ist der Sensor in schallübertragender, insbesondere in körperschallübertragender, Verbindung zum Antriebselement angeordnet. In schallübertragender Verbindung steht stellvertretend für jegliche Mechanismen, die dazu geeignet sind Vibrationen, insbesondere Körperschall, zu erfassen. Beispielsweise könnte der Sensor direkt am Gehäuse des Motors angebracht sein. Alternativ wäre auch denkbar, dass der Sensor in der Nähe der Lager der Räder, auf denen das Antriebselement gelagert ist, angebracht ist. Diese Anordnungen des Sensors bringen den besonderen Vorteil mit sich, dass nicht direkt in das Antriebselement eingegriffen werden muss. Das Antriebselement wird also durch den Spannungsmessungsprozess nicht beeinträchtigt. Dies ist insbesondere für komplizierte Regelungs- und Steuerungsaufgaben von Vorteil.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Messvorrichtung ist der Sensor als ein mikromechanischer Sensor ausgebildet. Mikromechanische Sensoren sind oft auch unter dem Akronym MEMS (Micro Electro Mechanical System) bekannt. Der große Vorteil bei Verwendung eines mikromechanischen Sensors liegt darin, dass diese mittlerweile, beispielsweise aus der Automobilindustrie, in großen Stückzahlen und in der geforderten Genauigkeit günstig zu erwerben sind. Es kann also ein günstiger und zuverlässiger Sensor verwendet werden. Auch der geringe Platz- und Energiebedarf dieser Sensoren ist von besonderem Vorteil.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Türantriebssystem aufweisend mindestens eine erfindungsgemäße Messvorrichtung, ein Türblatt, einen Motor und eine zugehörige Motorsteuerung, ein Antriebselement, insbesondere einen Riemen, und mindestens zwei Räder zur Lagerung des Antriebselements. Für ein Türantriebssystem ist es wichtig, dass das Antriebselement immer die richtige Spannung aufweist. Eine zu hohe Spannung hat einen höheren Verschleiß sowie höhere nötige Antriebskräfte zur Folge. Eine zu niedrige Spannung begünstigt ebenfalls einen höheren Verschleiß und mögliche Antriebsaufgaben können nicht in der geforderten Genauigkeit erfüllt werden. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ermöglicht es, ein Türantriebssystem zur Verfügung zu stellen, bei dem die mechanische Spannung des Antriebselements auf einfache und effiziente Weise während des laufenden Betriebs ermittelt werden kann. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich um sicherheitskritische Anwendungen handelt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines Türantriebssystems weist eine Messvorrichtung auf, die auf oder in einen Winkelgeber des Motors integriert ist. Um die vorgeschlagene Messvorrichtung besonders kompakt in einem Türantriebssystem zu integrieren, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Messvorrichtung in bereits vorhandene Komponenten integriert ist. Hier bietet sich insbesondere der Winkelgeber des Motors an, da dieser sowohl in schallübertragender Verbindung mit dem Motor und dem Antriebselement steht, zusätzlich aber auch eine elektrische und eine signalübertragende Verbindung mit dem Motorsteuergerät aufweist. So können bestehende Verbindungen von der Messvorrichtung mitbenutzt werden. Die gesamte Größe des Türantriebssystems kann also beibehalten werden, der Funktionsumfang kann aber erweitert werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Türantriebssystems werden nach einem Wegfall einer elektrischen Versorgungsspannung das Sensorsignal und eine gespeicherte mechanische Spannung des Antriebselements zur Bestimmung der Position mindestens eines Türblatts herangezogen. Bei einem Ausfall der elektrischen Versorgungsspannung des Türantriebs kann es nötig sein, die Tür manuell zu öffnen. Ein Positionssensor, der auf diese elektrische Versorgungsspannung angewiesen ist, erfasst im Zweifelsfall eine manuelle Änderung nicht der Position nicht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Messvorrichtung ist es nun möglich, ohne eine redundante Stromversorgung oder weitere Sensoren nach einem Ausfall der Versorgungsspannung die Position zu ermitteln. Dies geschieht über eine Rückrechnung mit einer vor dem Spannungsausfall gespeicherten mechanischen Spannung.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Messvorrichtung zur Messung einer mechanischen Spannung eines Antriebselements,
  • 2 eine Messvorrichtung zur Messung einer mechanischen Spannung eines Antriebselements, das ein angetriebenes Element aufweist und
  • 3 ein Türantriebssystem mit einer Messvorrichtung zur Messung einer mechanischen Spannung eines Antriebselements, das eine Tür antreibt.
