CN104641106A - 包括转矩监控的不可切换的耦连器 - Google Patents
包括转矩监控的不可切换的耦连器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104641106A CN104641106A CN201380048179.1A CN201380048179A CN104641106A CN 104641106 A CN104641106 A CN 104641106A CN 201380048179 A CN201380048179 A CN 201380048179A CN 104641106 A CN104641106 A CN 104641106A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- intervalve
- torque sensor
- wheel hub
- torque
- fastening section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/06—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving mechanical means for indicating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/108—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving resistance strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
- G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
- G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
- G01L3/1457—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving resistance strain gauges
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/60—Shafts
- F05B2240/61—Shafts hollow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05B2270/335—Output power or torque
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
- F05B2270/808—Strain gauges; Load cells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2280/00—Materials; Properties thereof
- F05B2280/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
- F05B2280/6003—Composites; e.g. fibre-reinforced
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/20—Joints and connections with indicator or inspection means
Abstract
本发明涉及一种用于将转矩从第一机器部件(13)传递到第二机器部件(12)上的装置(10),尤其是在风力设备(11)中,所述装置具有用于连接到第一机器部件(13)上的第一连接轮毂(19)、用于连接到第二机器部件(12)上的第二连接轮毂(21)和尤其是由玻璃纤维塑料材料制成的中间管(20),所述中间管以第一端部在第一连接轮毂(19)上紧固并且以第二端部在第二连接轮毂(21)上紧固,其特征在于,所述装置(10)具有至少一个转矩传感器(23)、尤其是应变测量传感器,其设置在第一连接轮毂(19)或第二连接轮毂(21)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于将转矩从第一机器部件传递到第二机器部件上的装置。
背景技术
这样的装置原则上已知并且也称为不可切换的耦连器。
对应的装置例如使用在风力设备中,但也例如在海上的或航海领域或水力设备中使用。
所述机器部件在此可以例如是发电机,所述发电机与传动机构、例如风力设备的转子耦连。这样的耦连器或装置在这里通常能够实现机器部件的连接并且也能够实现转矩的传递(尤其是以传动比1:1),以及也实现偏移补偿,例如以便在风力设备中在没有大的回位力的情况下确保机器部件的相对运动。
这样的装置除了在第一和第二连接轮毂(或第一或第二凸缘)上设置的中间管之外通常还具有弹性的、运动学有效的元件,所述元件分别设置在轮毂上,以便能够实现与机器部件的补偿偏移的连接。在申请人的典型的装置中,这些动力学的元件是之后还更详细地说明的导杆状的设备。备选地也可以设置膜片和薄板。
