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Patent Searching and Data


Title:
CABLE, WINCH AND WINCH SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/049059
Kind Code:
A1
Abstract:
A cable (10) of a certain length, having a hollow core (10s); and having at least two magnetic elements (12a-12d), which are incorporated in the hollow core (10s); wherein the at least two magnetic elements are fastened at different, defined length positions (101a, 101b), wherein the at least two magnetic elements (12a-12d) differ, and a cable winch (30), having a roller (32) for rolling up the cable (10); and having a sensor (38), which is designed to detect the at least two magnetic elements of the cable (10) during rolling-up or unrolling operation.

Inventors:
MAYDANIK EDUARD (DE)
BRINK GUNNAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/073613
Publication Date:
March 12, 2020
Filing Date:
September 04, 2019
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
International Classes:
B66D1/48; D07B1/14
Domestic Patent References:
WO2016037207A22016-03-17
WO2017158628A12017-09-21
Foreign References:
US20080105059A12008-05-08
EP3299331A12018-03-28
US5378362A1995-01-03
Other References:
STEPHEN HERMAN: "Industrial Motor Control Cengage Learning", 2009, article "Limit Switches"
Attorney, Agent or Firm:
PFITZNER, Hannes et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Seil (10) einer bestimmten Länge, mit folgenden Merkmalen: einer hohlen Seele (10s); zumindest zwei in die hohle Seele (10s) eingearbeitete magnetische Elemente (12a- 12d); wobei die zumindest zwei magnetischen Elemente an unterschiedlichen definierten Längenpositionen (101a, 101b) befestigt sind, wobei sich die zumindest zwei magnetischen Elemente (12a-12d) unterscheiden.

2. Seil (10) gemäß Anspruch 1 , wobei die zumindest zwei magnetischen Elemente einen Permanentmagneten aufweisen.

3. Seil (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest zwei magnetischen Elemente eine Stabform aufweisen oder durch zumindest zwei Kugeln gebildet sind.

4. Seil ( 10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eines der zumindest zwei magnetischen Elemente durch zumindest zwei Kugeln oder magnetische Teil-Elemente oder durch zwei Kugeln oder magnetische Teil-Elemente mit einem Zwischenraum oder eine Vielzahl von Kugeln oder magnetischen Teil-Elementen oder eine Vielzahl von Kugeln oder magnetischen Teil-Elementen mit ein oder mehreren Zwischenräumen gebildet ist.

5. Seil (10) gemäß Anspruch 4, wobei sich die zumindest zwei magnetischen Elemente durch die Anzahl der Kugeln oder magnetischen Teil-Elemente und/oder durch einen Zwischenraum unterscheiden.

6. Seil (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Abstand zwischen den zumindest zwei magnetischen Elementen bekannt ist und/oder wobei der Abstand zwischen den zumindest zwei magnetischen Elementen ein bekannter, konstanter oder ein bekannter, konstant variierender Abstand ist.

7. Seil (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest zwei magnetischen Elemente im Hohlraum der hohlen Seele mit der hohlen Seele mittels Klebstoff befestigt ist.

8. Seil (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zumindest zwei magnetischen Elemente in einen Schlauch eingebettet ist, der im Hohlraum der hohlen Seele angeordnet ist.

9. Seil (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hohle Seele (10s) durch ein Textilgewebe gebildet ist.

10. Hohlkörper einer definierten Länge, mit folgenden Merkmalen: einem hohlen Element mit einem Hohlraum; und zumindest zwei in den Hohlraum eingefügte magnetische Elemente (12a-12d); wobei die zumindest zwei magnetischen Elemente an unterschiedlichen definierten Längenpositionen (101a, 101b) befestigt sind, wobei sich die zumindest zwei magnetischen Elemente (12a-12d) unterscheiden.

11. Hohlkörper gemäß Anspruch 10, wobei das hohle Element durch eine Stange, einen Riegel, ein Rohr oder ein Seil (10) geformt ist.

12. Seilwinde (30) mit folgenden Merkmalen: einer Rolle (32) zum Aufrollen des Seils (10); und einem Sensor (38), der ausgebildet ist, die zumindest zwei magnetischen Elemente des Seils (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 beim Aufrollen oder Abrollen zu delektieren. 13. Seilwinde (30) gemäß Anspruch 12, wobei der Sensor (38) einen Reed-Sensor oder einen Hail-Sensor umfasst.