  • 1 zeigt eine Messvorrichtung 1, die aus mindestens einem Sensor 4 und einer Auswerteeinheit 6 besteht. Der Sensor 4 gibt dabei ein Sensorsignal 40 aus, das über eine Sensor-Schnittstelle 41 der Auswerteeinheit 6 zur Auswertung zur Verfügung gestellt wird. Des Weiteren sind zwei Räder 31 und 32 gezeigt, die insbesondere als Riemenräder ausgebildet sein können. Das Rad 31 ist in diesem Fall auf einem Motor 3 gelagert. Auf den Rädern 31, 32 läuft ein Antriebselement 2. Bei dem Antriebselement 2 handelt es sich insbesondere um einen Riemen, beispielsweise um einen mit Stahlseilen verstärkten Zahnriemen. Das Antriebselement 2 weist ein oberes Trum 21 und ein unteres Trum 22 auf. Treibt nun der Motor 3 das Rad 31 mit konstanter Drehzahl an, so bewegt sich das Antriebselement 2 ebenso mit konstanter Geschwindigkeit. Durch diese Bewegung wird in den Trumen 21 und 22 eine Schwingung angeregt. Diese Schwingung kann der Sensor 4 erfassen und als Sensorsignal 40 an die Auswerteeinheit 6 weitergeben. In der Auswerteeinheit 6 kann das Sensorsignal nun beispielsweise spektral zerlegt werden. Eine Analyse des Frequenzspektrums liefert nun Aufschluss über die mechanische Spannung. Insbesondere die Länge der einzelnen Trume 21 und 22 ist für diese Auswertung von Bedeutung. Die Auswerteeinheit 6 gibt ein Messwertsignal 60 über ihre Schnittstelle 61 aus. Die Schnittstelle 61 kann sowohl eine analoge als auch eine digitale Schnittstelle sein. Das Gleiche gilt für das Messwertsignal 60, das sowohl in analoger als auch in digitaler Form vorliegen kann. Der Ort des Sensors 4 ist hier nur exemplarisch dargestellt. Der Sensor kann ebenso an weiteren Orten angebracht werden oder sogar in einem unter Umständen vorhandenen Winkelgeber integriert werden.
  • 2 zeigt im Wesentlichen die aus 1 bekannte Anordnung unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen. Der wichtigste Unterschied zur 1 besteht in einem angetriebenen Element 20, welches das untere Trum, in 1 noch als unteres Trum 22 bezeichnet, in zwei Trumteile 221 und 222 aufteilt. Durch die Bewegung des angetriebenen Elements 20 verändern sich die Länge der Trumteile 221 und 222. Durch die Änderungen der Längen ändern sich folglich auch die Eigenfrequenzen der Trumteile 221 und 222. Die Auswerteeinheit 6 kann unter Berücksichtigung der Position des angetriebenen Elements 20, die beispielsweise durch einen Positionssensor, Winkelgeber oder weitere Sensoren erfasst werden kann, weiterhin die Spannung des Antriebselements erfassen. Bei bestimmten Positionen des angetriebenen Elements 20 kann es bei der spektralen Analyse der Frequenzen zu nicht eindeutigen oder überlappenden Frequenzen oder Frequenzbereichen kommen. Solche Mehrdeutigkeiten können durch eine Zuordnung der Frequenzbereiche mit Methoden der Objektverfolgung oder auch einer Historienauswertung realisiert werden. Es wäre also denkbar, dass für verschiedene Positionen des angetriebenen Elements 20 in der Auswerteeinheit 6 Positionswerte gespeichert werden. Detektiert die Auswerteeinheit 6 nun eine solche Mehrdeutigkeit, so kann aus den gespeicherten Positionswerten ermittelt werden, welche Position das angetriebene Element 20 tatsächlich hat und folglich, welche relevanten Längen der Trumteile 221 und 222 vorliegen. So kann auch in solchen mehrdeutigen Fällen eine Trumspannung und die mechanische Spannung des Antriebselements 2 eindeutig ermittelt werden.
  • Die Auswerteeinheit 6, wie sie hier dargestellt ist, und der Sensor 4 sollen nur exemplarisch die Funktionsweise darstellen. Es ist durchaus denkbar, dass sowohl der Sensor 4 als auch die Auswerteeinheit 6 eine integrale Einheit darstellen und dann wiederum in bereits vorhandene Teile des Antriebs integriert werden.
  • Über den Sensor 4 können in der Auswerteeinheit 6 auch weitere Auswertungen bezüglich des Antriebselements oder des gesamten Antriebs durchgeführt werden. Denkbar wäre hier die Überwachung des generellen Schwingverhaltens, beispielsweise nach DIN ISO 10816, oder eine Überwachung des Lagerzustands oder sonstiger weiterer Anomalitäten.
