Die Erfindung betrifft eine Rolle, bestehend aus einem Rolienkörper mit einem Rollenkranz, wobei der Rollenkörper mindestens zwei Stege und in seinem Mit- telpunkt eine Nabe aufweist, wobei die Stege den Bereich zwischen der Nabe und dem Rollenkranz bilden und zwischen denen ein Innenraum gebildet ist.

Rollen der eingangs genannten Art sind in vielfältiger Weise bekannt als Seil- und Führungsrollen, Seiltrommeln sowie Laufrollen und Laufräder. Sie dienen beispielsweise der Umlenkung von Seilen an Kränen, Baggern, Seilbahnen und dergleichen aber auch als Laufräder für Krananlagen oder dergleichen.

Aufgrund der Belastungen der Rollen unterliegen die Rollen einem Verschleiß und Materialermüdung. Zwar wird beispielsweise bei Seilrollen versucht, den Verschleiß von Rolle und Drahtseil durch den Einsatz von Schmiermitteln am Drahtseil zu reduzieren; dennoch lässt sich der Verschleiß nicht vollständig ver- hindern, so dass es im äußersten Fall zu durchgehenden Rissen im Rollengrund kommen kann. Hinzu kommt, dass Rollenkörper, Stege und Nabe üblicherweise miteinander verschweißt sind. Hier kann es aufgrund der dynamischen Belastun- gen zu Rissen in den Schweißnähten kommen. Solche Risse können zu einem schlagartigen Versagen der jeweiligen Rolle führen, wodurch erhebliche Schä- den für Personen und Waren auftreten können. Zwar wird versucht, den Ver- schleiß der jeweiligen Rolle zu kontrollieren; auftretende Risse sind jedoch auf- grund der Kontrollintervalle sowie der Einbausituation kaum rechtzeitig zu erken- nen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rolle zu schaffen, die eine selbständige und zugleich zuverlässige Kontrolle der Rolle auf mögliche Risse ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rollenkörper ein Ventil aufweist, welches mit einer Gasdruck- kontrolleinrichtung zusammenwirkt. Mit der Erfindung ist eine Rolle geschaffen, bei der die Kontrolle der Rolle auf

Risse in einfacher Weise möglich ist. Durch das Vorsehen eines mit der Gas- druckkontrolleinrichtung zusammenwirkenden Ventils besteht die Möglichkeit, den im Innenraum des Rollenkörpers herrschenden Gas- bzw. Luftdruck zu mes- sen. Dieser Innenraum ist vollständig geschlossen, da die den Innenraum umge- benden Bauteile miteinander verschweißt sind. Im Falle einer Undichtigkeit, bei- spielsweise durch einen durchgehenden Riss in einer Schweißnaht, im Rollen- körper oder im Rollengrund oder an einer anderen Stelle des Rollenkörpers oder an jeder anderen Stelle der Rolle, ändert sich der Druck im Innenraum, was von der Gasdruckkontrolleinrichtung detektiert wird. Auf diese Weise ist eine selb- ständige und zugleich zuverlässige Kontrolle der Rolle möglich. Der Innendruck als solcher ist für die Sicherheit des Bauteils„Rolle“ irrelevant; über diese physi- kalische Größe„Gasdruck“ wird aber indirekt auf die Integrität der Konstruktion geschlossen.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Ventil in einem Steg angeordnet. Diese Ausgestaltung erweist sich als vorteilhaft, weil die zwischen Rollenkranz und Na- be angeordneten Stege üblicherweise eine glatte, nicht geschwungene Form ha- ben und somit ohne großen konstruktiven Aufwand zur Anordnung des Ventils geeignet sind.

Vorteilhaft ist in dem Steg eine Bohrung vorgesehen, die das Ventil aufnimmt. Dies stellt eine übliche Bauart für die Anordnung von Ventilen dar, so dass auch auf handelsübliche Formen von Ventilen zurückgegriffen werden kann.

