BR112017018624B1 - Sistema e método de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária - Google Patents

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE MEDIÇÃO PARA A DETECÇÃO DE GRANDEZAS EM SUPORTES PLANETÁRIOS DE UMA TRANSMISSÃO PLANETÁRIA. A invenção se refere a um sistema de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária (1) compreendendo pelo menos múltiplos estágios de engrenagens planetárias (11, 12), em que pelo menos cada estágio de engrenagens planetárias (11, 12) compreende um respectivo eixo solar (6, 162), pelo menos uma respectiva engrenagem anular (15, 19) bem como pelo menos uma respectiva engrenagem planetária (10, 25), que é conectada com o respectivo eixo solar (6, 162) e com a respectiva engrenagem anular (15, 19) e respectivamente um suporte planetário (5, 8) atribuído à respectiva pelo menos uma engrenagem planetária (10, 25), que é conectado rotacionalmente com a pelo menos uma engrenagem planetária (10, 25), compreende, distinguido pelo fato de que pelo menos um primeiro sensor, apresentando pelo menos uma conexão para o suprimento do pelo menos primeiro sensor com energia elétrica, é disposto em pelo menos um dos suportes planetários (5,8) em pelo menos um dos estágios de engrenagens planetárias (11, 12) é disposto para a detecção das grandezas das engrenagens planetárias correspondentes (10, 25), e em que a transmissão planetária (1) apresenta uma eletrônica, por meio da qual o pelo menos um primeiro sensor pode ser suprido com energia elétrica e em que o pelo menos um (...).

Description

[001] A invenção se refere a um sistema de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária compreendendo pelo menos múltiplos estágios de engrenagens planetárias, em que cada estágio de engrenagens planetárias compreende pelo menos um respectivo eixo solar, pelo menos uma respectiva engrenagem anular ou oca bem como pelo menos uma respectiva engrenagem planetária, que está conectada por um engate denteado com o respectivo eixo solar e a respectiva engrenagem anular e compreende um respectivo suporte planetário pertencente a pelo menos uma engrenagem planetária, que está conectada, com conexão rotativa, a pelo menos uma engrenagem planetária.

[002] Transmissões planetárias oferecem inequívocas vantagens com relação às convencionais transmissões de engrenagens de dentes retos e de engrenagens de dentes cônicos com vistas à densidade de potência e momento de rotação específico e compreendem um eixo solar, um suporte de engrenagens planetárias com engrenagens planetárias bem como uma engrenagem oca ou anular internamente dentada. Condicionadas por uma forma básica cilíndrica da engrenagem anular, as transmissões planetárias para aplicações industriais apresentam frequentemente uma forma de construção cilíndrica. Transmissões planetárias podem ser montadas como engrenagens de encaixe com um apoio de momento de rotação, como transmissões de aparafusamento ou de conexão por flanges ou instalação de pé com armação adicional.

[003] Em transmissões, em particular transmissões de energia eólicas, os mancais representam uma das causas de pane mais frequentes. Para o monitoramento e avaliação desses mancais são utilizados os mais diferentes sensores e sistemas de medição.

[004] Na avaliação dos sinais registrados pelos sensores, o trajeto de transmissão desde a fonte de sinal até o sensor é de importância decisiva. Nos mais diferentes tipos de transmissão, em particular em transmissões planetárias de múltiplos estágios, isto é, com mais que um estágio da engrenagem planetária, uma multiplicidade de mancais de acordo com o estado da técnica pode ser monitorada somente com dificuldade ou com alto dispêndio, pois esses mancais se encontram em um sistema de coordenadas girando com relação ao ambiente.

[005] Para os mais diferentes tipos de sensores e avaliações existem diferentes estados da técnica. Assim, sensores de medição de pressão, de temperatura, de vibração/aceleração são instalados em geral como sensores "estacionários" sistema de coordenadas em repouso. Todavia, não existe qualquer possibilidade associada de monitorar rotativamente as engrenagens planetárias rotativas dos diferentes estágios de uma transmissão planetária. Até agora não é possível um monitoramento rotativo do segundo ou terceiro ou subsequentes estágios de uma transmissão planetária.

[006] Na determinação do momento de rotação, os assim chamados sensores de "telemetria" são geralmente colocados no sistema de coordenadas rotativo. Todavia, esses sistemas requerem energia. O suprimento de energia é projetado ou através de anéis coletores ou, por exemplo, através de uma bateria. Esta bateria, todavia, não é projetada para a duração de vida útil.

[007] O primeiro e segundo objetivos da invenção são, por conseguinte, a indicação de um sistema de medição para o monitoramento dos mancais de engrenagens planetárias bem como de um método de medição, que sejam apropriados em particular para a detecção das grandezas do segundo e dos subsequentes estágios de uma transmissão planetária de múltiplos estágios.