为了保证这样的装置并且还有对应的机器部件(或整个设备,所述装置用在所述整个设备中)的无问题的运行,所述装置的基本上的可监控性是值得期望的,以便例如分析在试验运转中可能的误差来源亦或连续监控所述装置的运行状态。
发明内容
因此,本发明的任务是,改善同类的装置或其中使用所述装置的整个设备的基本上的可监控性。
本发明按照第一方面利用权利要求1的特征、尤其是其特征部分的特征解决该任务,并且据此其特征在于,所述装置具有至少一个设置在第一连接轮毂或第二连接轮毂上的转矩传感器。
本发明的原理因此基本上在于,测量在装置中传递的转矩,并且更确切地说其方式为,转矩传感器不是如也许可期待的那样在中间管上紧固,而是在所述两个与中间管连接的连接轮毂中的一个上紧固。
中间管例如可以由纤维复合材料、尤其是玻璃纤维塑料材料制成,而轮毂典型地由金属构成。因为金属比由玻璃纤维塑料制成的中间管具有各向同性的特性,在这里可以进行较有利的测量。这首先原则上不会被这样预期,因为这样的传感器通常更多设置在这样的装置的均一的、轴向延伸的或(空心)轴状的区域(例如管)中,因为学术界假设,在这里可以实施较好的测量。
申请人在费力的和费时的测量序列中确定,将转矩传感器(其例如可以作为测量条、尤其是应变测量片实施)设置在与中间管相比在轴向上相当短的轮毂上是完全可能的。
尤其是这样的布置结构可以在两个轮毂之一的紧固区段上实现。该紧固区段用于安装中间管,其中中间管通常与连接轮毂的紧固区段粘接。连接轮毂为此具有大致空心圆柱体的基本形状。
传感器的布置因此相反于学术界的预期在中间管和连接轮毂或机器部件之间的“过渡区域”中进行。
转矩传感器优选构成为所谓的应变测量条(简称:DMS),如其常规地在专业商场中可获得。这样的测量条可以基于其柔性的或易变形的设计优化地设置在其中一个连接轮毂的紧固区段的通常圆形轨道形的或空心圆柱体形的周壁上。
不进一步深入说明这样的商业通用的应变测量条的测量原理,仍要提到,转矩测量通过被监控的构件(在这里:连接轮毂)的(视觉上几乎不可察觉的)变形能够实现。即随着变形在测量条上设置的线这样延伸,使得所述线改变其电阻,这可以被检测或测量到。为此转矩传感器可以与尤其是同样在轮毂上设置的电子装置连接,所述电子装置例如也可以条状地构成。尤其是传感器和电子装置可以也集成在相同的条中。
这样的转矩传感器以这种方式可简单设置在其中一个所述连接轮毂上,由此尤其是可以放弃附加的、单独的测量轴,这总体上能够实现简单的构造并且因此又能够实现整个装置较简单的维修和也较简单的监控。此外通过测量装置仅存在少于200克的增重,这相比于单独的测量轴非常小。此外单独的测量轴可能不利地影响所述装置的绝缘特性,其中利用本发明可以无问题地继续使用绝缘的玻璃纤维塑料管作为中间管。
按照本发明的装置通常在风力设备中使用,即作为发电机和转子的传动机构或转子本身之间的耦连器。然而备选地在其他技术区域中如水力设备或海上的设备中的使用也是可能的,其中,作为机器部件也可以理解为如下构件,例如转子本身或船轮毂。
装置的中间管通常分别以一个端部分别粘接在所述连接轮毂中的各一个上。为此中间管可以搭接连接轮毂。但备选地也可设想,连接轮毂搭接中间管。有利地,中间管由纤维复合材料、尤其是玻璃纤维塑料构成,其中原则上也可使用其他材料用于制造中间管。
转矩传感器在此令人吃惊地不设置在中间管上,而是在其中一个连接轮毂上。备选地,当然也可以将一个或多个传感器设置在两个连接轮毂上。尤其有利的是,在要监控的轮毂上设置多个、尤其是两个转矩传感器,所述转矩传感器与相同的电子装置连接。
按照一种有利的实施方式,转矩传感器设置在构成输出轮毂的连接轮毂上,亦即设置在如下轮毂上,在从一个机器部件到另一个机器部件的作用链中转矩稍晚传递到所述轮毂上(在任何情况下在常规的转矩传递中从传动机构或转子传递到发电机上)。
在该意义上所述另一个连接轮毂可以典型地称为输入轮毂。在风力设备中,转矩传感器于是与结构空间相关典型地设置在配置给发电机的连接轮毂上,亦即设置在所述输出轮毂上。对此的另一个原因可能是在转子传动机构的制动盘的区域中的较大的热产生。
然而原则上为了安装转矩传感器也可以使用另一个轮毂或输入轮毂。在这里应考虑关于存在的结构空间的具体的注意方面。
有利地在其上设置有转矩传感器的连接轮毂具有用于连接到对应的机器部件上的连接区段和用于紧固中间管的紧固区段。尤其是该连接轮毂可以仅由所述两个区段构成,从而连接轮毂这时由连接区段和紧固区段组合而成。在这里转矩传感器有利地地设置在紧固区段上。转矩传感器因此关于连接轮毂紧固在配置给中间管并且用于中间管紧固或保持的区域中。通常中间管粘接在连接轮毂的紧固区段上并且转矩传感器也在该区域中紧固、尤其是在那里粘接。
在该意义上,紧固区段可以是连接轮毂的所有不用于连接到对应的机器部件上的区域。
按照一种特别有利的实施形式,转矩传感器设置在紧固区段的与中间管重叠的区域中。这能够实现特别优化的空间利用。然而备选地也可能的是,转矩传感器设置在紧固区段的不与中间管重叠的区域中,尤其是当存在特别长的紧固区段时。
按照一种有利的布置结构,转矩传感器此外设置在紧固区段的这样的侧面上,在所述侧面上不紧固或粘接中间管。在该意义上,中间管可以例如搭接对应的连接轮毂的紧固区段。转矩传感器在该情况中在紧固区段的内侧上对置于中间管在紧固区段上设置。备选地,紧固区段也可以搭接中间管,在该情况下,转矩传感器设置在紧固区段(所述紧固区段典型地具有空心圆柱体的形状)的外侧上。