14. Seilwinde (30) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei der Sensor (38) ausgebildet ist, durch Detektion des Zwischenraums eine Geschwindigkeit des Seils zu bestimmen und/oder durch Detektion der mindestens zwei Kugeln oder magnetischen Teil-Elemente und/oder des Zwischenraums oder der Vielzahl der Kugeln oder magnetischen Teil-Elementen und/oder des einen oder der mehreren Zwischenräumen eine Codierung des magnetischen Elements, die das magnetische Element identifiziert, zu erkennen.

15. Seilwinde (30) gemäß Anspruch 12, 13 oder 14, wobei der Sensor (38) ausgebildet ist, die zumindest zwei magnetischen Elemente anhand einer Anzahl der Kugeln oder magnetischen Teil-Elemente und/oder durch einen Zwischenraum zu unterscheiden.

16. Seilwinde gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Sensor in eine Seilführung integriert ist.

17. Seilwinde gemäß Anspruch 16, wobei die Seilführung ein oder mehrere Rollen umfasst.

18. Seilwinde gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei der Sensor durch ein Sensorsystem umfassend zumindest zwei Sensoren gebildet ist.

19. Seilführung mit einem Sensor, der ausgebildet ist, dass zumindest eine magnetische Element des Seils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 beim Aufrollen oder Abrollen zu Detektieren.

20. Windensystem mit einer Seilwinde (30) gemäß einem der Ansprüche 12, 13,14,

15, 16, 17 oder 18 sowie einem Seil (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.

21. Verfahren zur Herstellung eines Seils (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das den Verfahrensschritt des Einarbeitens des zumindest einen magnetischen Elements sowie des Befestigens des zumindest einen magnetischen Elements an der definierten Längenposition (101a, 101b) umfasst. 22 Verfahren gemäß Anspruch 21 , wobei das Verfahren des Schritts des Einarbeitens unter Zuhilfenahme einer Spleißnadel und/oder des Befestigens unter Zuhilfenahme eines Klebstoffs umfasst.

Description:
Seil, Winde und Windensystem

Beschreibung

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Seil mit einer bestimmten Länge, bei welchem eine Position entlang des Seils von extern bestimmbar ist. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Seilwinde sowie auf ein Seilwinden- system. Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel- lung des Seils.

Elektrische Seilwinden, die automatisiert verwendet werden, benötigen oft Signalgeber, die der Steuerungselektronik mitteilen, dass das Seil einer definierten Länge abgespult oder aufgewickelt wurde. Alternativ kann benötigt man einen Endabschalter.

Hier setzt man beispielsweise Inkrementgeber, die die Zahl der Umdrehungen der Windentrommel messen, ein oder stoppt einfach die Zeit und schätzt so ab, wieviel ab- oder aufgewickelt wurde. Oder man markiert ein Stück des Seiles mit Farbe oder mit einer Umman- telung oder man zieht ein dünneres Tau werk quer durch das Seilmaterial und misst optisch, wie weit auf- oder abgewickelt wurde. Das Einfachste ist ein Knoten im Seil. Es gibt unzäh- lige Methoden der Endabschaltung, z.B. in Stephen Herman, Industrial Motor Control Cen- gage Learning, 2009 chapter 1 1 "Limit Switches".

Wenn aber eine verlässliche Methode benötigt wird, die robust misst, bei der die Farbe nicht abgenutzt wird, bei der Schmutz an einer anderen Stelle auf der Oberfläche des Seils die Messung nicht stört, die auch in rauen Bedingungen, wie etwa im maritimen Bereich, ver- wendbar ist, haben alle diese Verfahren Nachteile. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konzept für das Bestimmen einer definierten Längsposition eines Seils oder vergleichbaren Körpers zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Seil mit einer bestimmten Länge. Das Seil umfasst bzw. ist gebildet durch eine hohle Seele, wobei das Seil zumindest ein in die hohle Seele eingearbeitetes magnetisches Element, wie z. B. ein kleines Stäbchen (magnetisches oder ferromagnetisches Material), einen Stabmagneten oder Magnet- kugein (allgemein magnetische Teil-Elemente) in einer bestimmten Anzahl umfasst. Das zumindest eine magnetische Element ist an einer definierten Längenposition befestigt, so- dass durch das von außen detektierbare magnetische Element diese definierte Längenposition markiert wird.

Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Verwendung eines Seils mit einer hohlen Seele die Möglichkeit geschaffen wird, von außen detektierbare Elemente, wie z. B. einen Stabmagneten, in den Hohlraum einzubetten und zwar derart, dass dieses Element an einer bestimmten Längenposition fixiert ist, wie z. B. kurz vor dem Ende des Seils zur Markierung der Endlage oder bei der Hälfte des Seils zur Kalibrierung oder in regelmäßigen Abschnitten in Form von Inkrementen. Durch die Verwendung eines externen Sensors, wie z. B. einem Reed-Sensor oder einem Hall- Effekt-Geber kann beim Ein- und Ausrollen des Seils das magnetische Element detektiert werden, um so eine Positionsinformation (Aufroll- bzw. Abrollstatus) zu bestimmen. Der Vorteil bei dieser Lösung liegt darin, dass das magnetische Element zuverlässig eine Position (Längsposition) detektierbar macht, wobei kein Verschleiß oder keine Verschmutzung die Markierung beeinträchtigt.

Entsprechend Ausführungsbeispielen ist das zumindest eine magnetische Element durch einen Permanentmagneten gebildet. Gemäß Ausführungsbeispielen kann das magnetische Element eine Stabform aufweisen oder durch zumindest ein oder zwei (permanentmagnetische) Kugeln gebildet sein.

Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen werden zumindest zwei oder mehr magnetische Elemente an unterschiedlich definierten Positionen eingesetzt. Diese zwei Positionen können einen bekannten Abstand haben oder wenn man davon ausgeht, dass mehr als zwei magnetische Elemente verwendet werden, einen konstanten bekannten Abstand. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann auch der Abstand variieren, so dass ausgehend von der Variation des Abstands nicht nur gezählt werden kann, wie viele der Inkremente beim Auf- bzw. Abrollen des Seils passiert haben, sondern auch es direkt erkannt werden kann, an welcher Position des Seils der Abroll- bzw. Aufrollvorgang erfolgt. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen können die magnetischen Elemente sich beispielsweise durch ihren Magnetisierungsgrad oder durch ihre Polung oder wechselseitige Polung unterscheiden, um so die aktuelle Position direkt bestimmen zu können. Wie oben bereits angedeutet, kann die Positionsbestimmung entweder absolut durch Erkennen eines Abstands bei einer konstanten Geschwindigkeit oder auch relativ durch Zählen der passierten magnetischen Elemente erfolgen.

Bezüglich der Befestigung sei angemerkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen das zumindest eine magnetische Element mittels Kleben im Inneren der hohlen Seele befestigt ist. Alternativ wäre es auch denkbar, dass entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen das eine oder die mehreren magnetischen Elemente in einen (Kunststoff-)Schlauch / (Kunststoff-)Schlauchabschnitt eingebettet sind, so dass hier die Position genau festlegbar ist, wobei dann der Schlauchabschnitt in die hohle Seele eingezogen wird. Hierbei ermöglicht der Schlauch die Position der magnetischen Elemente eindeutig gegenüber der Seele zu fixieren.

Bezüglich der hohlen Seele sei angemerkt, dass diese entsprechend Ausführungsbeispielen durch ein Textilgewebe, z. B. ein Polyethylenmaterial, wie z. B. Dyneema, aus einem Polyestermaterial oder Polyamidmaterial bestehen kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Seilwinde zum Aufrollen des oben erläuterten Seils. Diese Seilwinde umfasst einen Sensor, der ausgebildet ist, das zumindest eine magnetische Element beim Aufrollen oder Abrollen zu detektieren. Hierbei kann bei- spielsweise der Sensor an der Stelle positioniert sein, wo das Seil unter der typischen An- wendung in die Seilwinde eintritt. Entsprechend Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Sensor um einen Reed-Sensor oder einen Hall-Sensor handeln. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Seilwindensystem mit dieser eben erläuterten Seilwinde sowie dem Seil geschaffen. Diese Seilwinde bzw. das Seilwindensystem hat den Vorteil, dass bei Verwendung des oben erläuterten Seils entweder in Inkrementenweise oder auch absolut die Position des Seils detektierbar ist. Hierbei werden entsprechend Ausführungsbeispielen entweder die magnetischen Elemente gezählt, die beim Einrollen durchlaufen oder das durch die magnetischen Elemente induzierte Signal ausgewertet (hinsichtlich Polung oder hinsichtlich Zeit des Durchlaufs).

Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zur Herstellung des Seils. Das Verfahren umfasst die zwei zentralen Schritte des Einarbeitens des zumindest einen magnetischen Elements sowie das Befestigen des zumindest einen magnetischen Elements an der definierten Längenposition. Insofern wird bei diesem Ausführungsbeispiel vom Vorhandensein des Seils mit der hohlen Seele ausgegangen. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel kann das Einarbeiten unter Zuhilfenahme einer Spleißnadel erfolgen.

Entsprechend Ausführungsbeispielen kann das Befestigen beispielsweise mittels eines Klebstoffs oder wie oben erläutert unter Verwendung eines Schlauchs oder Schlauchab- schnitts erfolgen. Dieser Schlauch(abschnitt) wird z.B. mit einer Spleißnadel in die hohle Seele hineingezogen. Bezüglich dieses Ausführungsbeispiels sei noch einmal darauf hin- gewiesen, dass der Herstellungsaufwand, insbesondere bei Verwendung des Schlauchs, sehr reduziert ist, so dass auch eine kostengünstige Produktion erreicht wird.

Durch die Verwendung von Kugeln oder Teil-Elementen kann man entsprechend Ausfüh- rungsbeispielen Lücken (ungefüllter Zwischenraum) zwischen den Markierungen vorsehen, die von Extern mit dem Sensor erkannt werden können. Z.B. ermöglichen die Lücken, dass von extern beim Passieren eine Geschwindigkeit gemessen werden kann. Weiter kann man die Markierungen und Lücken dazwischen auch für einfache Coderungen (z.B. als Morse- Code, Binärzahlen oder Barcode) verwenden, um beispielsweise Seilmitte oder Sicherheitsabstand zum Ende zu markieren. Es sei angemerkt, dass die Lücken auch gefüllt sein können (gefüllter Zwischenraum), sodass statt den Lücken man auch Magnete unterschiedlicher Markierungsrichtung verwenden könnte. Sowohl die Geschwindigkeitsmessung als auch die Codierung kann man entsprechend Ausführungsbeispielen kombinieren. Eine erste Lücke zeigt die Geschwindigkeit, damit weitere Lücken unabhängig von der Seilgeschwindigkeit oder Geschwindigkeit der Stange für kurz oder lang stehen.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Seils mit einer hohlen Seele gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2a-c schematische Darstellungen von Seilen bestückt mit magnetischen Elemen- ten zur Illustration des Verfahrens beim Auswerten gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Seilwindensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und Fig. 4a bis 4c zeigen ein schematisches Konstruktionsbeispiel einer Führung integriert in ein Schwert eines Wasserfahrzeugs mit Detektionsmitteln zur Detektion der magnetischen Elemente gemäß erweiterten Ausführungsbeispielen; und

Fig. 5a bis 5c zeigen schematische Konstruktionsbeispielen einer Seilführung mit integrierten Detektionsmitteln gemäß erweiterten Ausführungsbeispielen.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegen- den Zeichnungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist.

Fig. 1 zeigt ein Seil 10, das hohl ist, und ferner eine hohle Seele 10s aufweist. Das Seil 10 kann z.B. flexibel oder unflexibel (so starr als möglich) sein. Durch die hohle Seele 10s wird ein Hohlraum 10i im Inneren gebildet. In diesen Hohlraum ist zumindest ein magnetisches Element 12a eingefügt. Bei der hier dargestellten Variante umfasst das Seil ein zweites optionales in den Hohlraum 10i eingefügtes hohles Element 12b. Die beiden magnetischen Elemente 12a und 12b sind im Hohlraum, z. B. mittels Kleber oder mittels zusätzlichen Befestigungsmitteln befestigt, so dass diese immer an der definierten Längsposition 101a und 101b verbleiben.

Bezüglich der hohlen Seele 10s sei angemerkt, dass das Hohlseil 10s beispielsweise aus einem Polyethylenmaterial, wie z. B. Dyneema, oder aus etwas kostengünstigerem Polyes- ter oder Polyamid oder einem anderen Fasermaterial bestehen kann. Bezüglich der magnetischen Elemente 12a und 12b sei angemerkt, dass diese beispielsweise als kleine Stäb- chen aus einem Magnetmaterial, z. B. einem Neodym-Magnet, oder auch als kleine Kugeln oder Kugelansammlungen bestehen können. Mehrere Magnetkugeln (z. B. 2 bis 5 Kugeln) ordnen sich selbständig zu einem kleinen Stabmagneten an.