[008] O primeiro objetivo é alcançado por meio da indicação de um sistema de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária, compreendendo pelo menos múltiplos estágios de engrenagens planetárias, em que pelo menos cada estágio de engrenagens planetárias compreende um respectivo eixo solar, pelo menos uma respectiva engrenagem anular ou oca bem como pelo menos uma respectiva engrenagem planetária, que está conectada por um engate denteado com o respectivo eixo solar e a respectiva engrenagem anular e um respectivo suporte planetário pertencente a pelo menos uma engrenagem planetária, que é rotativamente conectada com a pelo menos uma engrenagem planetária, em que pelo menos um primeiro sensor, apresentando pelo menos uma conexão para o suprimento do pelo menos primeiro sensor com energia elétrica, é disposto em pelo menos um dos suportes planetários em pelo menos um dos estágios de engrenagens planetárias para a detecção das grandezas da engrenagem planetária correspondente, e em que a transmissão planetária apresenta uma eletrônica, por meio da qual o pelo menos um primeiro sensor pode ser suprido com energia elétrica e em que o pelo menos um estágio de engrenagens planetárias pode ser selecionado a partir de cada um dos estágios de engrenagens planetárias existentes.

[009] O segundo objetivo é alcançado pela indicação de um método de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária, compreendendo pelo menos múltiplos estágios de engrenagens planetárias, em que pelo menos cada estágio de engrenagens planetárias compreende um respectivo eixo solar, pelo menos uma respectiva engrenagem anular ou oca bem como pelo menos uma respectiva engrenagem planetária, que está conectada por um engate denteado com o respectivo eixo solar e a respectiva engrenagem anular e um respectivo suporte planetário pertencente a pelo menos uma engrenagem planetária, que é rotativamente conectada com a pelo menos uma engrenagem planetária, compreende, em que por meio de pelo menos um primeiro sensor instalado em pelo menos um dos suportes planetários em pelo menos um dos estágios de engrenagens planetárias, que apresenta pelo menos uma conexão para o suprimento do pelo menos um primeiro sensor com energia elétrica, uma detecção as grandezas da engrenagem planetária correspondente é possibilitada e em que o pelo menos um primeiro sensor é suprido com energia elétrica por meio de uma eletrônica da transmissão planetária e em que o pelo menos um estágio de engrenagens planetárias pode ser selecionado a partir de cada um dos estágios de engrenagens planetárias existentes.

[0010] Por meio da disposição descrita, cada mancal individual de uma transmissão de engrenagens planetárias pode ser medido.

[0011] Com isto, todos os estágios de engrenagens planetárias podem ser detectados e monitorados. Também, grandezas físicas mensuráveis, como, por exemplo, oscilação, aceleração, temperatura, pressão de óleo, etc., que podem ser medidas em condições ambientais difíceis (por exemplo, óleo, temperatura, movimento de rotação etc.), podem ser aqui detectadas. De acordo com a invenção é assim possível um suprimento de energia da sensórica para o eixo rotativo. Também, uma comunicação de dados aos sensores é possível por meio do suprimento de energia.

[0012] Em particular, por meio da disposição proposta do sensor/dos sensores, caso estejam presentes, cada engrenagem planetária individual na operação corrente pode ser continuamente monitorada. Indício de desgaste pode ser detectado pela possibilidade da detecção da pressão de óleo e das vibrações das rodas planetárias girando em torno do eixo solar no local do surgimento de desgaste.

[0013] Nas reivindicações subordinadas são listadas outras medidas vantajosas, que podem ser combinadas uma com as outras facultativamente, a fim de obter outras vantagens.

[0014] Em uma configuração particularmente preferida, a eletrônica supre com energia o pelo menos um primeiro sensor, sem contato ou sem fio. Neste caso, o suprimento de energia sem fio pode ser configurado como um acoplamento indutivo, acoplamento indutivo ressonante ou um acoplamento capacitivo.

[0015] Preferivelmente, pelo menos um estágio de engrenagens planetárias compreende várias engrenagens planetárias, em que um monitoramento de todas as rodas planetárias pode ser realizado por o pelo menos um primeiro sensor.