进一步有利地,转矩传感器与紧固区段的边缘间隔开地设置,并且因此尤其是不直接设置在紧固区段和中间管之间的过渡区域上。在这里在连接轮毂的朝向中间管的端部和转矩传感器的布置位置之间保留一定的轴向距离。这导致转矩的较高的测量精度,因为对于转矩传感器产生较均一的测量面并且尤其是转矩已经以较大的百分比份额输入连接轮毂中(在输出轮毂中)或还未以较大的百分比份额输出(在输入轮毂中)。此外在该边缘区域中由于材料过渡延展梯度不利地是高的。
有利地,转矩传感器在此设置在输出轮毂的紧固区段的如下区域中,在该区域中转矩的至少50%已经传递到输出轮毂上。
所述设置进一步有利地在至少传递75%的区域中进行。
准确的设置基于要实施的测量或理论的计算在考虑使用的材料和连接轮毂和中间管的尺寸以及使用的粘合剂和其涂敷面的情况下可确定。
但有利地,转矩传感器也与轮毂的连接区段间隔开地设置,因为在连接区段和紧固区段之间的过渡区域中典型地出现应力峰值、尤其是基于横截面变化的缺口应力。
按照本发明的一种特别有利的实施形式,上面设有转矩传感器的连接轮毂具有另一个转矩传感器。所述另一个转矩传感器可以尤其是相对于装置或中间管的纵轴线基本上轴对称或轴向对称地设置或紧固在连接轮毂上。
这样的布置结构允许还更准确的测量,因为可以补偿横向力和弯曲力矩。通过在所述两个点上的测量,这样的变形影响可以最小化或从测量结果计算排除。备选地当然也可以设置多于两个传感器。尤其是有利的是,所述传感器轴对称地设置。大数量的传感器是有利的,因为这时错误由于不均一性较弱地作用。
出于完整性说明,转矩传感器在实际中也可以包括多个传感器。因此在本发明的意义上,多个空间上或功能上关联的转矩传感器、例如线或测量条的整体单元可以构成转矩传感器。
按照本发明的另一个方面,本发明以权利要求8的特征、尤其是其特征部分的特征解决提出的任务,并且因此其特征在于,所述装置具有至少一个转矩传感器,所述转矩传感器与在中间管中设置的发射和/或接收单元连接。
本发明的该方面的原理因此在于,在引导转矩的中间管内、亦即在引导转矩的轴内实际上设置发射单元或接收单元。理想地该单元不仅具有发射能力而且具有接收能力。但这对于实现本发明不是强制必需的:因此也完全可能的是,仅设置一个发射单元或一个接收单元。接收单元可以在这里尤其是用于为所述装置供应能量(并且尤其是用于为转矩传感器供应能量),即基于所谓的无接触的能量传输。与转矩传感器连接的电子装置也可以以这种方式被供应能量。
另一方面,所述单元也可以具有发射特性,从而转矩传感器确定的信号或数据无接触地从引导转矩的中间管(并且因此从旋转的元件)向外传输到固定的发射和/或接收站(所谓的“Pick-Up”收取设备)上。
该接收站可以然后例如与计算机单元连接,所述计算机单元评估接收的信号或数据。在这里可以例如涉及测量传感器条的电阻的改变,所述电阻然后换算成对应的转矩。但备选地,用于转矩的值也可以已经在传输之前、即通过电子装置(所述电子装置尤其是也可以进行数字的编码)确定,并且所述数据以天线或发射和/或接收单元发射。
无接触的传递在无磨损的意义上提供视觉审美的和技术保护的优点。此外避免火花放电,从而存在更好的防爆性能。
在这里发射和/或接收单元有利地设置在轮毂的中间管和紧固区段的重叠区域外,以便实现更好的发射和/或接收功率。
有利地,发射和/或接收单元固定地安装在中间管的内部,例如安装在中间管的内部的周壁侧面上。为此所述单元可以例如在中间管的内侧上面状地放置并且在那里粘接。
按照本发明的一种特别有利的设计,发射和/或接收单元作为感应元件实施,例如作为感应环,所述感应环可以设置在中间管上并且在那里例如环绕地粘接。备选地,所述元件也可以是包括多个感应的线匝的线圈,从而多个线匝在内部环绕地在中间管中设置或粘接。
在这里要提到的是,电子装置也可以集成到发射和/或接收单元中,以此所述电子装置于是也强制性地设置在中间管中。但备选地,电子装置也可以尤其是与天线间隔开地设置在轮毂中。
在这里可以以特别有利的方式进行无接触的能量传输――但也可以进行信号或数据传输。当然也可以使用其他无接触的能量和/或数据传输元件。例如可能的是,将发射和/或接收单元作为简单的蓝牙发射器构成并且尤其不存在用于能量传输的接收单元。在这种情况中,转矩传感器以及还有必要时在轮毂中设置的电子装置可以以蓄电池运行。
附图说明
本发明的其他优点由未引用的从属权利要求以及借助在图中示出的实施例的现在接着的说明得出。其中:
图1示出用于按照本发明的装置在风力设备中的示例性布置结构的粗略示意的、关于尺寸不忠于比例的示图;
图2示出按照本发明的装置的示意斜视图,所述装置以其一个端部设置在未示出的传动机构的制动盘上并且以另一个端部设置在过载单元上,所述过载单元同样配置给未示出的发电机;
图3以与图2类似的斜视图示出按照本发明的装置的剖面,其中以另一个尺寸示出并且省略在图2中仍示出的导杆;
图4示出按照图3的装置的大致按照图3中的视图箭头IV的剖面图,连同配置的发射和接收站以及连接的计算机单元;
图5示出在图4中示出的紧固区段的宽度上图示的示意图示,其中示出的曲线给出百分数,中间管中的转矩以该份额转移到由金属制成的连接轮毂上;以及
图6示出本发明的第二实施例的示意性截断开示出的一部分,与图4中示出的装置相比大致设置于在那里以VI表示的区域中,其中传感器配置给另一个连接轮毂并且示出的连接轮毂搭接中间管。
具体实施方式