Entsprechend Ausführungsbeispielen kann die Fixierung beispielsweise durch Klebstoff, durch Vernähen oder auch klemmend erfolgen. Entsprechend bevorzugten Ausführungs- beispielen werden die magnetischen Elemente 12a und 12b vorteilhafterweise in einen 2 cm oder 3 cm langen Abschnitt von einem dünnen Schlauch, z. B. einem weichen Silikonschlauch, eingebettet, sodass sie in dem Hohlraum des Schlauchs eingeschlossen sind. Der Schlauch kann dann wiederum in den Hohlraum 10i der hohlen Seele 12s eingearbeitet werden. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann der Magnet 12a bzw. Magnete 12a und 12b auch in ein stabförmiges Stück Kunststoff oder Gummi vergossen sein. An dieser Stelle sei angemerkt, dass entsprechend alternativen Ausführungsbeispielen nicht zwingend ein Permanentmagnet zum Einsatz kommen muss, sondern auch ein ferromagnetisches Material ausreicht, da selbiges auch von außen detektiert werden kann.

Fig. 2a zeigt eine hohle Seele 10s mit vier eingebetteten/fixierten magnetischen Elementen 12a bis 12d. Diese sind hier äquidistant ausgeführt, wobei beispielsweise davon auszuge- hen ist, dass die Abstände zwischen den einzelnen magnetischen Elementen 12a bis 12d bekannt sind. Infolge dieser äquidistanten Ausführung kann mittels eines Sensors, durch welchen das Seil mit der hohlen Seele 10s hindurchgeführt wird, detektiert werden, wie viele magnetische Elemente 12a bis 12d bereits passiert sind, so dass man hiermit die Länge, welche abgerollt bzw. aufgerollt wurde, bestimmen kann,

Fig. 2b zeigt ebenfalls eine hohle Seele 10s, in welche in äquidistanten Abschnitten mag- netische Elemente 12a bis 12d eingebettet/fixiert sind. Von dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2a unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel aus Fig. 2b dadurch, dass nicht im- mer dieselben magnetischen Elemente 12a bis 12d verwendet werden, sondern die mag- netischen Elemente 12a bis 12d variieren. Beispielsweise können die magnetischen Ele- mente 12a bis 12d als Kugeln ausgeführt sein, wobei das magnetische Element 12a eine Kugel umfasst, während das magnetische Element zwei Kugeln umfasst, das magnetische Element 12c drei Kugeln umfasst und das magnetische Element 12d vier Kugeln umfasst. Dieses Prinzip ist natürlich auch mit einer beliebigen Anzahl veränderbar. Durch die Grup- pierung von den Kugeln bei den magnetischen Elementen 12b bis 12d wird erreicht, dass die magnetische Signatur eine andere ist (andere Magnetstärke) oder auch längerer Magnetfeldimpuls aufgrund der größeren Länge der magnetischen Elemente 12b bis 12d. Ausgehend hiervon ist es also möglich, von extern die magnetischen Elemente 12a bis 12d zu unterscheiden, so dass alleine (d. h. ohne Zählen aller magnetischen Elemente 12a bis 12d) anhand eines magnetischen Elements 12a bis 12d erkannt werden kann, an welcher Längenposition gerade das Seil durch den Signalgeber hindurchgeführt wird.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen können die magnetischen Elementen 12b bis 12d jeweils Lücken zwischen den Kugeln, die zusammen eine Markierung formen, d.h. zwischen den gruppierten Elementen (wobei jeweils eine Gruppierung ein magnetisches Element 12b bis 12d im Sinne des Basisausführungsbeispiels formen), aufweisen. Allge- mein heißt das, das einzige der Vielzahl der magnetischen Elemente gruppiert sein kann (Gruppierung mit und ohne Lücken (wie z.B. kleine Lücken, etwa so groß wie das Element selbst (0,1 -fache bis 3-fache der Elementgröße)), wobei zwischen den Gruppen der Abstand bekannt, konstant, sich entlang der Seillänge variierende oder ähnlich ist. Durch die unterschiedlichen magnetischen Elemente / Gruppen können diese voneinander differenziert werden, um eine Position (entlang der Seillänge) direkt zu bestimmen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise davon ausgegangen, dass die Kugeln der magnetischen Elemente 12a bis 12d selber Permanentmagneten sind. Bei einer derartigen Ausführung ordnen sich die Gruppen von Kugeln immer wie ein Stabmagnet an. Natürlich können entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen statt der hier kugelförmig dargestellten magnetischen Elemente auch stabförmige magnetische Elemente eingesetzt werden. Dies gilt für die Ausführungsbeispiele aus 2a und 2b, wobei sich bei Fig. 2b diese stabförmigen magnetischen Elemente untereinander unterscheiden.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläutert, jeder der magnetischen Elemente 12a bis 12d in einen wenige Zentimeter langen Abschnitt eines dünnen Schlauche eingebettet sein (d. h. im Inneren), der es dann ermöglicht, die magnetischen Elemente 12a bis 12d an der jeweiligen Längenposition innerhalb der hohlen Seele 12s zu fixieren.