[0016] Preferivelmente, a eletrônica é disposta no primeiro suporte planetário, em que o eixo solar é configurado pelo menos parcialmente como eixo oco e a eletrônica apresenta uma primeira linha de conexão elétrica conduzida através deste eixo oco. Em grandes instalações de energia eólica, a acessibilidade através do eixo solar e através do cubo de rotor é proporcionada de forma especialmente simples. Neste caso, a eletrônica pode ser um transformador de 25 kHz; a bobina de secundário pode ser configurada aqui como uma placa de condução flexível. Por meio desta disposição, um suprimento da eletrônica sem dispêndio ou desmontagem da transmissão é possível de forma especialmente simples. Os sensores dispostos em outros suportes planetários são então supridos com energia, sem contato ou sem fio, por meio dessa eletrônica. Por meio da conexão de cabo da eletrônica, esta fica disponível para uma tal transmissão com suficiente energia ou esta pode alimentada suficientemente com energia.

[0017] Além disso, o primeiro estágio de engrenagens planetárias pode apresentar também menos um segundo sensor. Neste caso, uma segunda linha de conexão elétrica desde a eletrônica para o segundo sensor do primeiro estágio de engrenagens planetárias é prevista para o suprimento com energia do segundo sensor do primeiro estágio de engrenagens planetárias.

[0018] Evidentemente, este segundo sensor pode, alternativamente, ser suprido com energia, para tanto, por meio da eletrônica.

[0019] Neste caso, o posicionamento da eletrônica é de especial importância. Neste caso, a eletrônica consiste de uma primeira e uma segunda instalação eletrônica. Preferivelmente, é a primeira instalação eletrônica é disposta no lado frontal (lado dianteiro) no primeiro eixo solar do primeiro estágio de engrenagens planetárias. Em grandes instalações de energia eólica, a acessibilidade ao eixo solar pode ser proporcionada através do cubo de rotor. Por conseguinte, é possível atingir a eletrônica (interface de cliente) neste local. Este local pode ser atingido de forma muito fácil, por exemplo, por meio da desmontagem de uma tampa de tubo de passo, usualmente existente no suporte planetário. Com isto, é possível substituir de forma muito simples a eletrônica no caso de serviço e durante o tempo de vida útil da instalação.

[0020] Em transmissões planetárias de múltiplos estágios, é necessário também alcançar, nos estágios subsequentes, as partes giratórias que têm um outro número de rotações, como o suporte planetário, para o suprimento de energia ao sensor.

[0021] Através do suporte planetário do primeiro estágio é possível estabelecer, em virtude da disposição coaxial do segundo estágio, um suprimento de energia indutivo (ou outro suprimento de energia) em, por exemplo, modo de construção axial, sem contato. Caso existam outros conjuntos de engrenagens planetárias com outro número de rotações, então uma sensórica pode ser prevista ali igualmente como subsistema com relação ao suprimento de energia e, por exemplo, para a transmissão de dados de medição.

[0022] Preferivelmente, uma interface digital para a transmissão dos dados para uma instalação de processamento de dados é prevista. Em um outro exemplo de realização, a interface digital é disposta no lado frontal (lado dianteiro) no pelo menos um suporte planetário do primeiro estágio de engrenagens planetárias.

[0023] O acesso ao segundo estágio de engrenagens planetárias é efetuado sem fio ou através de rádio, tanto para a energia como também para os dados. Este local pode ser alcançado de forma simples, como já descrito acima, por meio de uma desmontagem da tampa de tubo de passo no suporte planetário. Com isto, é possível substituir de forma simples a interface digital no caso de serviço e durante o tempo de vida útil da instalação. Os sensores podem ser equipados com antenas para a transmissão dos dados.

[0024] Preferivelmente, o eixo solar é configurado pelo menos parcialmente como eixo oco, em que um cabo de transmissão de dados pode ser conduzido através deste eixo oco para a interface digital. Com isto é assegurada ligação de dados segura e rápida sem uma alteração ou adaptação da estrutura da transmissão a uma estação de avaliação externa.

[0025] Preferivelmente, a transmissão de dados é efetuada sem contato ou sem fio a partir do pelo menos um primeiro sensor para a interface digital. Pelo menos o acesso ao segundo estágio e, eventualmente, aos estágios de engrenagens planetárias subsequentes, é efetuado sem fio ou através de rádio tanto para a energia como também os dados. Para a transmissão dos dados de sensor desde o estágio mais rápido (estágio de velocidade intermediário) até o sistema de processamento de dados que não se move são requeridas duas interfaces, uma delas sem fio. Por meio de uma correspondente disposição de antenas de sensor é possível que exista, por revolução, somente por um determinado intervalo, contato de rádio com uma antena. Nesse intervalo, são então transmitidos dados de medição intermediariamente armazenados. Além disso, uma marca temporal é transmitida. Existem várias antenas de recepção, através de um determinado espaço de tempo de integração, a velocidade de ângulo de rotação e posteriormente também o desvio de ângulo de rotação entre, por exemplo, o estágio de velocidade intermediário e o estator (alojamento de transmissão, gôndola etc.) ou, por exemplo, o suporte planetário do LSS (Low Speed Stage) e o IMS (Inter Mediate Stage) podem ser determinados. Este desvio é causado por meio da torção de eixo elástica e deformação elástica dos dentes das engrenagens dentadas. Ele representa o momento de rotação atual. Desta maneira, a deformação pôde ser calibrada pela primeira vez na operação ou na oficina. Quanto mais pares de antenas, isto é, de sensores, forem previstos, tanto mais precisamente o desvio de ângulo de rotação e, assim, o momento de rotação, podem ser determinados.