In anderer Weiterbildung der Erfindung ist die Gasdruckkontrolleinrichtung an dem Ventil vorgesehen. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung von lediglich einem Bauteil, nämlich dem Ventil, welches einstückig mit der Gas- druckkontrolleinrichtung versehen ist. Dies macht die Montage besonders ein- fach.

In Ausgestaltung der Erfindung ist auf das Ventil eine Ventil kappe aufschraubbar. Die Ventilkappe schützt das freie Ende des Ventils gegen Verschmutzung und Beschädigungen. In besonders vorteilhafter Weise ist die Gasdruckkontrolleinrichtung in die Ventil- kappe integriert. Diese Ausgestaltung stellt eine sehr einfache Möglichkeit dar, die erfindungsgemäße Überwachungsmöglichkeit zu realisieren. Es ist hierzu lediglich notwendig, ein handelsübliches Ventil an dem Rollenkörper anzuordnen. Die erfindungsgemäße Überwachung kann dann mit der erfindungsgemäß aus- gestalteten Ventilkappe erfolgen.

Bevorzugt ist die Ventilkappe mit einem Betätigungsglied versehen. Das Betäti- gungsglied führt beim Aufschrauben der Ventilkappe auf das Ventil zu dessen Öffnung. Dadurch ist gewährleistet, dass die Gasdruckkontrolleinrichtung mit dem im innenraum der Rollenkammer herrschenden Gasdruck beaufschlagt wird. ln weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenraum mit einem relativ zum Atmosphärendruck erhöhten Gasdruck gefüllt. Dies ermöglicht in besonders zu- verlässiger Art und Weise eine Überwachung auf durchgehende Risse. Dies ist dadurch bewirkt, dass der Unterschied zwischen dem Atmosphärendruck und dem erhöhten Gasdruck im Innenraum frei wählbar ist, so dass die Differenz zwi- schen beiden Drücken relativ hoch eingestellt werden kann. Dadurch ist ein Aus- tritt von Gas aus dem Innenraum, leichter ermittelbar, da es im Falle eines Ris- ses zu einer deutlichen Gasdrucksenkung im Innenraum kommt.

Äußerst bevorzugt enthält das Modul einen Temperatursensor. Mit Hilfe des Temperatursensors lassen sich beispielsweise Temperaturänderungen an der Rolle ermitteln. Die Feststellung einer Temperaturerhöhung kann dabei bei- spielsweise auf eine erhöhte Reibung an der Rolle hindeuten, was einerseits mit einer erhöhten Reibung der Rollenlagerung und folglich mit einem Lagerschaden in Zusammenhang stehen kann, andererseits mit einer erhöhten Seilreibung ei- ner Seilrolle, beispielsweise im Falle der Blockade einer Rolle, In jedem Fall stellt die Ermittlung und Überwachung der Temperatur eine weitere Möglichkeit der Verschleißüberwachung bereit. ln vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung enthält das Modul mindestens einen Beschleunigungssensor. Mit dem Beschleunigungssensor lassen sich die Rotati- onsgeschwindigkeit der überwachten Rolle aber auch deren Vibrationen ermit- teln. Auf diese Weise kann frühzeitig auf sich anbahnende oder abrupt auftreten- de Schäden an der Rolle reagiert werden, um ein vollständiges Versagen zu vermeiden.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 die Ansicht einer Rolle;

Figur 2 den Schnitt durch die in Figur 1 dargestellte Rolle.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Rolle ist in Form einer Seilrolle ausgebil- det. Sie besteht aus einem Rollenkörper 1 mit einem Rollenkranz 2. Der Rollen- körper 1 weist in seinem Mittelpunkt eine Nabe 3 auf. Die Nabe 3 dient zur Auf- nahme eines Lagers, mit welchem die Rolle dann auf die an dem jeweiligen Kran oder dergleichen angeordnete Welle aufgesetzt ist. Der Rollenkörper 1 und der Rollenkranz 2 sind im Ausführungsbeispiel aus Stahl hergestellt.