在整体上在图中以10表示的按照本发明的装置在图1中关于其在示出的风力设备11中的布置示出。在这里阐明,按照本发明的装置10作为耦连器设置在风力设备11的发电机12和传动机构13之间。
风驱动转子14,从而传动机构13借助耦连器10可以将转矩传递到发电机12上。在本实施例中,转矩以大约1:1的比例传递,这通过按照本发明的耦连器10能够实现。附加地,耦连器10能够实现偏移补偿,例如以便补偿机器部件的偏移,因为在风力设备11中典型地不仅发电机12而且传动机构13弹性地支撑,弹性的支撑位置15a至15d应该仅示意性阐明这点。
所述传递尽可能均匀运动地进行,即,相同形式的输入旋转运动应该导致相同形式的输出旋转运动。
为了实现所述偏移补偿,按照本发明的装置在示出的实施例中设置在图2中示出的导杆元件16。在图2中以16表示的导杆元件在这里可偏转地以沿装置10的轴向纵向延伸x的方向的螺栓17借助螺栓17设置在制动盘18上。
制动盘18在此配置给在图2中未示出的传动机构13,所述传动机构因此关于图2和3关于图平面处于右边。
导杆借助另一个以90°错开的螺栓17'也具有在图2中仅示意示出的连接轮毂19上的沿径向方向可偏转的紧固。因此示出的装置10也可称为导杆耦连器并且具有包括在导杆的导杆孔中的径向拧紧的、圆柱形的以及轴向拧紧的球形的弹性的衬套的结构形式。
连接轮毂19通过中间管20与在图2中未示出的第二连接轮毂、即输出轮毂21连接(参考图3)。在这种意义上配置给传动机构13或制动盘18的连接轮毂19也可以称为输入轮毂。
从图2不能看出输出轮毂21本身,但在那里仍可看出,在这里也设置对应设置在过载单元22上的导杆元件16'。过载单元22配置给在图2中同样未示出的发电机12。因此关于图2和3,发电机12关于图平面处于示出的构件左边。
不仅也可称为输入轮毂的第一连接轮毂19而且也可称为输出轮毂的第二连接轮毂21在图3中可看出。
从图3此外能够看出构成为可粘上的应变测量条的转矩传感器23。转矩传感器23在图3中仅示意示出。尤其是其柔性的特性从图3不可得出。而是传感器23在图3中加高并且作为仅示意的盒状体示出。但实际上转矩传感器可以柔性地按照标签的型式构成并且与输出轮毂21的内廓24适配(并且这样粘贴到输出轮毂21中)。传感器在这里典型地具有3至10mm的宽度e。此外在图3中可看出通过导线26与转矩传感器23连接的电子模块25。该电子模块可以同样构成为柔性的胶粘元件,以便这样尽可能少地影响装置10的旋转。
电子模块25可以聚集并且必要时已经评估或进一步处理或发送尤其是转矩传感器23和另一个在图3中未示出的第二转矩传感器23'的信息。该发送通过与感应环27连接的导线26'进行。感应环27在示出的实施例中尤其是由粘到中间管20的周壁内侧或内面28上的环构成,所述环几乎以360°在中间管中环绕。中间管典型地具有200至1000mm、例如300mm的直径。
备选于代替于几乎一次环绕的环27,包括多个环绕的线匝的线圈也可以可引入到中间管20的内表面28中并且在那里可粘接。
为了尤其是转矩传感器23的能量供应,在图4中示出设置在中间管20和连接轮毂19、21外的发射和接收站29(其也属于装置10)。发射和接收站29的布置在此固定地实施(例如在风力设备11的壳体中),亦即尤其是不在旋转的中间管20内。因此与中间管20一起旋转的也可称为天线的感应环27可以无接触与固定的发射和接收站29不仅交换能量而且交换信号或信息。为此可以在发射和接收站29中例如施加产生磁场的交变电流,所述磁场在天线27中产生可以为转矩传感器23供电的电流。
另一方面,转矩传感器23可以在连接轮毂19、21和中间管20构成的单元旋转期间测量关于转矩的信息并且产生信号,由所述信号能够至少间接确定监控的转矩的测量值。这些信号可以由转矩传感器23通过导线26到达电子装置25,从那里通过导线26'到达天线27,所述天线然后无接触地将所述信号发射给固定地在风力设备内设置的发射和接收站29。接收单元29可以然后将所述信号例如发送到在图4中同样示意性表示的计算单元或计算机单元30上,例如输入仪器如键盘或输入辅助装置以及显示可能性如显示器或扬声器也可连接到所述计算单元或计算机单元上。在图4中在发射和接收单元29和计算单元30之间示出的导线仅作象征地理解。在这里实际上可以是实体的导线,但另一方面也可以是无线的连接或类似物。在该意义上对发射和接收站29的远程访问也完全可能。
通过中间管20在本实施例中由玻璃纤维塑料构成,不仅天线27而且发射和接收站29可以没有大的影响地通过中间管通讯。此外存在保护措施以防在中间管中设置的元件的损坏。天线27在这里应该与较近的连接轮毂21具有一定的距离a,因为连接轮毂19和21通常由金属制成并且可能影响天线27与站29的通讯。
另一方面天线24与连接轮毂21的距离a也不应当太大,因为转矩传感器设置在连接轮毂21上。
示出的耦连器应类属于抗扭的耦连器。
在两个连接轮毂19和21与中间管20的通过驱动在图1中示出的转子14实现的共同的旋转中,转矩传感器23可以收集关于在这里产生的转矩的信息。转矩传感器为此在本实施例中构成为应变测量条,其包含至少一个线。所述线在基体旋转情况下必然进行的变形时改变其电阻,因为所述线延展。电阻的改变的信号在这里提供关于转矩的信息。这些信息可以例如在电子模块25中亦或在计算单元30中换算成转矩的实际值。