Bei Fig. 2c wird davon ausgegangen, dass die magnetischen Elemente 12a bis 12c nicht äquidistant angeordnet sind, sondern dass der Abstand zwischen diesen variiert. Beispielsweise nimmt dieser konstant zu. Wenn man davon ausgeht, dass das Seil mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, kann ausgehend von der Beobachtung der Veränderung des Abstands zwischen den magnetischen Elementen 12a bis 12c direkt eine Information darüber erhalten werden, an welcher Längenposition des Seils das Seil durch den Magnetfeldsensor hindurchgeführt wird.

Fig. 3 zeigt eine Seilwinde 30, die beispielsweise mit einer Aufrolltrommel 32, einem Windenmotor 34 sowie einer Seilführung 36 ausgestattet ist. Die Seiltrommel ist ausgebildet, um das Seil 10, sobald die Trommel 32 durch den Motor 34 rotiert wird, aufzurollen oder abzurollen. Hierbei wird das Seil 10 durch die Führung 36 hindurchgeführt. An dieser Stelle kann beispielsweise ein Sensor 38, wie z. B. ein Hall-Sensor oder Reed-Sensor angeordnet sein. Dieser Sensor 38 ist ausgebildet, um die magnetischen Elemente (vgl. Bezugszeichen 12a bis 12d) beim Hindurchführen des Seils 10 durch die Seilführung 36 oder allgemein den Messbereich zu detektieren. Diese Information kann beispielsweise an eine nicht dargestellte optionale Auswerteeinrichtung weitergeleitet werden, die dann beispielsweise als Absolutwert die Länge des auf- oder abgerollten Seils oder auch als Relativwert die Länge des bereits abgerollten bzw. bereits aufgerollten Seils ausgibt. Wie bereits oben ausgeführt, kann diese Auswertung auf Basis von einer Inkrementenzählung o- der auf Basis einer Auswertung der Signaturen der magnetischen Elemente 12a bis 12d sein.

Auch wenn bei obigem Ausführungsbeispiel immer davon ausgegangen wurde, dass Permanentmagneten bevorzugt in Verbindung mit einem Hall-Sensor oder einem Reed-Sensor verwendet werden, so sei an dieser Stelle angemerkt, dass auch einfache leitfähige oder magnetische Materialien verwendet werden können, die dann ein elektrisches Feld bereichsweise verändern, so dass mit einem externen Sensor das erkannt werden kann.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann das hier dargestellte Seilwindensystem 30 auch noch eine Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, den Motor 34 derart anzusteuern, dass dieser angehalten oder noch weiter betätigt wird, bis die gewünschte Länge des Seils abgespult bzw. aufgespult ist. Hierzu erhält die Steuerung die Information bezüglich der auf- oder abgespulten Länge von der Auswerteeinrichtung.