Der Rollenkörper 1 weist zwei Stege 5 und 5’ auf, die den Bereich zwischen der Nabe 3 und dem Rollenkranz 2 bilden. Die Stege 5, 5 sind jeweils mit der Nabe 3 und dem Rollenkranz 2 verschweißt. Durch diese Ausgestaltung ist ein luftdich- ter Innenraum 4 geschaffen.

In dem Rollenkranz 2 ist eine Rille 6 zur Führung eines Seils ausgebildet. Die Rille 6 weist einen Rillengrund 7 auf. Die Rille 6 weist eine im Wesentlichen V- förmige Ausbildung auf, wobei der Rillengrund 7 in Form eines Radius ausgebil- det ist. Der Radius des Rillengrundes 7 ist in Abhängigkeit von dem Durchmes- ser des verwendeten Seils gewählt. Ebenso sind die Tiefe der Rille 6 sowie die Breite des Rollenkranzes 2 in Abstimmung mit dem jeweiligen Seil gewählt. Der Rillengrund 7 kann zusätzlich gehärtet sein. Der Rollenkörper 1 weist erfindungsgemäß ein Ventil 8 auf, auf das eine Ventil- kappe 9 aufsch raubbar ist. Das Ventil 8 ist im Ausführungsbeispiel im Steg 5 an- geordnet. Hierzu ist in dem Steg 5 eine Bohrung 10 vorgesehen. Das Ventil 8 weist in bekannter Weise einen Ventilschaft auf, der von einer Ven- tilbohrung durchsetzt ist. Am Innenumfang der Ventilbohrung ist ein Ventilsitz ausgebildet, an dem in bekannter Weise ein Ventilkörper anliegen kann, der von einer Feder gegen den Ventilsitz gedrückt wird und das Ventil verschließt. In dem Ventilkörper ist ein Ventilstößel vorgesehen. Durch Verstellung des Stößels kann ein Druckmedium durch die Ventilbohrung hindurchtreten. Der Ventilschaft ist an seinem freien, dem Steg 5 abgewandten Ende mit einem Außengewinde verse- hen, auf das die Ventilkappe 9 aufgesch raubt ist.

In montiertem Zustand ist die Bohrung 10 von einem Teil des Ventilschafts des Ventils 8 durchsetzt; der übrige Teil des Schafts ragt über den Steg 5 hervor. Im Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 9 als Gewindebohrung ausgeführt, in die das Ventil 8 abgedichtet eingeschraubt ist. Durch Aufschrauben einer Überwurf- mutter auf den Ventilschaft ist das Ventil 8 zuverlässig an dem Rollenkörper 1 befestigt. In Abwandlung des Ausführungsbeispiels besteht auch die Möglichkeit, das Ventil 8 in die dann als einfache Durchgangsbohrung ausgeführte Bohrung 9 einzustecken. In dieser Ausführung ist der Schaft des Ventils 8 beispielsweise mit einer Gummierung versehen, die eine Abdichtung des Ventils zur Bohrung hervorruft. Andere zum Abdichten geeignete Formen und Materialien sind mög- lich, bspw. das Einkleben des Ventils oder auch eine konische Gestaltung der Bohrung, in die das Ventil abgedichtet gepresst wird.

