CN108884884A - 扭矩限制联轴器 - Google Patents

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CN108884884A CN201780020438.8A CN201780020438A CN108884884A CN 108884884 A CN108884884 A CN 108884884A CN 201780020438 A CN201780020438 A CN 201780020438A CN 108884884 A CN108884884 A CN 108884884A
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安德烈亚斯·梅利希
哈坎·韦斯特贝里
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Voith Patent GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于传动系(2)的扭矩限制联轴器(3)。所述扭矩限制联轴器(3)的输入侧(4)能够连接到动力单元(2),并且输出侧(5)能够连接到负载(6)。第一传感器(10)被分配到输入侧(4),并且第二传感器(20)被分配到扭矩限制联轴器(3)的输出侧(5),以测量所述输入侧和输出侧的转速。至少附加传感器或附加检测器被分配到所述输入侧和/或输出侧,以增加旋转测量的分辨率。

Description

扭矩限制联轴器
技术领域
本发明涉及一种扭矩限制联轴器。该扭矩限制联轴器用于连接第一可旋转轴和第二可旋转轴。第一可旋转轴可以由也被称为马达的动力单元所驱动。第二轴与负载连接。在过载情况下,第一轴和第二轴的连接滑移或断开。可以使用安全联轴器作为扭矩限制联轴器。
背景技术
在伦克(Renk)公司的标题为“创新动力传输”的宣传单中,在第28页公开了安全联轴器的滑移监测。滑移监测能够用于监测安全联轴器的运转。滑移监测基于差速检测而运转。除了连续监测外,滑移监测还提供有关运转状态变化的信息。在由于过载而释放安全联轴器后,直接发出警报。如果滑移监测被适当地耦合于机器控制器,则滑移监测还可以触发其它设备,诸如自动切断。这意味着对机器和系统的额外保护。滑移监测通过使用传感器来连续地检查安全联轴器的两侧上的旋转脉冲。在正常运转期间,输入驱动侧和输出驱动侧始终提供完全同步的值。如果发生速度差,则两个脉冲的定时顺序也不可避免地改变。这可能由于摩擦联轴器的滑移或者安全联轴器的释放而发生。传感器用于检测由表面中的孔、腹板、螺钉头或中断部而触发的脉冲。通过使用孔、螺钉头、腹板或中断部,标记的数量是有限的,并且标记的数量的范围通常是每整圈有一个或两个。可以径向或轴向地进行扫描。然而,重要的是,确保在安全联轴器的两侧中的任一侧的圆周上分布有相同数量的相同标记。只有这样才能确保同步控制。通过分析由传感器传输的脉冲图,可以容易地识别出单元的运转原理。由于该单元的构思,该单元同样适合用于监测摩擦联轴器以及带有剪切元件的安全联轴器。
福伊特(Voith)公司提供了扭矩限制联轴器。特别是,提供了名为SmartSet的扭矩限制联轴器,其包括释放机构。在SmartSet脱离接合之前,SmartSet安全联轴器允许在预定范围上的滑移。SmartSet包括机械释放保护装置。可能的连续滑移事件的最大值被限制为少于SmartSet联轴器的一个整转。因此,由于机械限制,滑移范围受到限制。在SmartSet的短暂且频繁的滑移事件的情况下,可以加热安全联轴器。滑移事件的数量和安全联轴器的加热会影响安全联轴器的使用寿命。