  • 3 zeigt die aus den vorhergehenden Figuren bekannte Messvorrichtung 1 und das Antriebselement 2 unter Beibehaltung der Bezugszeichen. Darüber hinaus ist eine Motorsteuerung 300 zu sehen, die den Motor 3 ansteuert. Die Auswerteeinheit 6 ist über ihre Schnittstelle 61 mit der Motorsteuerung 300 verbunden. Der Motorsteuerung 300 steht so das Messwertsignal 60 zur Verfügung. Es ist ebenso denkbar, dass zur Auswertung des Sensorsignals 40 die Motorsteuerung 300 der Auswerteeinheit 6 ein drehzahlabhängiges Signal zur Verfügung stellt, um die drehzahlabhängigen Frequenzen herausfiltern zu können. Darüber hinaus treibt in 3 das Antriebselement 2 über sein angetriebenes Element 20 eine Tür 101 an. Das angetriebene Element 20 könnte in diesem Fall eine mechanische Befestigung sein, mittels der die Tür 101 am Antriebselement 2 befestigt ist. Diese Tür 101 steht dabei stellvertretend für weitere Türen, die mit dem Antriebssystem 2 verbunden und angetrieben werden können. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 ermöglicht es, durch eine kontinuierliche Kontrolle der mechanischen Spannung des Antriebselements 2, insbesondere einer Riemenspannung, einen idealen Betrieb des Türantriebs zu gewährleisten. Darüber hinaus ist es möglich, weitere Fehlerfälle am Türantrieb zu erkennen. Beispielsweise wäre es denkbar, Manipulationen am Aufzug, eine Blockade der Tür 101 oder sogar lose Türblätter, die sich durch fehlende Spektralanteile äußern, zu identifizieren.
  • Selbst bei einem Ausfall der Versorgungsspannung des Türantriebs kann die Messvorrichtung 1 vorteilhaft eingesetzt werden. Ist es beispielsweise nötig, die Tür 101 nach Ausfall der Versorgungsspannung manuell zu öffnen, so ist die Position der Tür 101 nicht mehr bekannt. Bei einem Wiedereinschalten des Türantriebssystems kann die Messvorrichtung 1 anhand gespeicherter mechanischer Spannungswerte die Position der Tür 101 ermitteln.
  • Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Messvorrichtung 1 zur Messung der mechanischen Spannung eines Antriebselements 2. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Türantriebssystem bei dem das Verfahren und die Messvorrichtung 1 in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen. Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Messvorrichtung 1 sowie ein Türantriebssystem zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe sowohl im dynamischen als auch im statischen Zustand die mechanische Spannung eines Antriebselements 2, insbesondere eines Riemens, einfach und ohne mechanischen Kontakt zum Antriebselement 2 ermittelt werden kann. Das Antriebselement 2 ist auf mindestens zwei Rädern 31, 32 gelagert und mindestens eines der Räder 31 oder 32 ist durch einen Motor 3 antreibbar. Mindestens ein Sensor 4 gibt ein Sensorsignal 40 aus, wobei das Sensorsignal 40 ein für die die im Antriebselement 2 auftretenden Schwingungen charakteristisches Signal ist. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass die Spannung des Antriebselements 2 mit den Schwingungen korreliert, die während des Betriebs des Antriebselements 2 entstehen. Diese Schwingungen kann der Sensor 4 erfassen und daraus das charakteristische Sensorsignal 40 generieren. Eine Auswerteeinheit 6 wertet schließlich das Sensorsignal 4 zur Erfassung der mechanischen Spannung des Antriebselements 2 aus.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0587915 B1 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN ISO 10816 [0017]
    • DIN ISO 10816 [0033]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Messung einer mechanischen Spannung eines Antriebselements (2), insbesondere eines Riemens eines Türantriebs, wobei das Antriebselement (2) auf mindestens zwei Rädern (31, 32) gelagert ist, wobei eines der Räder (31, 32) durch einen Motor (3) antreibbar ist, wobei mindestens ein Sensor (4) mindestens ein Sensorsignal (40) ausgibt und das Sensorsignal (40) ein für die im Antriebselement (2) durch den Motor (3) eingeprägten Schwingungen charakteristisches Signal ist und wobei eine Auswerteeinheit (6) das Sensorsignal (40) zur Erfassung der mechanischen Spannung des Antriebselements (2) auswertet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Antriebselement (2) mindestens 2 Trume (21, 22) aufweist und wobei die Längen der Trume (21, 22) zur Erfassung der mechanischen Spannung herangezogen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei mindestens eines der Trume (21, 22) durch ein angetriebenes Element (20) in Trumteile (221, 222) aufgeteilt ist, wobei die Länge der Trumteile (221, 222) durch die Position des angetriebenen Elements (20) bestimmt ist, und wobei die Länge der Trumteile (221, 222) zur Erfassung der mechanischen Spannung herangezogen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorsignal (40) zur Erfassung der mechanischen Spannung spektral zerlegt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebselement (2) bei Stillstand des Antriebselements (2) durch Drehmomentpulse des Motors (3) in Schwingung versetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erfassung der mechanischen Spannung eine Objektverfolgung des angetriebenen Elements (20) herangezogen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorsignal (40) zusätzlich zur Zustandsüberwachung des gesamten Antriebs herangezogen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorsignal (40) zusätzlich zur Erkennung eines Defekts des Antriebselements (2) herangezogen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach einem Wegfall einer elektrischen Versorgungsspannung das Sensorsignal (40) und eine gespeicherte mechanische Spannung des Antriebselements (2) zur Bestimmung der Position des angetriebenen Elements (20) herangezogen werden.
