CN112601902B - 具有磨损识别装置的能量引导链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能量引导链(1)，其具有至少一个识别单元(10、20、30、40、50、120)，用于识别至少一个链节上的磨损。根据本发明的识别单元(10、20、30、40、50、120)包括在第一链节上的第一电部件(11、41、51、121)和设置在与第一链节相邻地铰接的第二链节上的第二电部件(12、42、52、122)，其中，这些部件无接触式耦合地共同作用，尤其电感式、磁式或电容式地共同作用，以便在第一和第二链节之间的铰接部中由磨损引起地出现径向和/或轴向间隙时检测耦合的变化。

Description

具有磨损识别装置的能量引导链

技术领域

本发明总体上涉及一种用于识别能量引导链的磨损的解决方案，例如以便避免能量引导链和以此被供应的机器或设备的失效。

背景技术

此类能量引导链用于在第一连接端和第二连接端之间保护性地动态引导线路，如电缆、软管或诸如此类，其中，至少一个连接端是位置可变的，例如可水平移动。能量引导链由多个对应地构型的链节构成，其中，每个链节具有至少一个链板、通常两个相对置的所谓的侧板。相邻链节的链板在纵向方向上分别通过铰接部、通常具有标称枢转轴线的铰链部彼此旋转铰接。所述铰链部尤其可以通过分别在一个链板的端部区域上的铰链销和在相邻的链板的重叠端部区域上的相对应的铰链接收部构成。这种类型的铰接部具有规定的或者说标称的枢转轴线，链节应理想地能够围绕该枢转轴线相对彼此弯角或者说枢转用于形成转向弧。

本发明尤其涉及这种能量引导链，该能量引导链附加地配备有电子技术的磨损识别装置。

在EP 1 521 015 A2中已经提出不同的方案(例如参见那里的图2或图8)，以便以电子技术检测链板的窄侧处的严重磨损。

在WO 2017/129805 A1中提出一种扩展方案。借此能够借助无线电模块无线地检测例如在窄侧上由磨损引起的损耗，所述无线电模块例如可以作为模块化的损耗传感器安装在链节上，作为能量引导链的原始装备或也作为能量引导链的加装装备。

以上两个教导基于对磨损的识别，所述磨损随着使用寿命由于在链节外侧上的滑动摩擦而出现。然而，该方案并不同样适用于所有能量引导链。

尤其地，用于长移动路径的能量引导链，其配备有用于使上回行段在下回行段上滚动的滚子，即所谓的滚子链，通常在窄侧上很少、甚至没有磨损。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种用于磨损识别的替代解决方案，该解决方案尤其还可选地适用于具有工作滚子的能量引导链。

首先提出，此类能量引导链配备有至少一个识别单元，用于识别至少一个链节上的磨损。

根据一个方面，根据本发明设置，所述至少一个识别单元包括固定在第一链节上的第一电部件和固定在与第一链节铰接的相邻的第二链节上的第二电部件。在此，根据本发明，这些部件无接触式地(尤其通过适当的场耦合)，例如电感式、磁式和/或电容式地共同作用。所述电部件尤其可以通过电感式或电容式耦合、优选传输信号地耦合。所述耦合也可以主要磁式地进行。由此，在第一和第二链节之间的铰接部中由磨损引起地出现径向和/或轴向间隙时，可以检测耦合的变化，尤其以测量技术或通过其他的信号处理来检测。

在此，耦合的部件尤其在其场耦合方面相对彼此具有标称地预给定的定向。它们能够相对于铰接部、例如相对于标称枢转轴线以预给定的定向固定在相应的链节上。

本发明的核心思想基于检测在链节或者说链板之间的铰接部处的磨损，而不是如在现有技术中那样检测例如在链节的窄侧上的磨损。

在最简单的实施方式中，仅一对相互铰接的链节配备有识别单元，该识别单元包括两个无接触式耦合的电部件。在此，作为电部件可以考虑典型的电路部件、尤其被加载信号的线圈或电容器电极，或者在电路之外的纯无源部件，例如磁活性的部分、如永磁体或诸如此类。

在当前情况下，电部件可以是具有电子技术作用的任何部件，尤其是在电场和/或磁场(静态或动态)中的作用方面。

为此，可以使用用于主要电感式或者磁式场耦合或也用于主要电容式场耦合的部件。这两个部件中的各一个以预给定的空间布置和定向例如关于相应的链节位置固定地固定在两个链节之一上，例如固定在链板上或者链节上或链节中的附装件上。尤其地，在此应实现相应场作用的预定义的定向。