Das Ventil 8 wirkt mit einer Gasdruckkontrolleinrichtung zusammen. Im Ausfüh- rungsbeispiel ist das Ventil 8 zusätzlich zu den üblichen Komponenten eines Druckluftventils unmittelbar mit der Gasdruckkontrolleinrichtung versehen. Diese besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Signalerzeugungseinrichtung und akti- ven Komponenten. Sie ermöglichen eine Kontrolle des Gasdrucks in dem Innen- raum 4. Die Signalerzeugungseinrichtung ist derart an dem Ventilfuß angebracht, dass eine Strömungsverbindung zwischen der Ventilbohrung und dem zwischen den Stegen 5, 5 gebildeten Innenraum besteht. Im Ausführungsbeispiel ist die Signalerzeugungseinrichtung nach Art eines Mo- duls ausgebildet, das beispielsweise einen Drucksensor, Schaltungseinrichtun- gen zur Bildung des Drucksignals, einen Temperatursensor, eine Sende- und Empfangseinrichtung, eine Aktivierungseinrichtung, eine Speichereinheit und eine Energiequelle für elektrische Energie enthalten kann. Die Schaltungseinrich- tung kann beispielsweise von einem Mikroprozessor gebildet sein. Bei der Ener- giequelle kann es sich um eine Mikrobatterie handeln. Die genannten Kompo- nenten sind bevorzugt auf einer Platine angeordnet. Das gesamte Modul ist vor- zugsweise in einem Gehäuse angeordnet. In diesem Fall weist das Gehäuse Bohrungen auf, über welche der Drucksensor dauerhaft mit dem Gasdruck in dem zwischen den Stegen 5, 5‘ gebildeten Innenraum 4 beaufschlagt ist. Die Ak- tivierungseinrichtung aktiviert den Drucksensor, die Schaltungseinrichtung und die Sendeeinrichtung, nachdem ein Aktivierungssignal empfangen worden ist. Alternativ können die genannten Bauelemente auch in einem dauerhaften Zu- stand bzw. in Intervallen betrieben werden.

In Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann die Kontrolle des Gasdrucks auch über die auf das Ventil 8 aufgeschraubte Ventilkappe 9 erfolgen. In diesem Fall ist die Gasdruckkontrolleinrichtung in die Ventil kappe 9 integriert. Die Ventilkappe 9 weist in diesem Fall ein Gehäuse auf, in dem die Gasdruckkontrolleinrichtung untergebracht ist. Die Gasdruckkontrolleinrichtung besteht ebenso aus einer Sig- nalerzeugungseinrichtung und aktiven Komponenten. Die Ventilkappe 9 ist mit einem Betätigungsglied versehen, welches beim Aufschrauben der Kappe auf den Ventilschaft das Ventil öffnet. Dadurch ist der Drucksensor der Signalerzeu- gungseinrichtung dauerhaft mit dem Gasdruck in dem zwischen den Stegen 5, 5‘ gebildeten Innenraum 4 beaufschlagt. Die Signalerzeugungseinrichtung weist gleichermaßen eine Schaltungseinrichtung zur Bildung des Drucksignals, einen Drucksensor, eine Aktivierungseinrichtung und eine Energiequelle für elektrische Energie auf.