[0026] Preferivelmente, pelo menos o primeiro estágio de engrenagens planetárias apresenta pelo menos um segundo sensor. A transmissão de dados desde o segundo sensor para a interface digital é efetuada através de um segundo cabo de transmissão de dados. A disposição da interface digital bem como a eletrônica de "avaliação" é efetuada no lado frontal do primeiro suporte planetário, pois este possui a velocidade de rotação do cubo de rotor na instalação de energia eólica.

[0027] A ligação dos sensores no primeiro estágio de engrenagens planetárias é efetuada, por conseguinte, por fio. O acesso ao segundo estágio de engrenagens planetárias é efetuado preferivelmente sem fio ou através de rádio, tanto para a energia como também para os dados.

[0028] A transmissão de energia pode também ser efetuada através de um acoplamento com um fator de acoplamento e a transmissão de dados pode ser efetuada por meio da emissão da modulação do fator de acoplamento. Desta maneira é concebido que uma transmissão de energia é efetuada entre duas partes que giram uma com relação à outra. Esta transmissão de energia pode ser conformada de maneira que a transmissão de energia seja dependente do ângulo de rotação. Esta dependência pode também ser estabelecida por meio de modulação, não somente por meio de desvios ou deslocamentos estáticos, de forma que, por exemplo, a frequência ou fase da modulação do acoplamento entre as duas partes varie. Com isto, o número de rotações pode ser encontrado por meio do monitoramento da transmissão de energia, que pode se alterar em diferentes características sobre o ângulo de rotação. Normalmente é necessária somente uma variável (valor de medição de energia escalar, frequência, fase ou semelhante), para determinar o número de rotações. A estrutura que é usada para a transmissão de energia é simultaneamente utilizada também para a determinação do número de rotações relativo das duas partes uma em relação à outra. Com o fator de acoplamento é aqui concebível o acoplamento eletromagnético dos participantes do trecho de transmissão de energia. Este acoplamento pode também ser variado vetorialmente não somente de forma escalar, mas também através de uma revolução.

[0029] Em uma configuração preferida, a transmissão de dados a partir do pelo menos o primeiro sensor na interface digital pode ser realizada com memória intermediária.

[0030] Vários sensores também podem ser dispostos em (o) pelo menos um suporte planetário. Estes podem ser em particular sensores de medição da pressão de óleo, sensores de medição de vibração ou de aceleração.

[0031] Outras características, propriedades e vantagens da presente invenção resultam da seguinte descrição mediante referência às figuras anexas. Aqui, as figuras mostram esquematicamente: a figura 1 é uma representação esquemática de uma transmissão planetária de acordo com o estado da técnica, a figura 2 é uma primeira posição possível dos sensores rotativos de acordo com a invenção, a figura 3 mostra trajetos do suprimento de energia elétrica e da transmissão de dados de medição para o exemplo de realização acima.

[0032] Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita mais detalhadamente pelo exemplo de realização preferido, a invenção não é limitada pelos exemplos descritos. Variações da mesma podem ser deduzidas pelo especialista sem abandonar o âmbito de proteção da invenção, como é definido pelas seguintes reivindicações.

[0033] A figura 1 mostra um corte de uma transmissão planetária de dois estágios 1 para a utilização em uma instalação de energia eólica, compreendendo um primeiro estágio de engrenagens planetárias 11, do lado do acionamento, e um segundo estágio de engrenagens planetárias 12, do lado da saída de movimento. O eixo de saída de movimento da transmissão 1 é acoplado com um gerador. O eixo solar 6 do primeiro estágio de engrenagens planetárias 11 é acoplado de forma rígida à rotação com o suporte planetário 8 do segundo estágio de engrenagens planetárias 12.

[0034] Na transmissão planetária 1 existem vários sistemas de coordenadas rotativos: a) um alojamento de transmissão 9 e a engrenagem anular 15 formam um primeiro sistema de coordenadas que é estacionário em relação à gôndola. b) o primeiro suporte planetário 5 do primeiro estágio de engrenagens planetárias 11 e o primeiro eixo solar 6 formam um primeiro sistema de coordenadas rotativo, girando com uma velocidade. c) No suporte planetário 5 são suportadas engrenagens planetárias 10, que estão em engate com o eixo solar 6 e a engrenagem anular 15.