因为在输出轮毂21内在唯一的布置地点上的测量也许由于材料的不均匀性以及横向力和弯曲力矩补偿的缺乏可能提供轻微歪曲的结果,所以从图4可看出第二转矩传感器23',所述第二转矩传感器关于连接轮毂19、21和中间管20构成的单元的纵向延伸轴线A大致相对于该轴线A(同样在连接轮毂21内)轴对称地设置。该第二转矩传感器23'也通过导线26"与电子装置25连接。
对于本发明有决定性的意义的在这里首先是,转矩传感器23、23'设置在其中一个所述金属的连接轮毂19、21上并且不是如也许期待的那样直接设置在中间管20上。尤其是传感器23、23'在这里紧固在输出轮毂21的紧固区段31上。输出轮毂21为此基本上两部分式地构成并且除紧固区段31(沿轴向延伸x预定的宽度b)之外也具有连接区段32(宽度c)。连接区段在这里具有多个螺纹或螺丝衬套33,用于将在图2中示出的导杆16'连接到输出轮毂21上。对应的内容适用于连接轮毂19的衬套33'和在图4中未示出的导杆16。
从图4能够进一步得出,输出轮毂21的紧固区段31轻微圆锥形地构成。但因为这对于实现本发明不是强制必需的,所述也可以设置一种实施例,其中紧固区段31非圆锥形地构成。
紧固区段31在这里尤其是完全由中间管20搭接并且在那里借助在图中不可看出的胶粘层面状地粘接。胶粘在图4中示出的实施例中在紧固区段31的外侧34上进行,而转矩传感器23和23'紧固、尤其是也粘牢在紧固区段32的内侧35上。
传感器23和23'在这里设置在紧固区段的覆盖区域中,该覆盖区域由管20粘接地重叠。该覆盖区域在图4中示出的实施例中基本上在紧固区段31的整个宽度b上延伸。
此外在图4中可看出,传感器23和23'不仅与连接区段32而且与连接轮毂21的边缘36间隔开地设置。该距离在图3中以d表示地示出。
对此的原因在于,在连接轮毂21的边缘36上,中间管21的转矩还没有以足够的程度传递到输出轮毂21的金属中。
图5应该借助示意的图示阐明这点,其中记录已经传递到连接轮毂21中的转矩百分比份额,并且更确切地说是相反于轮毂21的紧固区段31的轴向延伸。b在这里配置给按照图4的边缘36。紧固区段31在这里具有宽度b。图5尤其是也示出阈值SW,从该阈值起已经有50%的转矩被紧固区段31接受。因此由该图示能够看出,转矩传感器23、23'关于紧固区段的宽度b应该尽可能不设置在关于图5处于标记部“SW”和“b”之间的区域中。换句话说传感器应当不过于靠近连接轮毂21的边缘36地设置,边缘在图5中以b表示。
对于示出的实施例能够在图4中看出,传感器23和23'配置给输出轮毂21。这尤其是具有如下原因,用于发射和接收站29的空间配置的位置关系在这里比传感器23和23'布置在连接轮毂19上更有利。从图2能够看出非常宽构造的、允许用于发射和接收站的固定的布置结构的较少空间的制动盘18。有利地,站29设置在发电机或传动机构质量上,以便维持与天线尽可能短的距离,或只必须克服(überbrücken)尽可能小的空气隙。
但当然也可能的是,附加地或备选地将一个或多个转矩传感器设置在输入轮毂19上。
在该情况中与在图5中示出的图示是镜像对称的。对应的转矩传感器因此应设置在对应的紧固区段的一个区域中,在所述区域中转矩尽可能还没有以大的部分转入到中间管20中。
本发明的在图6中截断并且放大示出的第二实施例应该也阐明这一点。在这里示出中间管20'和对应的输入轮毂19'的一个区域。该实施方式在此按照其基本构造基本上对应于在图4中示出的装置,然而具有由图6可看出的区别。但关于图4,在图6中示出的一部分设置在以VI表示的窗口区域中。然而在这里存在区别,即,不是中间管搭接连接轮毂19'的紧固区段31'。而是相反:这样紧固区段31'搭接中间管20'或其上面的边缘37',所述紧固区段在该实施例中也完全非圆锥形地构成。此外看出,在该实施例中转矩传感器23"也完全不设置在紧固区段31'和中间管20'之间的重叠区域中,而是关于轴向延伸处于重叠区域ü外。为此当然紧固区段31'可以比在第一实施例中显著更长地构成。此外传感器23"设置在紧固区段31'的外侧34'上,而不设置在其内侧35'上。
该第二实施例应该公开一些基本的备选方案,所述备选方案与在图1至5中示出的装置的实施例毫无问题地可组合并且仅应该对其变换,而不会丢失本发明的核心思想。当然不是所有列举的区别必须在按照本发明的装置中实现。本发明应该包括图1至5和图6的实施例的特征的每种组合。
Claims (11)
1.用于将转矩从第一机器部件(13)传递到第二机器部件(12)上的装置(10),尤其是在风力设备(11)中,所述装置具有用于连接到第一机器部件(13)上的第一连接轮毂(19)、用于连接到第二机器部件(12)上的第二连接轮毂(21)和尤其是由纤维复合材料制成的中间管(20),所述中间管以第一端部在第一连接轮毂(19)上紧固并且以第二端部在第二连接轮毂(21)上紧固,其特征在于,所述装置(10)具有至少一个转矩传感器(23)、尤其是应变测量传感器,所述转矩传感器设置在第一连接轮毂(19)或第二连接轮毂(21)上。
2.按照权利要求1所述的装置(10),其特征在于,转矩传感器(23)与在中间管(20)中设置的发射和/或接收单元(27)、尤其是天线连接。
3.按照权利要求1或2所述的装置(10),其特征在于,上面设有转矩传感器(23)的连接轮毂(21)具有用于连接到对应的机器部件(12)上的连接区段(32)和用于紧固尤其是引导转矩的中间管(20)的紧固区段(31),其中,转矩传感器(23)设置在紧固区段(31)上。