Bei der erfindungsgemäßen Rolle findet eine zuverlässige und automatische Überwachung hinsichtlich des Auftretens von durchgehenden Rissen, beispiels- weise der Schweißnähte, am Rollenkörper oder auch im Rillengrund statt. Dies ist dadurch bewirkt, dass das Ventil 8 in Verbindung mit dem Innenraum 4 im Rollenkörper 1 steht. Durch die am Ventil 8 bzw. an der Ventilkappe 9 vorgese- hene Gasdruckkontrolleinrichtung kann eine Überwachung des Gasdrucks im Innenraum 4 erfolgen. Soweit dieser mit einem zum Atmosphärendruck erhöhten Druck versehen ist, ist dies besonders einfach möglich, da ein Riss zu einem er- heblichen Druckverlust im Innenraum 4 führt. Dieser ist über die Kontrolleinrich- tung leicht messbar. Neben der Füllung der des Innenraums 4 mit Luft ist es vor- teilhafter Weise auch möglich, den Innenraum mit einem von Luft verschiedenen Gas befüllt werden, bspw. Stickstoff. Dadurch kann die Diffusion durch das Ventil bzw. die Rolle reduziert werden. Zudem verhindert Stickstoff einen Rostbefall der Rolle oder des Ventils von innen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt je- doch auch ihren Zweck, wenn der Innenraum nicht bewusst mit einem Überdruck versehen wird. Da der Innen raum 4 geschlossen ist, stellt sich üblicherweise im Innenraum ein anderer Gasdruck ein als der jeweilige Atmosphärendruck am Einsatzort der Rolle, da der Herstellort der Rollen nicht der Ort der Benutzung der Rolle ist. Folglich herrscht üblicherweise am Einsatzort der Rolle ein anderer Atmosphärendruck als am Ort der Herstellung, wobei für einen zuverlässigen Betrieb der Überwachung Druckschwankungen durch Temperaturänderungen herausgerechnet werden müssen. Im Falle einer ermittelten Gasdruckveränderung im Innenraum durch den in der Gasdruckkontrolleinrichtung vorgesehenen Drucksensor wird über die Sendeein- richtung ein Signal an eine Empfangseinrichtung ausgesandt. Das Versenden des Signals kann in verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise über Bluetooth oder Funkfrequenzen. An der jeweiligen Empfangseinrichtung kann daraufhin eine Warnung ausgelöst werden. Dies kann beispielsweise im Führerstand von Kränen, Baggern, Seilbahnen oder dergleichen erfolgen. Auch kann das Signal an eine übergeordnete Kontrollstelle gesandt werden. Das Warnsignal ermöglicht dem jeweiligen Personal den Betrieb rechtzeitig vor einem Bauteilversagen ein- zustellen, bspw. die Last kontrolliert abzusetzen, und die defekte Rolle auszutau- sehen. Mit dem jeweiligen Signal über den erfolgten Druckverlust wird gleichzei- tig eine Kennung ausgesandt, so dass die Empfangseinheit unmittelbar erkennt, welche im Falle von mehreren an dem Gerät vorgesehenen Rollen den Druckver- lust gemeldet hat. Gleichzeitig kann der Druckverlust in der Speichereinheit ge- speichert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn keine dauerhafte Überwachung erfolgt, sondern lediglich eine im Bedarfsfall vorgesehene Über- wachung vorgenommen wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Aktivie- rungseinrichtung regelmäßig automatisch abzufragen, so dass in bestimmten Intervallen eine Meldung an die Empfangseinheit bzw. an die überwachende Sta- tion übersandt werden kann.

Mit der Erfindung ist eine zuverlässige Überwachung von Rollen oder Rädern auf durchgehende Risse möglich. Dies gilt insbesondere auch für solche Rollen, die an sehr schlecht zugänglichen Orten installiert sind, beispielsweise auf Ölbohr- Plattformen oder dergleichen. Zudem ist durch die Übersendung des Signals dem Personal unmittelbar kenntlich gemacht, welche Rolle einen Defekt meldet. Dies ist ebenfalls sehr hilfreich, da vielfach eine große Anzahl an Rollen in Geräten wie z.B. Ölbohranlagen, Kranen oder Ship-Liftanlagen verbaut ist. Bei der erfindungsgemäßen Rolle können darüber hinaus weitere Sensoren vor- gesehen sein, die eine Überwachung weiterer physikalischer Größen ermögli- chen. So ist beispielsweise die Anbringung eines oder mehrerer Beschleuni- gungssensoren möglich, die in verschiedenen Ebenen die Beschleunigungen messen können. Mit diesen lassen sich u. a. die Rotationsgeschwindigkeit der jeweiligen Rolle messen. Gleichzeitig kann damit die Beschleunigung der Rolle ebenso ermittelt werden, wie unter bestimmten Voraussetzungen die Gesamtzahl der über die Laufzeit der Rolle erfolgten Umdrehungen. Daraus lässt sich bei- spielsweise die Restlebensdauer der Rolle ermitteln. Auch kann damit bei Anla- gen, die mit einer Mehrzahl von Rollen ausgestattet ist, ein Vergleich zwischen den Werten verschiedener Rollen erfolgen, wodurch ermittelt werden kann, wel- che Rollen stärker beansprucht sind als andere. Damit besteht die Möglichkeit, stärker belastete Rollen früher auszutauschen als weniger stark belastete. Auch ein Austausch von hochdynamisch belasteten Rollen gegen weniger stark belas- tete in derselben Anlage ist möglich, um so eine optimale Ausnutzung der Le- bensdauer aller Rollen zu ermöglichen, ohne das Risiko eines Versagens zu er- höhen.