  10. Messvorrichtung (1) zur Messung der mechanischen Spannung eines Antriebselements (2) nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend mindestens einen Sensor (4), der zur Ausgabe mindestens eines Sensorsignals (40) ausgebildet ist, wobei das Sensorsignal (40) ein für die im Antriebselement (2) auftretenden Schwingungen charakteristisches Signal ist und wobei eine Auswerteeinheit (6) zur Auswertung des Sensorsignals (40) und zur Erfassung der mechanischen Spannung des Antriebselements (2) ausgebildet ist.
  11. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 10 wobei der Sensor (4) in schallübertragender, insbesondere in körperschallübertragender, Verbindung zum Antriebselement (2) angeordnet ist.
  12. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Sensor (4) als ein mikromechanischer Sensor ausgebildet ist.
  13. Türantriebssystem (100) aufweisend mindestens eine Messvorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, ein Türblatt (101), einen Motor (3), eine Motorsteuerung (300), ein Antriebselement (2), insbesondere einen Riemen, und mindestens zwei Räder (31, 32) zur Lagerung des Antriebselements (2).
  14. Türantriebssystem nach Anspruch 13, wobei die Messvorrichtung (1) auf oder in einen Winkelgeber des Motors (3) integriert ist.
  15. Türantriebssystem nach Anspruch 13 oder 14, wobei nach einem Wegfall einer elektrischen Versorgungsspannung das Sensorsignal (40) und eine gespeicherte mechanische Spannung des Antriebselements (2) zur Bestimmung der Position mindestens eines Türblatts (101) herangezogen werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017216877A1 (de) * 2017-09-25 2019-03-28 Contitech Antriebssysteme Gmbh Antriebssystem für ein Aufzugssystem sowie Aufzugssystem
AT522695A4 (de) * 2019-11-15 2021-01-15 Engel Austria Gmbh Handhabungsvorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Zustandes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0587915B1 (de) 1992-04-07 1998-03-25 Unitta Company Messeinrichtung für eigenfrequenz und tensiometer der solch eine messeinrichtung verwendet
DE102004045291A1 (de) * 2004-09-16 2006-01-05 Daimlerchrysler Ag Messung der Schwingung von Riemen bei Riementrieben
DE102010001734B3 (de) * 2010-02-10 2011-07-21 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Maschine mit Auswertung des Schwingungsspektrums eines Riemens der Maschine
DE102011055576A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-23 Contitech Antriebssysteme Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Spannungszustandes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0587915B1 (de) 1992-04-07 1998-03-25 Unitta Company Messeinrichtung für eigenfrequenz und tensiometer der solch eine messeinrichtung verwendet
DE102004045291A1 (de) * 2004-09-16 2006-01-05 Daimlerchrysler Ag Messung der Schwingung von Riemen bei Riementrieben
DE102010001734B3 (de) * 2010-02-10 2011-07-21 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Maschine mit Auswertung des Schwingungsspektrums eines Riemens der Maschine
DE102011055576A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-23 Contitech Antriebssysteme Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Spannungszustandes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN ISO 10816

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017216877A1 (de) * 2017-09-25 2019-03-28 Contitech Antriebssysteme Gmbh Antriebssystem für ein Aufzugssystem sowie Aufzugssystem
AT522695A4 (de) * 2019-11-15 2021-01-15 Engel Austria Gmbh Handhabungsvorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Zustandes
AT522695B1 (de) * 2019-11-15 2021-01-15 Engel Austria Gmbh Handhabungsvorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Zustandes
CN112816058A (zh) * 2019-11-15 2021-05-18 恩格尔奥地利有限公司 搬运设备和用于识别状态的方法
DE102020129988B4 (de) 2019-11-15 2021-11-11 Engel Austria Gmbh Handhabungsvorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Zustandes

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