4.按照权利要求3所述的装置(10),其特征在于,转矩传感器(23)设置在紧固区段(31)的与中间管(20)重叠的区域(ü)中。
5.按照权利要求3或4所述的装置(10),其特征在于,转矩传感器(23)与紧固区段(31)的边缘(36)间隔开地设置,尤其是在如下区域中设置,在所述区域中已经传递中间管(20)和连接轮毂(21)之间的转矩的50%、进一步尤其是已经传递中间管和连接轮毂之间的转矩的75%。
6.按照权利要求3至5之一所述的装置(10),其特征在于,中间管(20)紧固在紧固区段(31)的内侧(35)或外侧(34)上,其中,转矩传感器(23)设置在另一侧上。
7.按照上述权利要求之一所述的装置(10),其特征在于,上面设有转矩传感器(23)的连接轮毂(21)具有另一个转矩传感器(23'),所述另一个转矩传感器相对于装置(10)或中间管(20)的纵轴线(A)基本上轴对称地设置在连接轮毂(21)上。
8.按照权利要求1的前序部分所述的装置(10),其中,中间管(20)引导转矩地构成,其特征在于,所述装置(10)具有至少一个转矩传感器(23),所述转矩传感器与在中间管(20)中设置的发射和/或接收单元(27)、尤其是天线连接。
9.按照权利要求2或8所述的装置(10),其特征在于,所述发射和/或接收单元(27)固定地安装在中间管(20)的周壁内侧上。
10.按照权利要求2、8或9所述的装置(10),其特征在于,发射和/或接收单元(27)实施为感应元件、尤其是实施为在中间管中设置的感应环或包括多个线匝的感应线圈。
11.按照权利要求2或8至10之一所述的装置(10),其特征在于,发射和/或接收单元(27)为转矩传感器(23)提供能量,和/或发射和/或接收单元(27)可以发送从转矩传感器(23)获得的信号,尤其是发送到固定的接收单元(29)上。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012015357.0 | 2012-08-06 | ||
DE102012015357.0A DE102012015357B4 (de) | 2012-08-06 | 2012-08-06 | Nichtschaltbare Kupplung mit Drehmomentüberwachung |
PCT/DE2013/000431 WO2014023278A1 (de) | 2012-08-06 | 2013-08-05 | Nichtschaltbare kupplung mit drehmomentüberwachung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104641106A true CN104641106A (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=49182019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380048179.1A Pending CN104641106A (zh) | 2012-08-06 | 2013-08-05 | 包括转矩监控的不可切换的耦连器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150139715A1 (zh) |
EP (1) | EP2880309A1 (zh) |
CN (1) | CN104641106A (zh) |
DE (1) | DE102012015357B4 (zh) |
WO (1) | WO2014023278A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT3353456T (pt) | 2015-09-24 | 2021-02-05 | Lenlok Holdings Llc | Acessório de tubo com sensor |
ES2738351T3 (es) | 2015-11-15 | 2020-01-22 | Adwen Gmbh | Método y dispositivo para monitorizar un tren de accionamiento de una turbina eólica con acoplamiento elástico |
US10450863B2 (en) * | 2016-06-02 | 2019-10-22 | General Electric Company | Turbine engine shaft torque sensing |
US10176416B1 (en) | 2017-06-28 | 2019-01-08 | Lenlok Holdings, Llc | Energy harvesting RFID circuit, energy harvesting RFID tag, and associated methods |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10106625A1 (de) * | 2001-02-13 | 2002-08-29 | Staiger Mohilo & Co Gmbh | Drehmomentsensor |