US 2009/0264253A1公开了一种离合器控制系统,该离合器控制系统被插入发动机和从动设备件之间。该离合器控制系统包括离合器组件,该离合器组件具有输入速度传感器和输出速度传感器,输入速度传感器和输出速度传感器分别用于提供对应于发动机和从动设备的轴转速的信号。压力传感器被连接到所述离合器组件,并且提供对应于离合器压力的输出信号。温度传感器也与所述离合器组件相关联,并且提供对应于该离合器组件的运转温度的温度信号。还采用各种类型的换能器,用来感测运转条件,诸如冲击载荷等。也包括连接到从动设备的机器控制系统和连接到发动机的发动机控制模块。这些信号被传递到离合器控制单元,该离合器控制单元利用该信号来评估系统的运转条件并通过压力控制阀来相应地调节所述离合器压力。从该系统能够得到大量的运转数据,并且离合器控制单元利用这些数据,以通过调整对于发动机和驱动设备的所述离合器压力来确保最佳运转,从而使离合器滑移最小化并且避免或瞬间纠正冲击载荷情况。以每分钟转数确定离合器的滑移。
US 5,672,132公开了一种利用离合器来调节无级变速器的过程。周期或反周期地确定离合器的滑移扭矩,并且将离合器推力的强度与特性曲线进行比较。为了确定离合器的滑移,改变离合器的增压。该离合器的滑移是通过确定速度差来确定的。该速度差是通过测量第一和第二速度传感器的速度并确定速度差(例如50转)来确定的。
US 2013/0080010公开了一种用于保护离合器组件的方法,该方法包括以下步骤:计算由离合器吸收的能量的量;将所述能量的量与预定阈值进行比较;以及根据在所述比较步骤中,所述能量的量是否超过所述预定阈值来使联接到所述离合器的发动机降额(derating)。在每分钟转数的范围内确定离合器的滑移。
US 2003/0106766公开了一种用于打开和关闭面板的动力运转器,该动力运转器包括动力模块,该动力模块具有马达和齿轮系,用以传递来自马达的扭矩,以允许面板(诸如救生门或动力滑动门)的移动。该动力运转器包括与齿轮系相互连接的离合器组件。该离合器组件包括用于检测离合器盘的角速度的传感器。该离合器组件是包括转子和定子的电磁离合器组件。该转子和该定子包括围绕外周形成的凹槽,该凹槽用于检测离合器盘的角速度。霍尔传感器形式的检测器被分配到离合器的每个盘,其中检测器被集成到离合器组件中,以限制部件的数量。控制模块与离合器组件相互连接,并且包括微控制器,该微控制器用于使用脉冲宽度调制来调整离合器盘的接合力。因此,该离合器盘被保持在受限的滑移状态中,而不是仅仅以接合或脱离接合的二元模式来使该离合器盘运转。
US 4,518,068公开了一种用于车辆的自动离合器控制系统。该公开涉及一种自动离合器系统,该自动离合器系统提供自动离合器控制系统,该自动离合器控制系统通过建立取决于车辆运行状态的离合器的滑移速率来控制离合器的接合。所述自动离合器控制系统是具有用于驱动主动轴的发动机的类型。所述发动机具有节流阀,并且所述车辆还包括离合器,该离合器用于将所述主动轴联接到从动轴。所述系统包括:第一速度检测装置,用于检测所述主动轴的转速;第二速度检测装置,用于检测所述从动轴的转速;节流阀检测装置,用于检测所述发动机的节流阀开度;离合器接合控制装置,用于根据离合器接合控制信号来控制所述离合器的接合程度。还确定了所述主动轴的转速与所述从动轴的转速之比。
WO 2007/085861公开了一种计算装置(10)的输入构件和输出构件(12,14)的相对转速的差的方法,该装置(10)被构造用以允许所述构件(12,14)以不同的速度旋转。此发明的方法允许通过将输入和输出构件的速度的测量同步来计算构件(12,14)的转速之间的差值(在下文中被称为滑移)。基于所检测到的脉冲来计算输入或输出构件的速度。
另外,福伊特的名为SlipSet的扭矩限制联轴器(例如摩擦联轴器)不具有机械释放保护装置。摩擦联轴器也被称为摩擦离合器。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改良的扭矩限制联轴器,尤其包括改进的监测系统。
本发明的另一目的是提供一种传动系以及具有扩大功能的传动系的运转方法。
本发明的目的是通过独立权利要求来解决的。也可以通过本发明来测量小滑移事件。通过使用检测相移的标记的附加检测器,可以更精确地确定那一侧的转速。可以使用至少两个检测器来读出一个编码器的标记。从而,降低了成本。检测器被布置用以读出相移的标记。在一些情况下,由于可用的结构尺寸,每个检测器使用单独的编码器。在本发明的意义下,在度数范围内确定滑移事件。从而,可以考虑小滑移事件。