Das Prinzip des Anordnens eines magnetischen Elements in einem hohlen Körper ist auch auf weitere Anwendungen, wie z. B. eine Stange, einen Riegel, ein Rohr oder einen Schlauch übertragbar. Deshalb bezieht sich ein weiteres Ausführungsbeispiel auf einen Hohlkörper einer definierten Länge, der zumindest ein hohles Element mit einem Hohfraum umfasst, wobei in dem Hohlraum ein magnetisches Element eingefügt ist. Hierbei ist das magnetische Element an einer definierten Längenposition befestigt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren, insbesondere in Bezug auf das Seil, wobei das Herstellungsverfahren die Schritte des Anordnens des magnetischen Elements an der definierten Längenposition und des Befestigens umfasst. Entsprechend Ausführungsbeispielen führt man das magnetische Element, beispielsweise ein magnetisches Element, welches es in ein Schlauchstück eingebettet ist oder in einem Gummistück umgossen ist, durch das Seilmaterial hindurch und bringt es an der Stelle, die markiert werden soll, ein. Hierbei kann beispielsweise eine Spleißnadel für Tauwerke verwendet werden, um das Schlauchstück in das Hohlseil hineinzubringen. Zur Fixierung kann in optionaler Weise ein Kleber verwendet werden, wobei es natürlich auch entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen denkbar wäre, dass ein Vernähen des eingefügten magnetischen Elements denkbar wäre. Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen werden bei der Herstellung die magnetischen Elemente erst in einem Schlauchabschnitt eingebettet, um so in der hohlen Seele besser fixiert zu werden.

Bezug nehmend auf Fig. 4a, 4b und 4c wird nun eine mögliche Implementierung erläutert. Das Seilwindensystem umfasst eine Seilwinde (nicht dargestellt) sowie eine Seilführung 36‘ und eine der mehreren Sensoren 38a‘, 38b‘. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Seilwinde an einem beliebigen Ort auf dem Wasserfahrzeug angeordnet ist, zum Beispiel an Deck, Das Seil 10‘ wird entlang bzw. durch ein Schwert des Unterwasserfahrzeuges (vergleiche Bezugszeichen 37) geführt. Hintergrund hier ist, dass an dem Schwert 37‘ häufig Elemente, wie zusätzliches Messequipment (Sonar) und insbesondere abwerfbares bzw. hinterherziehbares Messequipment befestigt ist. Bei der hier dargestellten Variante wird davon ausgegangen, dass das Seil 10‘ innerhalb eines oberen Teils 37v‘ des Schwertes 37 geführt wird. Der obere Teil 37v‘ ist das Verbindungselement des Schwerts 37‘ mit einer Schwertaufnahme 37sa‘ und 37sb‘, mittels welcher das Schwert 37‘ an dem Wasserfahrzeug befestigt werden kann. Das Schwert 37' bzw. um genau zu sein, der Abschnitt 37v‘ des Schwerts 37 ist gelenkig (vergleiche Gelenk 37g') mit der Gelenkaufnahme 37sa‘ und 37sb‘ verbunden. Die Gelenkaufnahme 37sa und 37sb kann beispielsweise durch zwei parallele Schenkel realisiert sein, die in einem Abstand voneinander beanstandet sind, wobei in dem hierdurch entstehenden Zwischenraum der Abschnitt 37v‘ mittels des Gelenkes 37g' gehalten wird. Beim Gelenk 37g' handelt es sich beispielsweise um ein Rotationsgelenk.

Das Seil 10' wird in diesem Ausführungsbeispiel im Inneren des Elements 37v‘ geführt und kann dann beispielsweise am Ende des Abschnitts 37v‘ so austreten, dass eine parallel Führung entlang des Schwerts 37 erfolgt. Hierzu kann eine Öffnung im Abschnitt 37v‘ vorgesehen sein. Der Abschnitt 37v‘ ist beispielsweise ein längliches Element mit einem abgerundeten oberen Bereich (180°-Segment), der sich um den Rotationspunkt des Gelenkes 37g' erstreckt. Dieser abgerundete Abschnit weist hier beispielsweise die Öffnung für das Seil 10‘ auf, wobei in dem Abschnitt 37v‘ das Seil so geführt wird, dass es an zumindest einem der Sensoren 38a‘ und 38b' und bevorzugter Weise zwischen den zwei Sensoren 38a‘ und 38b‘ entlang geführt wird. Die Sensoren 38a' und 38b‘ sind an den Schenkeln 37sa‘ und 38sb‘ angeordnet. Wenn man davon ausgeht, dass die Seilführung des Abschnitts 37v‘ das Seil 10' beispielsweise entlang des gebogenen Abschnitts führt, kann sichergestellt werden, dass auch bei Rotation des Schwertes 37' immer das Seil 10' zwischen den zwei Sensoren 38a' und 38b‘ durchgeführt wird (vergleiche Fig. 4b und 4c). Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wäre es natürlich auch denkbar, dass das Seil 10‘ außerhalb des Abschnits 37v‘ z.B entlang der Oberfläche bzw. gebogenen Oberfläche entlang geführt wird. In diesem Fall sind dann die Sensoren 38a‘ und 38b‘ etwas anders positioniert, so dass auch hier der Abstand zwischen Seil 10' und den Sensoren 38a‘ und 38b‘ hinreichend klein ist.