WO2011047089A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Baker Myles L | Systems and methods for monitoring wind turbine operation |
CN102239031A (zh) * | 2008-12-04 | 2011-11-09 | 英格索尔兰德公司 | 盘形扭矩传感器 |
US20110309631A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Envision Energy (Denmark) Aps | Flexible shaft wind turbine |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1266973A (zh) * | 1969-08-22 | 1972-03-15 | ||
GB2109568A (en) * | 1981-11-06 | 1983-06-02 | Exxon Research Engineering Co | Measuring torque on a vehicle wheel |
US4723450A (en) * | 1986-11-04 | 1988-02-09 | General Electric Company | Method and apparatus for measuring torque |
DE3740756A1 (de) * | 1987-12-02 | 1989-06-22 | Loehr & Bromkamp Gmbh | Drehelastische hohlwelle |
DE9100654U1 (zh) * | 1991-01-21 | 1991-04-11 | Gkn Cardantec International Gesellschaft Fuer Antriebstechnik Mbh, 4300 Essen, De | |
JP2000321157A (ja) * | 1999-05-13 | 2000-11-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 適正締付けトルク決定方法 |
JP3422316B2 (ja) * | 2000-07-28 | 2003-06-30 | 株式会社豊田自動織機 | プロペラシャフトおよびその製造方法 |
DE20210645U1 (de) * | 2002-07-09 | 2002-09-12 | Wille Gmbh & Co | Prüfgerät mit integrierter Signalverarbeitung |
WO2008156628A2 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-24 | Jentek Sensors, Inc. | Torque and load monitoring using magnetic sensor arrays |
US8020455B2 (en) * | 2008-06-06 | 2011-09-20 | General Electric Company | Magnetostrictive sensing systems and methods for encoding |
EP2333330B1 (de) * | 2009-12-10 | 2017-01-18 | Centa-Antriebe Kirschey GmbH | Windturbine mit Kupplung mit Überlasteinheit und Verfahren |
DE202010005613U1 (de) * | 2010-06-10 | 2010-09-02 | Eduard Wille Gmbh & Co. Kg | Drehmoment-Aufnehmer mit U-Profil-Steg |
SE1050720A1 (sv) * | 2010-06-30 | 2011-12-06 | Elos Fixturlaser Ab | System för positionsmätning hos ett kopplingsorgan |
EP2431714A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-21 | Zero-Max Holding DK A/S | Slip measurement assembly |
-
2012
- 2012-08-06 DE DE102012015357.0A patent/DE102012015357B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-08-05 WO PCT/DE2013/000431 patent/WO2014023278A1/de active Application Filing