Zudem lassen sich mit Beschleunigungssensoren auch Vibrationen messen. Auf diese Weise sind unter anderem Unwuchten an der überwachten Rolle feststell- bar. T reten Vibrationen schleichend im Verlauf des Betriebs der Rolle auf, kann dies ein Hinweis auf einen beginnenden Lagerschaden sein. Bei einem schlagar- tigen Auftreten von Vibrationen kann es sich um einen plötzlichen Schaden han- deln, welcher das Einstellen des Betriebs zur Folge haben sollte. Durch die un- mittelbare Feststellung des Schadens ist die Möglichkeit geschaffen, den Betrieb rechtzeitig vor einem vollständigen Versagen einzustellen, bspw. die Last kontrol- liert abzusetzen.

Soweit auch diese Sensoren mit einer Sendeeinrichtung versehen sind, können die ermittelten Messwerte entweder regelmäßig bzw. dauerhaft an eine Emp- fangseinrichtung aussenden oder es wird ein Signal bei Überschreiten eines vor- her eingestellten Maximalwertes ausgesandt. Das Versenden kann auf alle oben beschriebenen Arten erfolgen. Die gesamte Sensorik bietet zudem die Möglichkeit, bei Inbetriebnahme einer Anlage, sei es, dass diese nur eine Rolle umfasst, oder sei es, dass sie eine Mehrzahl an Rollen umfasst, einen Normalzustand zu ermitteln, der das Ur- sprungsniveau der Rollen in Bezug auf Temperatur, Vibrationen, Gasdruck usw. wiedergibt. Ausgehend von diesem Normalzustand können dann Schwellenwerte festgelegt werden, bei deren Erreichen in jedem Fall das Aussenden eines Sig- nals erfolgen muss oder - im Falle einer dauerhaften Übertragung von Messwer- ten - ein Warnsignal ausgesandt werden muss. Zudem lässt sich ausgehend von diesem Normalzustand der Verschleiß der Rollen anhand sich verändernder Messwerte ablesen.

Die erfindungsgemäße Sensorik bietet des Weiteren die Möglichkeit, mehrere Rollen zu Gruppen zusammen zu fassen, die ein miteinander vergleichbares Be- triebsverhalten aufweisen müssen. Sobald die Sensorik bei einer solchen Zu- sammenfassung an einer oder mehreren Rollen abweichende Messwerte ermit- telt, kann dies ein Hinweis auf einen sich anbahnenden Schaden sein. Dadurch können Fehlinterpretationen von Messwerten vermieden werden, beispielsweise, wenn stark erhöhte Temperaturen an einzelnen Rollen gemessen werden. Wenn aber diejenigen Rollen einer Anlage zu einer Gruppe zusammengefasst sind, die der Sonneneinstrahlung stärker ausgesetzt sind als andere Rollen der Anlage, können Fehlinterpretationen, die sich aus den erhöhten Temperaturen ergeben, vermieden werden. Gleiches gilt, wenn beispielsweise eine Rolle einer Gruppe eine geringere Rotationsgeschwindigkeit hat als andere Rollen der Gruppe. Dar- aus lässt sich zum Beispiel ableiten, dass sich möglicherweise ein Lagerschaden anbahnt oder bereits vorliegt. Die Feststellung einer Rollenblockade durch Über- tragung einer Rotationsgeschwindigkeit im Bereich um null ermöglicht eine un- mittelbare Stilllegung der Anlage. Auf diese Weise ist ein Schaden in der Seilrille einer Seilrolle durch Schleifen des Seils verhindert, ebenso ein Verschleiß am Seil, was im Extremfall zum Reißen des Seils und Lastabsturz führen kann.