[0035] O eixo solar 6 do primeiro suporte planetário 5 é conectado de forma rígida à rotação com o segundo suporte planetário 8. d) o eixo solar 162 do segundo estágio de engrenagens planetárias 12 é conectado de forma rígida à rotação com o gerador ou um outro estágio de transmissão. As engrenagens planetárias 10 do primeiro estágio de engrenagens planetárias 11 e as engrenagens planetárias 130 do segundo estágio de engrenagens planetárias 12 formam outros sistemas de coordenadas rotativos. e) Além disso, um tubo de passo 17 é previsto como também uma tampa de tubo de passo 3.

[0036] O monitoramento de parâmetros operacionais na transmissão, como, por exemplo, a temperatura de mancais (por exemplo, com o auxílio de Elementos PT100), oscilações (monitoramento de oscilação com sensores de medição de aceleração, por exemplo, baseados no Efeito Piezo), pressão de óleo nas linhas de alimentação de óleo, que são providas para a lubrificação de componentes rotativos, nível de óleo, etc., apresenta dificuldades, pois uma conexão por cabo entre os sensores e uma unidade de recepção no sistema de coordenadas da gôndola somente é possível para pequenos sensores por causa dos muitos dos mais diferentes sistemas de coordenadas rotativos. Todavia, não existem possibilidade de monitorar as engrenagens planetárias rotativas 10 dos diferentes estágios de uma tal transmissão planetária 1. Em particular é vantajoso monitorar essas engrenagens, por exemplo, com um sensor de pressão de óleo, para se saber como muito óleo é efetivamente alimentado aos mancais de engrenagem planetária. Com isto, o desgaste pode ser reduzido e a duração de vida útil pode ser aumentada.

[0037] A presente invenção possibilita a detecção simples de grandezas e monitoramento de transmissões planetárias de múltiplos estágios 1 com sensores, que têm uma elevada necessidade de energia e requerem uma elevada largura de banda para a transmissão de dados.

[0038] A figura 2 mostra a invenção em detalhe. Por meio da invenção é obtida uma operação de sensores no suporte planetário por uma eletrônica. Sensores são dispostos no suporte planetário 5 do primeiro estágio 11 (figura 1) e no suporte planetário 25 do segundo estágio 12 (figura 1). Em particular por meio da disposição de acordo com a invenção de cada engrenagem planetária individual 10 do primeiro estágio 11 (figura 1) bem como dos estágios subsequentes 12 (figura 1) etc., os sensores podem ser continuamente monitorados na operação corrente. Uma detecção de desgaste pode ser efetuada por meio de uma detecção da pressão de óleo e/ou das vibrações, das engrenagens planetárias 10 girando em torno do eixo solar 6, isto é, diretamente no local do surgimento do desgaste.

[0039] A eletrônica supre o um sensor ou vários sensores com energia, sem fio ou sem contato. Neste caso, é possível que os sensores do primeiro estágio de engrenagens planetárias 11 (figura 1) sejam ainda ligados com um cabo à eletrônica e o suprimento dos nos outros estágios de engrenagens planetárias 12 (figura 1) é efetuada sem fios ou sem contatos. A eletrônica dos sensores no primeiro estágio de engrenagens planetárias 11 (figura 1) pode ser realizada por fio. Aqui, a eletrônica pode consistir de uma primeira instalação eletrônica 50, por exemplo, uma interface de cliente no primeiro sistema de coordenadas, e uma segunda instalação eletrônica 60, por exemplo, de uma unidade de emissão e recepção para os sensores. Esta é disposta no segundo sistema de coordenadas. A interface de cliente é disposta aqui no suporte planetário 5.

[0040] Além disso, é provida uma interface digital 53 (figura 3), que recebe dados por um ou vários sensores através de uma conexão sem fio, em que um ou vários sensores podem ser dispostos no segundo ou subsequente estágio de engrenagens planetárias rotativo 12 (figura 1).

[0041] A disposição de uma interface digital 53 (figura 3) bem como da primeira instalação eletrônica 50 é efetuada no suporte planetário 5, pois este possui a velocidade de rotação do cubo na instalação de geração de energia.

[0042] O acesso ao segundo estágio de engrenagens planetárias 12 (figura 1) se dá sem fios ou através de rádio tanto para a energia como também os dados. Por exemplo, em grandes instalações de energia eólica, a acessibilidade ao eixo solar 6 é proporcionada através do cubo de rotor. Por conseguinte, é possível alcançar a eletrônica neste local.

[0043] Também, a eletrônica-rádio pode ser alcançada através deste trajeto, pois ela é montada, de acordo com invenção, no lado frontal do eixo solar 6 (figura 1) do primeiro estágio de engrenagens planetárias 11 (figura 1) . Este local pode ser facilmente alcançado por meio da desmontagem da Tampa de tubo de passo 3 no suporte planetário 5. Com isto, é possível substituir a eletrônica no caso de serviço e durante o tempo de vida útil da instalação, por exemplo, instalação de energia eólica.

[0044] Por exemplo, a energia, por exemplo, uma conexão de 25 kHz, pode ser transmitida através de um acoplamento indutivo ou capacitivo.

[0045] Adicionalmente, dados que provêm dos sensores podem ser transmitidos através de uma conexão de rádio de 2,4 GHz. Esses dados também podem ser emitidos não somente através de rádio, mas também através de uma modulação do fator de acoplamento.

[0046] Além disso, seria também imaginável um módulo de sensor baseado em RFID (Radio Frequency Identification) ou baseado em SAW (Surface Acoustic Wave). O suprimento de energia ou o sinal de interrogação do módulo se dá, neste caso, por meio da leitora de RFID/SAW e sua antena, que possibilita igualmente a transmissão de dados de medição. Tais módulos são vantajosos e baratos em virtude do dispêndio comparativamente pequeno em Hardware.

[0047] Um monitoramento simples e direta dos mancais de engrenagens planetárias bem como a geração de informação adicional (por exemplo, pressão de óleo no suporte planetário) é possível pela primeira vez.

[0048] O suporte planetário 5 gira lentamente com as pás de rotor. Por meio do tubo de passo 17, em geral existente em uma instalação de energia eólica, as linhas necessárias (suprimento de energia, dados de sensor, etc.) podem então ser captadas do lado do gerador, por exemplo, por meio de anéis coletores ou WLAN. Um cubo de rotor é sempre suprido, condicionado pelo sistema, com energia e dados, pois os acionamentos de tubo de passo exigem isto para o deslocamento das pás. Adicionalmente, a eletrônica, pela elevação de manutenção existente, pode ser submetida a uma substituição ou a uma manutenção.

[0049] Em transmissões planetárias de múltiplos estágios 1 (figura 1) é também necessário, em estágios subsequentes 12 (figura 1), que também têm um outro número de rotações, alcançar partes rotativas, tais como o suporte planetário 9 (figura 1), para prover energia ao suprimento de sensores.

[0050] É possível montar, sem contato, um suprimento de energia indutivo (dispositivo de suprimento de corrente 50), aqui no modo de construção axial, através do suporte planetário 5 do primeiro estágio 11 (figura 1) em virtude da disposição coaxial dos outros estágios 12 (figura 1). Em outras engrenagens planetárias com outros números de rotações, uma sensórica, configurada aqui como sensor de medição de óleo 51 e sensor de aceleração 52, pode ser igualmente prevista como subsistema com relação ao suprimento de energia e transmissão dos dados de medição. Por meio da disposição descrita, cada mancal individual de uma transmissão de engrenagens planetárias pode ser medido.

[0051] Na tecnologia de transmissão é, além disso, frequentemente de interesse determinar o momento de rotação transmitido, que pode ser medido pelos sensores.

[0052] A figura 3 mostra a transmissão dos dados de sensor. A partir do estágio mais rápido (estágio de velocidade intermediária) até a interface digital 53 que não se move, é requerida uma interface sem fios. Por meio de uma correspondente disposição das antenas é possível que, por revolução, exista contato de rádio somente por um determinado intervalo com uma antena.

[0053] Na figura 3, transmissão de dados de medição sem fios do estágio intermediário para a interface digital 53 é mostrada por meio de uma seta 54. A interface digital 53, a qual é disposta no primeiro estágio (a seguir também designada como 'low speed stage'), é ligada por um cabo de transmissão de dados (não mostrado) a uma instalação de processamento de dados externa (não mostrada). Os sensores são acoplados a uma segunda instalação eletrônica 60 no segundo sistema de coordenadas. A segunda instalação eletrônica 60 é realizada com antenas como unidade de emissão e recepção para dados e energia. Os dados de medição são transmitidos de forma intermediariamente armazenados para a interface digital 53 por meio de rádio. Por meio de uma correspondente disposição das antenas é possível que, por revolução, somente exista contato de rádio com uma antena por um determinado intervalo. Neste intervalo, dados de medição memorizados intermediariamente são então transmitidos. Além disso, uma marca temporal é transmitida. Existindo várias antenas de recepção, através de um determinado espaço de tempo de integração, pode ser determinada a velocidade de ângulo de rotação e posteriormente também o desvio de ângulo de rotação entre, respectivamente, o primeiro e o segundo estágios. Este desvio é produzido por meio da torção de eixo elástica e deformação elástica dos dentes das engrenagens dentadas. Ele representa o momento de rotação atual. Quanto mais sensores ou pares de antenas estiverem presentes, tanto mais precisamente o momento de rotação pode ser determinado.

[0054] Na figura está mostrada uma montagem do suprimento de energia sem contato no modo de construção axial. Evidentemente é também possível uma montagem do suprimento de energia sem contato no modo de construção radial no suporte planetário dos estágios de transmissão subsequentes.

[0055] A monitoramento de parâmetros operacionais na transmissão, como, por exemplo, temperatura de mancais (por exemplo, com auxílio de Elementos PT100), oscilações (monitoramento de oscilações com sensores de medição de aceleração, por exemplo, baseados no Efeito Piezo), pressão de óleo nas linhas de alimentação de óleo, que são previstas para a lubrificação de componentes rotativos, nível de óleo, etc., apresenta dificuldades, pois uma conexão por cabos entre os sensores e uma unidade de recepção no sistema de coordenadas da gôndola, em virtude dos muitos diferentes sistemas de coordenadas rotativos, é somente possível para poucos sensores. Sensores que são dispostos em um dos sistemas de coordenadas rotativos devem ser conectados a unidade de recepção no sistema de coordenadas da gôndola através de uma conexão sem fio.

[0056] Por meio de a invenção é possível medir grandezas físicas mensuráveis (por exemplo, oscilação, aceleração, temperatura, pressão de óleo, etc.) de cada estágio de uma transmissão planetária em difíceis condições ambientais (por exemplo, óleo, temperatura, movimento de rotação, etc.). Por meio da invenção é agora possível, mais especificamente, um suprimento de energia da sensórica sobre o eixo rotativo como também uma ligação de comunicação dos sensores em cada estágio de engrenagens planetárias.

[0057] A vantagem está situada no fato de que pela primeira vez é possível obter sinais de sensor a partir de todos os estágios de engrenagens planetárias "em rotação" pela duração de vida útil. Isto é alcançado pela invenção e pela possibilidade de serviço proporcionada pela invenção. De acordo com a invenção, uma eletrônica transmite energia sem fios ou sem contatos energia para um ou vários sensores. Dados são igualmente transmitidos através de uma conexão sem fio desde um ou vários sensores para uma interface digital 53, em que o um ou vários sensores são dispostos no segundo sistema de coordenadas girando ou em rotação.

[0058] De acordo com a invenção, uma transmissão de energia a rádio na parte rotativa é usada para a determinação de números de rotação e a taxa de exploração dependente do número de rotações (taxa de sampleamento). Ocorre uma transmissão de energia, dependente do local, por meio de um acoplamento (fator de acoplamento) na rotação na transmissão para o sinal de número de rotações na parte em rotação. O sinal de número de rotações é fornecido para fora e pode ser utilizado por sensores para uma aquisição de dados. As informações podem ser emitidas por rádio ou através de modulação do fator de acoplamento.

[0059] Desta maneira, é pela primeira vez possível obter sinais de sensor a partir dos estágios de engrenagens planetárias "em rotação" sobre a duração de vida útil.

Claims (16)

1. Sistema de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária (1) compreendendo pelo menos múltiplos estágios de engrenagens planetárias (11, 12), em que pelo menos cada estágio de engrenagens planetárias (11, 12) compreende um respectivo eixo solar (6, 162), pelo menos uma respectiva engrenagem anular (15, 19) bem como pelo menos uma respectiva engrenagem planetária (10, 130), que é conectada com o respectivo eixo solar (6, 162) e com a respectiva engrenagem anular (15, 19) por um engate denteado, e um respectivo suporte planetário (5, 8) atribuído à respectiva pelo menos uma engrenagem planetária (10, 130), que é conectado rotacionalmente com a pelo menos uma engrenagem planetária (10, 130), pelo menos um primeiro sensor, apresentando pelo menos uma conexão para o suprimento do primeiro sensor com energia elétrica, é disposto em pelo menos um dos suportes planetários (5, 8) em pelo menos um dos estágios de engrenagens planetárias (11, 12) para a detecção das grandezas das engrenagens planetárias correspondentes (10, 130), e em que a transmissão planetária (1) apresenta circuitos eletrônicos, por meio da qual o pelo menos um primeiro sensor pode ser suprido com energia elétrica, e em que o pelo menos um estágio de engrenagens planetárias (11, 12) é selecionável a partir de cada um dos estágios de engrenagens planetárias existentes (11, 12); caracterizado pelo fato de que os circuitos eletrônicos compreendem uma primeira instalação eletrônica (50) e uma segunda instalação eletrônica (60), a primeira instalação eletrônica (50) é disposta no primeiro suporte planetário (5) e a segunda instalação eletrônica é disposta no lado frontal do primeiro eixo solar (6) do primeiro estágio de engrenagens planetárias (11).