- 2013-08-05 EP EP13762733.7A patent/EP2880309A1/de not_active Withdrawn
- 2013-08-05 US US14/413,810 patent/US20150139715A1/en not_active Abandoned
- 2013-08-05 CN CN201380048179.1A patent/CN104641106A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10106625A1 (de) * | 2001-02-13 | 2002-08-29 | Staiger Mohilo & Co Gmbh | Drehmomentsensor |
CN102239031A (zh) * | 2008-12-04 | 2011-11-09 | 英格索尔兰德公司 | 盘形扭矩传感器 |
WO2011047089A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Baker Myles L | Systems and methods for monitoring wind turbine operation |
US20110309631A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Envision Energy (Denmark) Aps | Flexible shaft wind turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150139715A1 (en) | 2015-05-21 |
DE102012015357A1 (de) | 2014-02-06 |
DE102012015357B4 (de) | 2018-05-17 |
EP2880309A1 (de) | 2015-06-10 |
WO2014023278A1 (de) | 2014-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104641106A (zh) | 包括转矩监控的不可切换的耦连器 | |
CN103698063B (zh) | 一种风力发电机组叶片载荷测量装置及其测量方法 | |
CN101571380B (zh) | 大量程光纤光栅应变传感器 | |
CN103389176B (zh) | 一种变压器绕组幅向应力测量装置和测量方法 | |
CN202903128U (zh) | 一种混凝土结构体的应变测量装置 | |
CN109374751B (zh) | 一种光纤环声发射传感器及封装方法 | |
CN209802308U (zh) | 一种带温度补偿的贴片式光纤光栅应变传感器 | |
EP2659252B1 (en) | Method and apparratus for determining load of a wind turbine blade | |
CN105424238A (zh) | 应力应变传感器 | |
US20160313198A1 (en) | Power tool | |
Vallèe et al. | Adhesively bonded lap joints from pultruded GFRP profiles. Part III: Effects of chamfers | |
CN103003584B (zh) | 用于联接设备中的位置测量的系统 | |
EP3829900A1 (en) | Tyre comprising a monitoring device | |
CN110926409B (zh) | 一种隧道收敛沉降监测系统 | |
JP2010061487A (ja) | 回転物からの計測データの広帯域伝送方法 | |
WO2007104939A1 (en) | Torque measurement in flexible drive coupling plate | |
US20130305842A1 (en) | Torque-measuring device or jig | |
CN104655340A (zh) | 基于无线供电与无线信号传输的转矩传感器模块 | |
CN105873789B (zh) | 用于对触线进行磨损监视的装置 | |
ITTO20130825A1 (it) | Dispositivo per la rilevazione di deformazioni e la trasmissione dei dati rilevati e metodo per la sua realizzazione | |
CN116907788B (zh) | 一种旋翼试验附加载荷测量装置及修正方法 | |
JP2013125027A (ja) | ドライブシャフトの等速ジョイントの切れ角測定装置 | |
CN201396382Y (zh) | 一种弹性联轴器 | |
CN103279663B (zh) | 一种计算双锥锁紧盘过盈量的方法 | |
JPH095178A (ja) | トルク検出システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150520 |