通过使用包括至少80个标记的编码器,能够更准确地检测滑移事件。在优选实施例中,编码器包括至少100个标记,优选的是包括150个标记。通过选择标记的数量,能够更精确地检测滑移。为了在高转速下读出标记,成本将会升高。通过使用附加检测器,能够获得更高的精度。通过每个编码器使用两个检测器,能够获得四倍高的精度。与仅包括一个提供相同精度的检测器的系统相比,能够降低成本。
在一些应用中,重要的是,非常早地检测到滑移,因此能够通过调整传动系来防止传动系损坏,或者,例如,可以根据所检测到的滑移而执行被触发的扭矩限制联轴器的脱离接合。
在优选实施例中,至少提供转数计数器标记,用于识别整转并用于确定绝对角度位置。从而,可以提供高分辨率的滑移角度测量。通过计数器标记,可以以快速且容易的方式确定整转。尤其是,如果输入侧和输出侧包括转数计数器标记,则可以分别确定输入侧和输出侧的角度位置。还可以确定输入侧的角度位置并且确定输出侧的角度位置。通过比较输入侧和输出侧的角度位置,可以以容易的方式确定扭矩限制联轴器中的滑移。通过分别确定两侧的角度位置,机械实现中存在更大的自由度。尤其是,不需要在输入侧和输出侧具有相同数量的标记。传感器信号不必被分配到相同的角度量。
在优选实施例中,所使用的传感器中的至少一个传感器能够每秒检测至少5000个标记/信号,优选的是检测10000个标记/信号。在一些实施例和使用情况中,优选的是使用至少一个能够每秒检测至少15000个标记/信号的传感器。
在优选实施例中,转数计数器标记被集成到传感器中的至少一个传感器中。例如,第一传感器包括编码器和用于读出该编码器的第一检测器。为了建立计数器标记,第一编码器包括非规则部。这种非规则部被设计为是明确的。例如,编码器包括脉冲标记,其中脉冲标记被布置为在标记之间具有规律的距离。为了建立转数计数器标记,脉冲标记中的一个是缺失的。由于传动系或者传动系的输入部分或输出部分的质量惯性,所检测到的脉冲链中的间隙不可能是在如此短的时间间隔内的速度变化的结果。因此,该间隙是一种独特的标记。
在优选实施例中,在输入侧上设置附加的输入侧传感器,用于至少确定旋转方向,并且/或者在输出侧上设置附加的输出侧传感器,用于至少确定旋转方向。例如,齿轮被布置在输入侧上作为第一编码器,并且附加传感器包括也布置在输入侧上的另一编码器。输入侧上的该另一编码器的标记被布置为相对于输入侧上的第一编码器的标记相移,其中通过检测输入侧上的第一编码器的标记和该另一编码器的标记,通过所检测到的第一编码器和该另一编码器的标记的顺序,知道移动方向。优选的相移为90°。代替转数标记是第一编码器的一部分,转数标记也可以是该另一编码器的一部分。也可以将第一传感器和/或第二传感器的编码器用作那一侧的附加传感器的编码器。相应侧的附加传感器的检测器被布置为具有相对于第一/第二传感器的相移。通过这样的实施例,能够通过容易的方式以高分辨率检测到输入侧的角度。
在本发明的优选实施例中,输入侧的传感器的编码器中的至少一个编码器被抗扭矩地布置在扭矩限制联轴器的输入侧上,并且/或者输出侧的传感器的编码器中的至少一个编码器被抗扭矩地布置在扭矩限制联轴器的输出侧上。因此,提供了非常紧凑的扭矩限制联轴器。还可以在径向或轴向方向上布置传感器、检测器和/或编码器。因此,可以使用可用空间,并且扭矩限制联轴器可以非常紧凑。
还可以将传感器布置在传动系的输入轴上或传动系的输出轴上。也可以将传感器中的一个传感器布置在扭矩限制联轴器上,并且将另一传感器布置在输入轴和/或输出轴上。
在优选实施例中,控制单元被分配到扭矩限制联轴器,用于确定扭矩限制联轴器的过载事件,尤其是滑移事件。扭矩限制联轴器还包括用于扭矩限制联轴器的脱离接合的释放机构。该释放机构可以由控制单元来触发。释放机构可以是扭矩限制联轴器的一部分,以启动扭矩限制联轴器的脱离接合。在替代的解决方案中,作为释放机构的另一联轴器元件被布置用于动力单元和负载之间的断开。释放机构可以是用于布置扭矩限制联轴器的断开的电子装置,例如,扭矩限制联轴器包括压力室,以提供由扭矩限制联轴器传递的预定扭矩,其中能够通过压力室中的压力来调整可传递的扭矩。因此,可以通过电子设备使压力室减压。例如,压力室的关闭被电子地打开。在用于释放扭矩限制联轴器的剪切装置的情况下,剪切装置可以通过机电装置进行剪切。释放机构可以是内部释放机构、扭矩限制联轴器的一部分或者外部释放机构,例如螺线管或螺栓取出器。
在优选实施例中,控制单元被分配到扭矩限制联轴器,用于确定扭矩限制联轴器的滑移事件。控制单元至少包括发射器(也被称为发送器),用于发出数据和/或触发信号。在优选实施例中,控制单元包括数据存储单元(也被称为事件日志),用于存储滑移历史、警报,超出所允许范围的信号(优选地包括时间和日期信息)。
在优选实施例中,提供所确定的滑移角度的累积,用于确定保养间隔并且/或者用于动态地确定可接受的滑移。在超过可接受的滑移的情况下,通过释放机构激活释放,并且/或者发出信息/触发。在该确定中,尤其可以考虑小的振荡滑移事件。小滑移事件处于达到10°的范围内,优选的是达到5°的范围内,更优选的是达到3°的范围内。
在另一优选实施例中,扭矩限制联轴器包括冷却系统,其中在计算所允许的过载时考虑冷却。
传动系包括动力单元、负载以及如前所述的扭矩限制联轴器的实施例。负载控制单元被分配到负载,用于控制负载,并且控制单元被分配到动力单元。根据控制单元的数据能够控制所述负载,并且/或者根据控制单元的数据能够控制所述动力单元。可以有线或无线地布置负载控制单元和控制单元之间数据传输以及/或者动力控制单元和控制单元之间的数据传输。在若干个过载事件的情况下,可以在不得不激活释放机构之前,调整动力单元。从而,可以减少传动系的停机时间。还可以分析来自负载侧的波动的影响。可以基于所测量到的滑移来优化负载的输出。尤其是,如果传动系用于发电并且能够连接到电网,则尤其可以通过控制单元来分析和考虑微短路的影响。
在优选实施例中,传动系包括主动制动系统,以防止由释放机构激活的停机或脱离接合。主动制动系统与控制单元数据连接。
在优选实施例中,控制单元中的至少两个控制单元被集成到中央控制单元中。在另一实施例中,由控制单元和/或动力控制单元和/或负载控制单元生成或收集的数据被传输到中央控制单元。可以远程访问传动系,尤其是传动系的控制器。因此,可以远程启动对传动系的调整。
用于使用扭矩限制联轴器的方法
具有步骤:
·确定输入侧的角度位置,其中输入侧的整转的特征在于,在一个方向上旋转的至少30个信号,优选的是至少50个信号;
·确定输出侧的角度位置,其中输出侧的整转的特征在于,在一个方向上旋转的至少30个信号,优选的是至少50个信号;
·通过确定输入侧和输出侧的角度位置的差值来确定滑移;
·计算保养间隔和/或预定的过载值;
·发出触发信息,用于指示保养间隔,并且/或者用于指示过载,并且/或者用于激活释放机构,并且/或者用于激活另一联轴器。通过每整转的信号的数量,可以更准确地确定滑移。因此,也可以检测小滑移事件。也可以非常快速地检测扭矩限制联轴器的滑移。因此,可以非常快速地触发对传动系的调整,以防止传动系的损坏或扭矩限制联轴器的脱离接合。还可以使用该方法,通过根据所检测到的滑移而生成的触发信号来启动扭矩限制联轴器的脱离接合。
在优选方法中,控制单元计算过载值,并且其中,当超过预定的动力单元过载值时,控制单元将数据发送到动力控制单元和/或负载控制单元,并且调整动力单元和/或负载的输出。可以调整由动力单元输入的动力,以维持传动系的运行时间。可以单独调整每个传动系。
从以下描述中,本发明的其它方面和优点将变得显而易见。
附图说明
通过参考目前优选实施例的以下描述以及附图,可以最佳地理解本发明及其目的和优点。本发明的范围不受这些实施例的限制。
图1:传动系包括扭矩限制联轴器和滑移角度测量
图2:传动系包括扭矩限制联轴器和改良的滑移角度测量
图3:可用作脉冲发生器的齿轮
图4:呈可读条纹图案形式的脉冲发生器
具体实施方式
图1公开了包括扭矩限制联轴器3的传动系1。传动系1包括动力单元2,该动力单元2用于可旋转地驱动输入侧4的输入轴16。输入轴16与扭矩限制联轴器3连接。通过扭矩限制联轴器3,扭矩能够传递到输出侧5的输出轴18。输出轴18与负载6连接。在该实施例中,扭矩限制联轴器3包括第一编码器11。第一编码器11是脉冲发生器。通过第一检测器12来读出编码器。由第一检测器读出的信号被传递到联轴器控制单元26。在所示实施例中,在第一检测器12和联轴器控制单元26之间存在数据线,但是无线连接也是可以的。第一编码器11和第一检测器12是第一传感器10的一部分。扭矩限制联轴器3包括抗扭矩连接到输入轴16的第一部分。为了连接扭矩限制联轴器3的第一部分,可以使用法兰。扭矩限制联轴器3还包括与输出轴18抗扭矩连接的第二部分。第二传感器20的第二编码器21与扭矩限制联轴器3的第二部分抗扭矩连接。用于读出第二编码器21的第二检测器22与联轴器控制单元26信号连接。该连接可以是有线的或无线的。控制单元26基于第一传感器10的信号来确定扭矩限制联轴器3的第一部分的角度位置。联轴器控制单元还确定扭矩限制联轴器3的第二部分的角度位置。在多个同一时刻确定扭矩限制联轴器3的第一部分和第二部分的角度位置。为了确定扭矩限制联轴器3的滑移,确定由第一传感器10和第二传感器20检测到的在一时刻的所确定的角度位置的差值。所确定的差值与扭矩限制联轴器3内的滑移相关。通过随着时间存储滑移角度,可以分析滑移事件和滑移持续时间。可以确定小滑移事件,并且可以确定长滑移事件。在该实施例中,小滑移事件是滑移角度达到5°的滑移事件。根据所确定的滑移事件、频率和持续时间,发出触发信号。根据滑移事件的种类,可以根据所确定的滑移事件来确定保养间隔。由于第一和第二编码器11,21被布置在扭矩限制联轴器3上并且检测器12,22被分配到第一和第二编码器11,21,因此只有扭矩限制联轴器被改良,而剩下的传动系1不受影响。
图2公开了传动系1。该传动系包括动力单元。动力单元2与传动装置8连接。该传动装置用于转速和扭矩的转换。扭矩限制联轴器3的输入侧4上的输入轴16被连接到传动装置8。因此,动力单元2的动力能够通过传动装置传递到扭矩限制联轴器3的输入侧4。扭矩限制联轴器3包括与输入轴16抗扭矩连接的输入部分17以及抗扭矩连接到输出轴18的第二部分19。第一编码器11也被用作输入侧上的附加编码器14,其被分配到输入轴16。第一编码器与扭矩限制联轴器的第一部分17抗扭矩连接。也可以将第一编码器11布置在扭矩限制联轴器的第一部分17上,并且将单独的附加编码器14布置在输入侧的输入轴16上(未示出)。
径向布置分配到第一编码器11的第一检测器12,以读出第一编码器11。输入侧14上的附加检测器15被布置为与输入轴16平行。因此,轴向布置附加检测器15,以读出第一编码器11。
第二传感器20的第二编码器21被布置在输出轴18上。在该实施例中,输出轴18具有大于输入轴16或者大于扭矩限制联轴器3的外径的直径。可以将第二编码器21直接布置在外径上。来自输入侧4和输出侧5的每整圈的脉冲的数量可以不同。输出侧上的附加传感器23被分配到输出轴18。在这种情况下,输出侧上的附加传感器23包括附加检测器25和附加编码器25。这里也可以使用第二编码器21作为输出侧上的附加编码器25。因为输入侧4的角度位置和输出侧5的角度位置被彼此独立地确定,所以可以使用编码器11,14,21,24,其中所述编码器的脉冲被分配到不同的角度尺寸。因此,输入侧上每整转可以有80个标记,输出侧上每整转可以有120个标记。一侧的检测器的信号是相移的。通过相移,测量更精确。一侧上也可以具有多于两个的检测器。例如,编码器包括144个标记。因此,物理分辨率为2.5°。如果有两个检测器被分配到该编码器,并且检测器彼此相移90°相位,则可以检测轴的旋转方向,并且所得的分辨率是物理分辨率的4倍。因此,在这种情况下,所得的分辨率为0.625°。由于从传感器测量到的信号的顺序,可以确定轴的旋转。
为了能够检测旋转方向,至少在联轴器的一侧上需要一个编码器(第一编码器11或第二编码器21)和两个检测器(第一检测器12连同输入侧的附加检测器15,或者第二检测器22连同输出侧的附加检测器25)。为了测量相移的信号,相移地布置编码器和/或检测器。所得的信号优选具有90°的相移。可以将两个检测器集成到物理单元中。也可以使用安装在同一侧的两个单独的编码器21,24,然而这两个编码器需要一致地具有相同数量的触发点。
在联轴器3的输出侧5上需要第二编码器21和第二检测器22。如果要单独检测该输出侧的旋转方向,那么在输出侧5上还需要两个检测器:第二检测器22和附加检测器25。
如果编码器是对称的,这意味着1标记和0标记对应于相等的旋转角度,那么1-标记信号和0-标记信号都可以被用作联轴器控制单元26中的触发器。1-标记和0-标记之间的间距是均匀的。这使得所测得的分辨率是编码器的正触发器(1-标记)的数量的两倍高。由此,滑移角度检测的分辨率加倍。脉冲之间的时间是一半长,这意味着如果需要的话,则联轴器控制单元26能够更快地采取行动。
如果编码器是不对称的,1-标记信号和0-标记信号之间的间距不均匀,那么只能使用其中一个信号(1标记或0标记),从而每个周期只给出一个信号。每个编码器具有以90°相位角度布置的两个检测器的好处在于,与每个编码器仅具有一个传感器相比,联轴器控制单元26以两倍的频率接收两倍的脉冲数量。在对称编码器的情况下,联轴器控制单元26中的每个编码器周期可以使用四个触发信号。
在某些情况下,1-标记和/或0-标记(从1到0以及从0到1的转换)不被算作信号。根据传感器的类型,可以相对于轴径向或轴向地安装检测器和/或编码器。相对于轴轴向是平行于轴地安装检测器和/或编码器。编码器可以是单独的部分,如盘或带。编码器也可以集成在其中一个联轴器部分中。在图2中所示的实施例中,负载6由输出轴18提供动力。联轴器控制器26与检测器10,13,20和23信号连接。通过联轴器控制单元26来完成扭矩限制联轴器3的第一部分17的角度位置和扭矩限制联轴器3的第二部分19的角度位置的计算。联轴器控制单元26包括至少发送器31。发送器能够将数据发送到未示出的中央控制单元,并且/或者将关于扭矩限制联轴器3的所确定的滑移的触发信号和/或数据发送到动力单元2的控制单元27和/或负载控制单元29。因此,在这种情况下,可以调节动力单元2和/或负载6,以减少扭矩限制联轴器3的滑移事件的数量和/或持续时间。
在该实施例中,负载6具有输出端,其中切断器40被布置在负载6的输出端中。通过切断器40,可以断开传动系。例如,如果负载6是用于将电流供应到电网中的发电机,则可以将发电机从电网断开,从而将整个传动系从电网断开。因此,在来自电网侧的干扰,尤其是微中断的情况下,或者在来自传动系本身的干扰的情况下,可以将传动系从电网断开。还可以分析来自负载或电网侧的干扰对传动系1的影响。尤其可以使用燃气轮机或燃气马达作为动力单元2。这种传动系可以用于稳定电网。
图3公开了齿轮45。该齿轮45包括沿径向方向布置的齿49形式的第一编码器11。每个齿49由非接触式工作的第一检测器12和附加检测器15读出。可以使用光敏检测器或光致工作检测器作为非接触式工作的传感器。还可以使用电感式正交传感器。每个齿49都是1-标记51。0-标记53和1-标记51的距离相等。附加检测器15被布置为相对于第一检测器12具有90°的相移。因此,通过由第一检测器12和附加检测器15所检测的脉冲的顺序而知道了旋转方向。
根据可用空间可以选择第一、第二和附加编码器以及所分配的检测器的布置。将全部编码器布置在扭矩限制联轴器上的优点在于输入侧4/输入轴16和输出侧5/输出轴18不受影响。为了将转数计数器标记46集成在编码器11,14,21,24中的至少一个编码器中,可以相对于转数计数器标记确定所限定的角度位置。如果已知每整转的脉冲的数量并且已知旋转方向,则也可以相对于该转数计数器标记46确定另一侧的角度位置。在某些情况下,转数计数器标记46被分配到两侧,用于简化两侧的对某一时刻的特定角度位置的确定。
为了通过缺失的齿或缺失的编码器标记来实现计数器的转数计数器标记,可以以简单的方式来实现转数计数器标记46。由于质量重力,在如此短的时间间隔内的速度变化是不可能的。因此,通过这种缺失的标记,角度位置被唯一地限定。
图4公开了编码器的一种替代实现。存在以条纹形式实现的第一编码器11和附加编码器14。条纹包括由分配到编码器的检测器(未示出)所读出的标记。例如,可以使用磁性或反射结构作为编码器11,14。图4的条纹可以被布置在侧4,5或部分17,19中的一个的外圆周上。编码器11,14包括1-标记51和0-标记53,其中1-标记51和0标记53的距离是不均匀的。
扭矩限制联轴器将会发生升温,这作为扭矩限制联轴器的滑移的指示。因此,布置在扭矩限制联轴器中或扭矩限制联轴器处的温度传感器可以用于检测滑移。为了更精确的测量,温度传感器被布置在其中至少一个摩擦表面中。可以根据所检测到的温度来触发脱离接合。这种温度传感器额外可以用于确定基于输入侧4和输出侧5的角度位置确定的滑移角度。
可以基于输入侧和输出侧的所确定的角度位置来确定快速振荡的滑移。还可以基于扭矩限制联轴器的滑移来确定保养间隔,其中两个方向上的滑移都影响保养间隔以及进一步的动作,如脱离接合。
基于扭矩限制联轴器3的所确定的滑移和摩擦表面的摩擦接合,可以计算热量的产生。尤其是,可以计算摩擦表面处的热量。
可以动态地计算所允许的滑移角度,例如以考虑冷却效果或主动冷却。还可以通过调节和/或控制动力单元2和/或负载,并且/或者通过主动制动,来主动减少滑移。可以通过与联轴器控制单元26的直接或间接的数据连接来实现调节或控制。可以例如通过使用因特网/SMS还有无线数据传输来传输数据和触发信号。通过主动控制滑移事件,可以防止扭矩限制联轴器的释放或者传动系的断开。可以利用远程访问或本地来在线建立主动控制。
可以通过确定滑移、输入侧或输出侧的超速、滑移速度和滑移方向来建立事件检测。可以保存结果以供分析。
可以调整存储的限制参数。扭矩限制联轴器的可接受的滑移的限制参数可以被存储在联轴器控制单元中。
作为替代或补充,可以基于至少传感器10和20的信号来计算输入侧4和输出侧5的转速。还可以使用附加传感器13和23的传感器信号。
可以具有中央控制单元,该中央控制单元包括动力控制单元、负载控制单元,并且滑移事件的信号也被传输到该中央控制单元。
可以使用包括至少一个薄壁套筒的联轴器作为扭矩限制联轴器,所述套筒形成具有基本环形的腔室的轴向延伸的限定壁。腔室被布置成被供应以压力介质,以使所述套筒沿径向方向弹性变形,以与所要连接到联轴器的元件上的表面夹紧接合,所述表面的形状和尺寸基本对应于套筒上的背对所述腔室的表面的形状和尺寸。腔室具有延伸自该腔室的通道布置结构,该通道布置结构被布置用以与释放机构28配合,可以通过所述表面之间的相对移动,或者通过所述表面的给定的扭转变形来将释放机构28激活到压力介质可以从所述腔室流过所述通道布置结构的状态,以减轻作用在腔室中的腔室压力。
参考列表:
1 传动系
2 动力单元,马达
3 安全联轴器,扭矩限制联轴器
4 输入侧
5 输出侧
6 负载,发电机
7 连接器(电网)
8 传动装置
10 第一传感器(马达侧)
11 第一编码器
12 第一检测器,非接触式检测器
13 输入侧附加传感器
14 输入侧附加编码器
15 输入侧附加检测器
16 输入轴
17 扭矩限制联轴器的第一部分
18 输出轴
19 扭矩限制联轴器的第二部分
20 第二传感器(负载侧)
21 第二编码器
22 第二检测器,非接触式检测器
23 输出侧附加传感器
24 输出侧附加编码器
25 输出侧附加检测器
26 联轴器控制单元
27 动力控制单元
28 释放机构
29 负载控制单元
30 无线数据连接
31 发送器
40 切断器
45 齿轮
46 转数计数器标记
49 齿,标记
50 切断部,断穿部
51 1-标记
52 0-标记

Claims (14)

1.扭矩限制联轴器(3),所述扭矩限制联轴器(3)用于传动系(2),其中输入侧(4)能够连接到动力单元(2),并且输出侧(5)能够连接到负载(6),其中第一传感器(10)被分配到所述输入侧(4),并且第二传感器(20)被分配到所述扭矩限制联轴器(3)的所述输出侧(5),
其特征在于,
所述传感器(10,20)中的至少一个传感器、优选的是两个传感器(10,20)都包括编码器(14,24),所述编码器(14,24)包括多个标记(51),其中至少附加检测器(15,25)被分配到所述输入侧(4)和/或所述输出侧(5),并且所述附加检测器(15,25)以预定的角度布置,以检测相移的脉冲。
2.根据权利要求1所述的扭矩限制联轴器(3),
其特征在于:
所述编码器包括至少80个、优选的是150个标记。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩限制联轴器(3),
其特征在于,
转数计数器标记(46)被至少布置在所述输入侧和/或所述输出侧上,所述转数计数器标记(46)用于识别整转和/或用于确定角度位置,并且优选的是,所述第一传感器(10)和/或所述第二传感器(20)包括转数计数器标记(46)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的扭矩限制联轴器,
其特征在于,
所述第一传感器或所述第二传感器能够每秒检测至少5000个信号,优选的是每秒检测10 000个信号。
5.根据前述权利要求中的一项所述的扭矩限制联轴器,
其特征在于,
所述至少一个计数器标记(46)被集成到所述传感器(10,20,13,23)中的至少一个传感器的编码器(11,14,21,24)中,其中所述计数器标记(46)是明确的非规则部。
6.根据前述权利要求中的一项所述的扭矩限制联轴器,
其特征在于,
所述输入侧的传感器的所述编码器(11,14)中的至少一个编码器被抗扭矩地布置在所述扭矩限制联轴器的第一部分(17)上,并且/或者所述输出侧的传感器的所述编码器(21,24)中的至少一个编码器被抗扭矩地布置在所述扭矩限制联轴器的第二部分(19)上。
7.根据前述权利要求中的一项所述的扭矩限制联轴器(3),其中联轴器控制单元(26)被分配到所述扭矩限制联轴器(3),用于确定所述扭矩限制联轴器(3)的过载事件,
其特征在于,
所述扭矩限制联轴器(3)包括释放机构(28),并且所述释放机构由所述联轴器控制单元(26)触发。
8.根据权利要求7所述的扭矩限制联轴器,
其特征在于,
所述释放机构(28)是液压、气动或引爆装置,优选的是电子装置或机电装置。
9.根据前述权利要求中的一项所述的扭矩限制联轴器(3),其中所述联轴器控制单元(26)被分配到所述扭矩限制联轴器,用于确定所述扭矩限制联轴器(3)的过载事件,
其特征在于,
所述联轴器控制单元(26)包括发送器(31),所述发送器(31)用于发出数据和/或触发信号。
10.扭矩限制联轴器(3),
其特征在于,
所述扭矩限制联轴器(3)包括冷却系统,其中在计算允许的过载时考虑冷却。
11.传动系,所述传动系包括动力单元(2)、负载(6)以及根据前述权利要求中的一项所述的扭矩限制联轴器(3)。
12.根据权利要求11所述的传动系,
其特征在于,负载控制单元(29)被分配到所述负载(6),其中能够根据所述联轴器控制单元(26)的数据、尤其是所确定的滑移来控制所述负载(6)。
13.方法,所述方法用于在传动系内使用扭矩限制联轴器(3),
所述方法具有步骤:
·通过检测每整转的预定数量的信号来确定所述输入侧(4)的角度位置或者角速度,其中通过第一检测器来检测信号,并且通过附加检测器来检测相移的信号;
·确定所述输出侧(5)的角度位置或者所述输出侧(5)的角速度;
·通过确定所述输入侧和所述输出侧的同一时间的所述角度位置的差值或者通过确定所述输入侧和所述输出侧的同一时间的所述角速度的差值来确定滑移,其中考虑在很小度数范围内的滑移事件;
·计算保养间隔和/或预定的过载值;
·发出所计算的信息。
14.根据权利要求13所述的方法,
其特征在于,
所述联轴器控制单元(26)计算过载值,并且其中超过预定的过载值时,所述联轴器控制单元(26)将信息发送到动力控制单元(27)和/或负载控制单元(29),并且调整所述动力单元(2)和/或所述负载(6)的输出。
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