Fig. 5a bis 5c stellen eine andere Seilführung dar, die beispielsweise nicht an dem Schwert sondern direkt an dem Rumpf des Wasserfahrzeugs angeordnet sein kann. Die Seilführung ist mit dem Bezugszeichen 50 versehen und umfasst beispielsweise acht Walzen 52a bis 52d und 54a bis 54d bzw. allgemein eine Mehrzahl an Walzen 52a- 54d.

Die Walzen 52a bis 52d sind alle parallel zueinander angeordnet, wobei die jeweiligen Aufhängungsachsen gegenüber dem Gestell 56 in einem Viereck oder Rechteck angeordnet sind, sodass immer zwei Walzen 52d/52b bis 52c/52a gegenüberliegen. Analog hierzu sind die Walzen 54 a bis d ebenfalls parallel angeordnet, wobei die Achsen der Walzen 54a und 54d ebenfalls in einem Rechteck mit dem Gestell 56 verbunden sind. Alle Walzen 52a bis 52d und 54a bis 54d können rotorisch gelagert sein zum Beispiel durch Kugellager.

Die Walzen 52a bis 52d sind gegenüber den Walzen 54a bis 54d um 90 ® gewinkelt, so dass durch alle Walzen 52a bis 54d eine geometrischer Bereich 58, der im Wesentlichen quaderförmig ist, eingeschrieben wird. Hierbei können die Walzen 52 und 54 auch versetzt zueinander angeordnet sein, so dass zum Beispiel die Walzen 54a und 54b zwischen den Walzen 52b und 52c bzw. 52a und 52d angeordnet sind. Umgekehrt sind die Walzen 52c und 52d zwischen den Walzen 54a und 54d bzw. 54b und 54c angeordnet.

Diese Anordnung ist nur exemplarisch, da hier auch Variationen möglich wären. Beispielsweise wäre es auch denkbar, dass statt der acht Walzen nur sechs Walzen 54a, 54b, 52d, 52b, 54c und 54d oder auch nur vier Walzen, zum Beispiel die Walzen 54a, 54b, 52d und 52b verwendet werden. Auch können statt der Walzen auch andere rotorische Elemente, wie z.B. Rollen Verwendung finden.

Die Verwendung der acht Walzen 54a bis 54d und 52a bis 52d ermöglicht, dass innerhalb des geometrischen Bereichs 58 ein Seil sicher geführt werden kann, wobei der Abstand zu dem Gehäuse 56 im Wesentlichen konstant bleibt, unabhängig, in welche Richtung das Seil außerhalb des Kanals 58 gelenkt wird. Fest mit dem Gehäuse 56 ist eine Sensoranordnung 38“ vorgesehen. Diese umfasst in diesem Ausführungsbeispiel drei Sensoren 38a“ bis 38c“ die entlang einer Linie angeordnet sind, wobei diese Linie 90° zu dem gegenüber Kana! verwinkelt ist. Wenn man davon ausgeht, dass die Sensoren 38a“ bis 38c“ immer den Bereich des Kanals 58 unterhalb überwachen, wird sozusagen die gesamte Breite des Kanals 58 überwacht. An dieser Stelle ist angemerkt, dass natürlich zwei oder nur ein Sensor denkbar wäre. Des Weiteren sei angemerkt, dass die gewinkelte Anordnung 90° auch anders ausgeführt sein kann, so dass zum Beispiel eine Längsanordnung vorgesehen ist, was den Vorteil bietet, dass so eine Fehldirektion besser überwacht werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Seil für den maritimen Einsatz. Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft ein Wasserfahrzeug (z.B. autonomes (Unter-) Wasserfahrzeug oder eine Bergevorrichtung für eine Wasserfahrzeug) mit einer Seilwinde umfassend eine Rolle zum Aufrollen eines Seils und einen Sensor, der ausgebildet ist, das zumindest eine magnetische Element des Seils beim Aufrollen oder Abrollen zu delektieren.

Auch wenn obige Ausführungsbeispiele insbesondere im Zusammenhang mit einer Vorrichtung erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Beschreibung eines Vorrichtungsmerkmals auch gleichbedeutend mit einer Beschreibung eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist.