CN109564125B - 对液力耦合器中的液位的获知 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以工作液体(2)充填液力耦合器(1)的设备和一种用于在调试时对恒定填充的液力耦合器(1)进行填充和/或用于对具有工作液体的液位(15)进行检查或调整的方法。该设备和方法设置使用图像识别部，借助图像识别部能够识别观察窗(9)并且借助图像识别部能够调整观察窗(9)的位置。

Description

对液力耦合器中的液位的获知

技术领域

本发明涉及一种用于获知液力耦合器的液位的方法和设备。

背景技术

也被称为涡轮增压式耦合器的液力耦合器例如由Voith公司所公知。液力耦合器包含有两个环绕的叶轮，其被称为泵轮和涡轮或也被称为初级轮和次级轮。工作介质从泵轮流到涡轮中，并从涡轮又流回到泵轮中。工作液体的量和类型基本上确定了液力耦合器的特性。过大的填充量将导致驱动马达和做功机器在起动时受到过高的负载以及导致过高的起动力矩。过少的填充量将导致耦合器受到更高的热负载以及导致起动力矩更低。

在液力耦合器中，在调试之前，特别是对恒定填充的液力耦合器填充以工作介质。通常，液力耦合器被未充填地供货。在第一次调试之前，执行对液力耦合器的充填。即使在运行期间也可能会需要再填充工作液体。尤其是由于发生泄漏而需要进行再填充。还会定期地设置对工作介质的更换以及在受到热负载后进行再次充填。

例如在Voith公司的针对具有恒定填充量的涡轮增压式耦合器的安装和操作指南中描述的是，转动耦合器直到液力耦合器的加注螺栓完全位于上方。如果耦合器包括多个加注螺栓，则将最靠近观察螺栓的加注螺栓定位在上方。旋出加注螺栓。随后，为了压力平衡而打开另外的上方的开口，例如旋出位于上方的易熔安全螺栓。然后，经由加注螺栓开口加注规定量的工作液体，例如水或油。随后封闭这些开口、加注开口和易熔安全螺栓。随后，转动耦合器直到在所设置的观察螺栓处可看到工作液体。获知从观察螺栓直到竖直的轴线的法兰螺栓的数量。第一螺栓是其中间线沿计数方向位于穿过观察螺栓的剖线之后的那个螺栓。为了进行之后的液位控制将所获知的数量进行记录。

也可行的是，在进行充填时，将观察窗的高度数值或角度数值记录作为参考值，并且随后将这些数值考虑用于再次充填。

在进行液位控制时，转动耦合器直到恰好能在观察螺栓处看到工作液体。获知从观察螺栓直到竖直的轴线的法兰螺栓的数量。将所获知的螺栓的数量与工作指南中的说明或与第一次充填之后所获知的数值作比较。在存在偏差时对填充量进行修改。

取代利用螺栓数量实施的措施地，也可以在耦合器上或罩上标记相应的位置并将其用作参考位置。如果在耦合器占据该位置时在观察窗中无法看到工作液体的一半，则必须对填充量进行修改。

发明内容

本发明的任务是提供一种方法，利用该方法简化了对液力耦合器的充填。此外，本发明的任务是能够简单地对充填进行控制。

根据本发明的解决方案通过如下用于以工作液体充填液力耦合器的设备来表征，即，所述液力耦合器包括直立的观察窗，通过所述观察窗能够观察到所述工作液体的液位，并且当所述液力耦合器占据给定的转动位置时，液位水平地穿过所述观察窗，其特征在于，所述设备包括移动器具，其中，所述移动器具设有用于对所述液力耦合器进行视觉上的检测的相机、用于检测所述液力耦合器的观察窗的图像识别部以及用于在液位线于中心地穿过所述观察窗时确定所述液力耦合器的转动位置并且用于从所述液力耦合器的转动位置确定所述液力耦合器的液位的模块。

通过使用具有带相机的移动器具的设备的措施，提供了一种设备，利用该设备简化了对液力耦合器的充填。借助相机和图像识别部能够对液力耦合器的观察窗进行检测。移动器具设有用于确定观察窗的位置的模块。以此可以拍摄到尤其是在可看到一半的液位的情况下的观察窗的位置。此外能够将观察窗定位到预定的位置。为此，例如可以在耦合器上设置标记，或者在预定的额定位置已知的情况下设置定位到该位置。

在一些应用情况中，液力耦合器被壳体包围，并且使观察窗可能会由此而难以接近。借助移动器具可以通过相机和图像识别部来进行对观察窗的位置的拍摄，在其中使用具有相机的移动器具用于拍摄液力耦合器。然后可以借助用于确定观察窗的位置的模块来随后确定观察窗的位置。然后基于观察窗的经确定的位置可以设置进一步的措施。

在优选的实施例中，移动器具设有重力传感器，从而可以将拍摄到的图像相对于所起作用的重力的检测到的方向进行取向。因此，不需要在图像拍摄时对移动器具进行准确定位。因此，即使当在观察窗中没有看到液体液位时，也可以对所拍摄到的图像进行取向。此外，在观察窗很小的情况下，按照液体液位仅不准确地确定起作用的重力的方向。借助重力传感器，使得不依赖于观察窗的位置地，都可以始终执行对所拍摄到的图像的取向。

在优选的实施方式中设置的是，图像识别部检测壳体的外轮廓。在用于确定观察窗的位置的模块中，外轮廓可被考虑用于对观察窗进行位置确定。此外可以设置的是，按照外轮廓推断出耦合器的类型/型号。尤其是在观察窗的角度位置的情况下，外轮廓是极有帮助的。在液力耦合器中，轮廓在垂直于旋转轴线的剖面中是旋转对称的。根据外轮廓的切线，可以实施观察窗相对于与所起作用的重力的方向相应的竖直线的角度位置。

在优选的实施方式中设置的是，给设备配属有数据存储器。数据存储器可以设置在移动器具自身中，或者可以设置的是，移动器具访问外部的数据存储器。外部的数据存储器可以是中央数据存储器，例如，是耦合器制造商的中央数据存储器，在其中保存有不同的耦合器类型的数据。但其也可以是外部的本身布置在耦合器上的数据存储器。因此，可以在耦合器上设置有如下数据存储器，在其中保存有耦合器的数据，如尤其是额定填充量和在充填了额定填充量时的具有可看到一半的液位的观察窗的额定位置。本身布置在耦合器上的数据存储器可以是仅可读的或者是可读的且可写的数据存储器。如果数据存储器是可写的，则可以在调试之后将具有额定填充量的可看到一半的液位的观察窗的位置储存在那里。也可以在数据存储器中保存有服务时间间隔。

在优选的实施方式中设置的是，移动器具具有显示器。由此可以在视觉上向用户显示观察窗的被确定的位置和/或相对于当前的实际位置的预定的额定位置。也可以设置的是，可以将显示器用作移动器具的输入单元。这种显示器被称为触摸屏。此外，可以设置声学上的信号发生器作为输出装置。替选或附加于视觉上的信号发生器，也可以设置有声学上的信号发生器。通过声学上的信号发生器可以向用户设置声学上的信号例如用于将观察窗定位在额定位置。因此，可以向用户简单地传达声学上的指令，尤其是当在该时刻由于例如被壳体挡住而无法使用户接近显示器时。

在优选的实施方式中设置的是，移动器具包括用于发送和接收电子数据的数据传输装置。借助可以无线地实施的该数据传输装置可以从外部的数据存储器读取关于当前耦合器类型的数据。此外也能够实现的是，将第一次调试和所要实施的服务过程之后的信息储存在外部的存储器中。还可以传送触发信号。例如如果将用于对液力耦合器进行充填的外部的泵联接到该耦合器上，则当检测到预定的额定液位时，可以通过移动器具将触发信号传送给泵。可以自动化地停止对耦合器的进一步的充填。

通过根据本发明的方法，可以在使用上述的设备的情况下在调试时对恒定填充的液力耦合器进行便捷的填充和/或对液位进行检查或调整。在该方法中，通过图像识别部检测在可看到一半的液位的情况下的观察窗的位置。此外，通过图像识别部来执行对液力耦合器的壳体的外轮廓的识别。在此，观察窗包含在被考虑用于检测外轮廓的图像片段中。因此，在调试时，在注入额定量的工作液体的情况下能够以便捷的方式检测到在可看到一半的液位的情况下的观察窗的位置。在调试之后，也可以以便捷的方式通过确定在可看到一半的液位的情况下的观察窗的位置来获知，耦合器是否足够地充填了工作液体。

优选的方法设置的是，将耦合器的壳体的外轮廓与起作用的重力相关联。由此可以确定观察窗的角度位置。在优选的实施方式中，确定外轮廓处的切线和相对于该切线的与观察窗在中心处相交的法线，并且然后确定起作用的重力的方向与该法线之间的角度。

在优选的用于获知液位的方法中设置的是，确定耦合器类型。对耦合器类型的确定例如可以通过读取铭牌或通过读取所设置的数据存储器或也可以通过检测外轮廓并紧接着与数据库中的不同的耦合器类型进行比较来实现。此外设置的是，视觉上检测在可看到一半的液位的情况下的观察窗。该检测可以通过具有相机功能的移动器具来实现。随后，评估视觉上的数据并结合该数据确定观察窗的位置。从观察窗的位置推导出液力耦合器的实际填充量。将实际填充量与预定的额定填充量作比较并输出再填充量或排空量。

在优选的实施方式中设置有用于调整预定的液位的方法。在该实施方式中确定耦合器类型。耦合器类型可以被输入或也可以被自动化地读取，或者也可以根据耦合器的视觉上的外观来确定。在使用图像识别部的情况下将观察窗定位在预定的位置。在此可以设置的是，输出信号，通过信号来支持用户用以将观察窗调整到预定的位置。在占据额定位置时，再填充工作液体直到在观察窗中能识别到一半的液位。该过程也可以通过视觉上的图像识别部来支持。

该方法的一个设计方案在于，在确定观察窗的位置时确定竖直线与相对于外轮廓的切线的法线之间的角度(α)，其中，所述法线与观察窗在中心处相交并且在所述切线与壳体的外轮廓的交点处与所述切线成直角地相交。由此不需要确定耦合器的旋转轴线或中心。只拍摄其上能看到观察窗和外轮廓的图像片段就足够了。通过选择较小的图像片段可以提高精度。

该方法的一个设计方案在于，在识别到达到一半液位或观察窗占据了额定位置时发送触发信号。因此，即使当观察窗对于用户不可见时，也可以向用户发信号告知达到了额定位置或达到在可看到一半液位的情况下的观察窗的位置。这尤其是在耦合器难以接近的情况下是极有帮助的。

例如，耦合器可以被罩包围，由此使观察窗难以接近。在这种情况下，可以设置有保持部用来固定移动器具。通过保持部使移动器具与耦合器牢固连接并且与耦合器壳体一起转动。观察窗的图像可以通过移动器具来拍摄。一方面可以连续地将观察窗的图像例如传输到显示器上，或者可以传输和/或发信号告知已达到一半液位。例如，可以通过声学上的信号来发信号告知接近预定的额定位置，例如在观察窗中的一半液位。在占据了额定位置时，可以由此设置对观察窗的或液位的角度位置进行获知。按照这些信息，可以传达也被称为修正填充量的再填充量或排出量。例如，可以将修正填充量显示在显示器上或借助扬声器通知。还可以设置的是，将所获知的修正填充量直接传输给与耦合器联接的充填单元，并且自动化地进行充填或对充填的修正。

附图说明

下面结合附图阐述根据本发明的解决方案。其中详细地示出如下：

图1示出液力耦合器的示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了液力耦合器1。该液力耦合器具有旋转对称的外轮廓3。在该图示中，旋转轴线延伸穿过被外轮廓3限界的壳体的中心点。在该中心点中，竖直的轴线11(12点位置地)与水平的轴线13相交。液力耦合器具有加注开口5和观察窗9。能被打开的另外的开口7可以是所设置的易熔安全螺栓。当对耦合器1进行充填时可以打开另外的开口7，以便于通过加注开口进行加注。液位以虚线15来表示。在该虚线的液位线15下方，耦合器1被填充有工作液体2。在外轮廓3上绘制了切线17，其中，相对于该切线17的法线19与观察窗9在中心处相交。法线19与切线17成直角地相交。壳体设有形式为RFID芯片的铭牌，在其中保存有耦合器的技术数据。因此不再需要提供纸质的手册或数据页。当将多个这种液力耦合器布置在系统或厂房中时，这尤其也是有利的。于是不再需要对正确的信息进行查找。耦合器信息也可以设置在被铸入于壳体中的尤其是具有发送和接收单元的数据存储器上。

示出了移动器具20，其具有相机24。相机所拍摄到的图像片段21可以在移动器具20的显示器22上示出。观察窗9在显示器22中示出。观察窗9与竖直线11所夹成的角度用α标注。在移动器具20中设置有重力传感器26，并且将起作用的重力作为箭头28示出。此外，移动器具20包括用于确定观察窗9的位置的模块25。移动器具包括形式为扬声器的输出装置23。显示器22也是输出装置。移动器具20设有数据传输装置34，其具有接收和发送装置以用于将数据和触发信号进行无线传输以及用于接收数据。

利用移动器具20，可以经由移动器具20的NFC功能在数据存储器设置于耦合器1上的情况下通过对数据存储器进行读取来获得额定填充量。在此，数据存储器可以被集成到铭牌30中，并且/或者可以将QR码设置成能够通过相机24读取的数据存储器。

也可以设置通过移动器具20对外部的数据存储器32如云或外部的服务器进行访问。通过使用移动器具20的相机24和重力传感器26来完成实际填充。为此，可以设置的是，在第一步骤中通过借助相机24进行的对耦合器1的视觉上的检测来获知耦合器尺寸和类型。替选地，耦合器尺寸和类型也可以实现为经由NFC或QR码来扫描或经由手动输入的数据集。

在第二步骤中，获知工作液体的实际填充。为此，在进行耦合器取向以便能看到观察窗后面的液位之后经由相机24拍摄耦合器1的图像。通过获知耦合器外轮廓3的切线17和穿过观察窗的所属的法线19，与通过重力传感器26所获知的竖直的轴线11相结合地确定观察窗9的角度位置。作为使用重力传感器26的替选方案，也可以考虑液位线15的取向，以便确定水平线和竖直线进而确定相对于竖直线的角度。在考虑角度位置和耦合器尺寸或耦合器类型的情况下可以通过算法来计算填充量。

针对那些例如由于罩而无法看到观察窗9的耦合器来说，移动器具20的功能性可以在于，在耦合器1转动时识别出具有可看到一半的工作介质的观察窗9并发信号，从而通知移动器具20的用户现在观察窗9与所设置的定位相应。移动器具20可以通过设置在耦合器1上的保持部23紧固在耦合器1上，并且借助相机24拍摄观察窗9的图像。所拍摄到的图像被传输到显示器22上，并且使用户直接获得观察窗9的图像，并且由此自身地识别到在观察窗9中一半的液位。为了精确定位到该位置可以设置的是，例如通过报告伴随精确定位到额定位置上时的转动角度或声学上的信号来进行发信号。

附图标记列表

1 液力耦合器

2 工作液体

3 耦合器的外轮廓

5 加注开口

7 另外的开口、用于易熔安全螺栓的开口

9 观察窗

11 竖直的轴线

13 水平的轴线

15 液位

17 外轮廓上的切线

19 相对切线的法线

20 移动器具

21 图像片段

22 输出单元/显示器

23 保持部

24 相机

25 模块

26 重力传感器

28 重力

30 铭牌

32 数据存储器

34 数据传输装置

Claims (14)

1.用于以工作液体充填液力耦合器(1)的设备，所述液力耦合器包括直立的观察窗(9)，通过所述观察窗能够观察到所述工作液体的液位，并且当所述液力耦合器(1)占据给定的转动位置时，液位水平地穿过所述观察窗(9)，

其特征在于，

所述设备包括移动器具(20)，其中，所述移动器具(20)设有用于对所述液力耦合器(1)进行视觉上的检测的相机(24)、用于检测所述液力耦合器(1)的观察窗(9)的图像识别部以及用于在液位线于中心地穿过所述观察窗(9)时确定所述液力耦合器(1)的转动位置并且用于从所述液力耦合器(1)的转动位置确定所述液力耦合器(1)的液位的模块(25)。

2.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述移动器具(20)包括重力传感器(26)，并且所述模块(25)被配置成相对于由所述包括重力传感器(26)限定的竖直线来确定所述液力耦合器(1)的转动位置。

3.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

参照不同的液力耦合器类型，给所述设备配属有用于保存观察窗(9)的额定位置的数据存储器(32)和/或与在可看到一半的液位(15)的情况下的所述观察窗(9)的位置有关的填充量。

4.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述移动器具(20)具有显示器(22)。

5.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述移动器具(20)包括输出装置。

6.根据权利要求5所述的设备，

其特征在于，

所述输出装置是声学上的信号发生器和/或视觉上的信号发生器。

7.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述移动器具(20)包括用于发送和接收电子数据的数据传输装置(34)。

8.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述液力耦合器(1)具有用于容纳所述移动器具(20)的保持部(23)。

9.在使用根据权利要求1所述的设备的情况下用于在调试时对恒定填充的液力耦合器(1)进行填充并且/或者用于对液位(15)进行检查或调整的方法，

其特征在于，

转动所述液力耦合器(1)，直至在观察窗(9)中观察到液位；

图像识别部检测在可看到一半的液位(15)的情况下的观察窗(9)的位置，并且图像识别部执行对所述液力耦合器(1)的壳体的外轮廓(3)的识别，其中，所述观察窗(9)包含在被考虑用于检测所述外轮廓(3)的图像片段(21)中。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

所检测到的外轮廓(3)与起作用的重力(28)相关联。

11.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于具有以下方法步骤用于获知液位，

·确定液力耦合器类型；

·视觉上检测在可看到一半的液位的情况下的观察窗(9)；

·确定所述观察窗(9)的位置；

·按照所述观察窗的位置来获知液力耦合器的实际填充量；

·与预定的额定填充量作比较；

·输出再填充量或排出量。

12.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于具有以下方法步骤用于调整预定的液位，

·确定液力耦合器类型；

·在使用图像识别部的情况下将所述观察窗(9)定位到预定的位置；

·再填充工作液体直到在观察窗中能识别到一半的液位。

13.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

在确定所述观察窗的位置时确定竖直线与相对于外轮廓的切线的法线之间的角度(α)，其中，所述法线与所述观察窗在中心处相交并且在所述切线与壳体的外轮廓的交点处与所述切线成直角地相交。

14.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

在识别出达到了一半的液位(15)或所述观察窗(9)占据了额定位置时发送触发信号。

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