2. Sistema de medição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os circuitos eletrônicos suprem sem contato ou sem fio o pelo menos um primeiro sensor com energia elétrica.

3. Sistema de medição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um estágio de engrenagens planetárias (11, 12) compreende várias engrenagens planetárias e pode efetuar um monitoramento de todas as engrenagens planetárias por meio do pelo menos um primeiro sensor.

4. Sistema de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que vários sensores são previstos e os circuitos eletrônicos fornecem energia para pelo menos aqueles sensores que não estão dispostos em um primeiro suporte planetário (5) do primeiro estágio de engrenagens planetárias (11), sem contato ou sem fio.

5. Sistema de medição de acordo com a reivindicação anteriores 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos o primeiro estágio de engrenagens planetárias (11) apresenta pelo menos um segundo sensor, em que uma segunda linha de conexão elétrica é provida desde os circuitos eletrônicos para o segundo sensor do primeiro estágio de engrenagens planetárias (11) para o suprimento do segundo sensor do primeiro estágio de engrenagens planetárias (11) com energia.

6. Sistema de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o eixo solar (6) do primeiro estágio de engrenagens planetárias (11) é configurado pelo menos parcialmente como eixo oco e a segunda instalação eletrônica (60) possui uma primeira linha de conexão elétrica conduzida através deste eixo oco.

7. Sistema de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que uma interface digital (53) para a transmissão dos dados é prevista em um sistema de processamento de dados.

8. Sistema de medição de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a interface digital (53) é disposta no lado frontal no pelo menos um suporte planetário (5) do primeiro estágio de engrenagens planetárias (11).

9. Sistema de medição de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a transmissão de dados é efetuada sem contato ou sem fio por o pelo menos um primeiro sensor na interface digital (53).

10. Sistema de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 7 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos o primeiro estágio de engrenagens planetárias (11) no primeiro suporte planetário (5) possui o segundo sensor e a transmissão de dados a partir do segundo sensor para a interface digital (53) é efetuada através de um segundo cabo de transmissão de dados.

11. Sistema de medição de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a transmissão de dados sem fio é efetuada por meio óptico ou de rádio.

12. Sistema de medição de acordo com a reivindicação 9 ou 11, caracterizado pelo fato de que a transmissão de energia é efetuada através de um acoplamento com um fator de acoplamento e a transmissão de dados sem fio é efetuada por meio da emissão da modulação do fator de acoplamento.

13. Sistema de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de que a transmissão de dados do pelo menos um primeiro sensor na interface digital (53) é efetuado de forma intermediariamente armazenada.

14. Sistema de medição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que vários sensores são dispostos no pelo menos um suporte planetário (5, 8).

15. Método de medição para a detecção de grandezas em suportes planetários de uma transmissão planetária (1), compreendendo pelo menos múltiplos estágios de engrenagens planetárias (11, 12), em que pelo menos cada estágio de engrenagens planetárias (11, 12) compreende um respectivo eixo solar (6, 162), pelo menos uma respectiva engrenagem anular (15, 19) bem como pelo menos uma respectiva engrenagem planetária (10, 130), que é conectada com o respectivo eixo solar (6, 162) e com a respectiva engrenagem anular (15, 19) por um engate com dentes, e um respectivo suporte planetário (5, 8) atribuído à pelo menos uma engrenagem planetária (10, 130), que é conectado rotacionalmente com a pelo menos uma engrenagem planetária (10, 130), em que uma detecção de grandezas da engrenagem planetária correspondente (10, 130) é possibilitada por meio de pelo menos um primeiro sensor instalado em pelo menos um dos suportes planetários em pelo menos um dos estágios de engrenagens planetárias (11, 12), em que o primeiro sensor apresenta pelo menos uma conexão para o suprimento do primeiro sensor com energia elétrica, e em que o pelo menos um primeiro sensor é suprido com energia elétrica por meio de circuitos eletrônicos da transmissão planetária (1), e em que o pelo menos um estágio de engrenagens planetárias (11, 12) é selecionável a partir de cada um dos estágios de engrenagens planetárias existentes (11, 12); em que que a energia elétrica é transmitida sem fio e a transmissão de energia sem fio é realizada por meio de um acoplamento capacitivo ou de um acoplamento indutivo com um fato de acoplamento; caracterizado pelo fato de que uma transmissão de dados de sensor é efetuada através de uma interface digital (53) e a transmissão de dados é efetuada através de modulação do fator de acoplamento

16. Método de medição de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que é realizado por um sistema de medição como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15.

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