因此，链节之间的相对运动、尤其是在能量引导链的纵向方向上的相对运动导致电部件之间的对应相对运动。部件的空间定向可以尤其关于铰接部的标称枢转轴线这样地选择，使得在所选择的链节之间的铰接部中出现非常规的径向和/或轴向间隙时能够确定标称的耦合(尤其在无磨损的新状态下的耦合)的变化。可以考虑不同的部件和定向。所述耦合以无接触的方式、尤其通过电场、例如电磁场或静电场进行。在此，场耦合尤其可以主要在所选择的链节之间的铰接部的空间区域中进行。

在一个实施方式中，识别单元例如可以根据霍尔传感器的原理构型。在此，作为电气共同作用的主要部件可以设置磁体、优选永磁体以及与磁体共同作用的霍尔元件。

在另一个实施方式中，识别单元可以主要朝电感式耦合部定向并且为此包括第一线圈和第二线圈作为部件。这些线圈例如可以实施为扁平线圈，这允许紧凑的结构形式。

在定向方面，线圈可以独立地尤其与铰接部的标称枢转轴线(在下文中：“标称轴线”)同轴地以相对置的方式布置。除了由制造引起的不可避免的间隙外，标称轴线对应于在新状态下(在铰链配对无损耗/磨损的情况下)的规定的枢转轴线。在同轴布置的情况下，由磨损引起的铰链间隙作为与同轴额定位置的可识别或可测量的后续对齐偏差产生影响。

为了增强磁耦合有利的是，两个线圈都具有分别配属的磁芯，例如扁平结构的罐芯半。线圈也可以共享一个共同的芯。磁芯也可以在必要时与铰接部的标称枢转轴线同轴地设置。基本上，磁芯也可以改善关于干扰信号的敏感性或者说电磁兼容性。

在另一实施方式中，第一和第二线圈实施为螺线管。这些线圈可以在必要时与铰接部的标称轴线同轴或垂直地定向。在垂直定向的情况下，共同的柱形磁芯、例如铁氧体芯与标称轴线同轴地固定在第一或第二链节上，使得磁芯在运行位置中布置在螺线管之间。在后面提及的实施方式中，径向间隙直接改变磁芯与垂直于该磁芯的线圈之间的必要气隙。

对于电感式耦合的构型替代地或必要时也补充地，一个或每个识别单元可以包括第一电极(或者说电容器电极)和第二电极作为部件，用于形成电容器，其中，这些电极分别具有对称轴线，该对称轴线与标称轴线同轴地布置。电极可以尤其以圆盘形式实施，以便包围铰链销或者说铰链接收部。电容式或电感式耦合的使用取决于应用情况。如果要监控较大的纵向区段，则电感式耦合能够通过级联电路以少的耗费安装。

在整个能量引导链上、在每第n个或所有铰接部上的级联电路除了磨损识别之外或者说替代于磨损识别也允许识别断裂、即监控链断裂。在这种情况下，轴向错位通常也急剧变化。

在典型的能量引导链中，每个链板为了在相邻链节之间形成铰接部而在第一端部区域上具有销并且在第二端部区域上具有与销相对应的接收部，以便以栓/孔连接的形式形成旋转铰链。在这种链中，在存在至少两个铰接的链板的情况下，第一电部件可以布置在一个链板的销上，并且第二电部件可以布置在另一个链板的接收部上。因此，这些部件直接位于铰接部上或必要时位于铰接部中。

尤其地，利用多个电感式耦合的识别单元，可以在铰链磨损方面监控能量引导链的至少一个关键的纵向区段或能量引导链的整个长度。在一纵向区段中，多个彼此相继的链节可以为此分别具有第一电部件和第二电部件，以便由多个识别单元形成串联级联。为此，例如可以在纵向区段中设置多个彼此相继的链板，这些链板中的每一个分别在销上具有第一电部件并且在接收部上具有第二电部件。链板可以具有将这两个部件连接成回路的电导体。因此，级联能够由多个“串联”耦合的识别单元构成。具有多个识别单元的级联电路具有以下优点：各个铰接部的增大的磨损对输出信号产生附加影响。

为了实现尽可能与识别单元数量无关的信号传输，可以将部件实施为线圈，其中，线圈例如在一链板内具有不等的匝数。在此，尤其可以这样地选择匝数比，使得至少部分地补偿级联中的欧姆电压损失。

本发明不仅仅、但尤其适用于设计为用于长移动路径的滚子链的能量导引链。在此，至少一些链板、尤其是每第n个链板具有工作滚子，用于使链回行段在彼此上滚动。

识别单元或者说其部件可以集成在由至少一个板束或由两个相对置的板束构成的链板中。为此，可以设置，至少一些链板具有与用于第一部件的销同轴的第一留空和与用于第二部件的接收部同轴的第二留空。

然而，如果识别单元或其部件至少部分地集成到附加构件上或附加构件中，则能够简单地实现对现有能量链的加装，所述附加构件可以选择性地装配在链节上。对应情况也适用于能量链的原始装备或全新制造。

在链节的典型构型(即由相对置的链板组成的构型，所述链板形成板束和在其间的用于线路的接收空间)中，板束通过连接链板的横向接片平行地被保持在至少一些、例如每第二个链节上。

类似于用于分隔内部空间的分隔接片，横向接片可以被用于加装模块化的识别单元。为此，可以设置，在存在至少两个铰接的链板的情况下，在接收空间中分别将一内件以分隔接片的形式固定在横向接片之间。

此外，识别单元或者说其部件也可以至少部分地布置在链节的横向接片上。在一个实施方式中，识别单元的第一部件可以固定在第一链节的链板之一上，尤其与标称枢转轴线同轴，并且至少一个识别单元的第二部件可以固定在第二链节的横向接片上，使得在新状态下实现两者之间的预给定的定向。在此，第一部件可以尤其布置在铰接部的接收部中，这降低了制造耗费或者说不会损害稳定性。

优选地，合适的横向接片具有保持装置，用于接收和固定识别单元的第二部件。该保持装置尤其可以包括横向于横向接片、尤其在能量引导链的纵向方向上和在板高度(链板的上窄侧和下窄侧之间的间距)的方向上延伸的保持臂。在此，识别单元的第二部件可以固定在保持臂的端部区域上并且通过保持臂的几何形状固有地获得预给定的空间布置或定向。因此，保持臂可以用于将第二部件相对于第一部件以预给定的定向定位，使得两个部件以无接触的方式共同作用，用于检测在铰接部中由磨损引起而出现径向和/或轴向间隙。

两个部件中的至少一个可以与铰接部的标称枢转轴线同轴地布置。识别单元的两个部件也可以与铰接部的标称枢转轴线同轴地定向。

尤其地，在应用根据霍尔原理的无接触式耦合时，也可以一个部件与标称枢转轴线同轴地布置，并且另一个部件相对于标称枢转轴线具有径向间距或者说偏心错位地布置。识别单元可以包括霍尔传感器(霍尔效应传感器)或者根据霍尔传感器的类型构造。识别单元或者说霍尔传感器的两个部件之一可以包括磁体、尤其永磁体或者可以是磁体。识别单元或者说霍尔传感器的另一个部件可以包括霍尔元件。在此，霍尔元件的运行电流尤其可以通过电子电路馈入，该电子电路与霍尔元件电连接并且优选保持在横向接片上的保持装置上。

在标称的运行状态下，霍尔元件可以这样地相对于磁体布置，使得该霍尔元件出于无接触式耦合的目的而处于磁体的磁场中或者被磁场穿流。磁场在霍尔元件中引起霍尔电压，该霍尔电压在磁体关于霍尔元件的相对位置改变时发生变化。霍尔电压的这种变化可以通过霍尔传感器的电子电路进行监控或记录，并且例如传递给评估单元用于信号评估。在此，磁体优选关于其标称磁场具有对称轴线，该对称轴线与铰接部的标称枢转轴线同轴地布置，使得在轴线位置变化时霍尔电压可测量地变化。

磁体尤其可以固定在两个可枢转地相互连接的链节中的第一链节的链板之一上，优选固定在铰链接收部中。霍尔传感器的霍尔元件和电子电路可以优选地固定在第二链节的横向接片上。电子电路和/或霍尔元件可以通过合适的保持装置固定在横向接片上，该保持装置包括在能量引导链的纵向方向上和在链板的高度方向上延伸的保持臂。保持臂可以在横向接片的纵向端部处与横向接片连接并且具有自由端部。霍尔元件可以(优选以其作用面或者说宽侧基本上平行于布置有磁体的链板)布置在保持臂的自由端部上。保持臂能够以一方向分量在能量引导链的纵向方向上并垂直于横向接片的纵向延伸部延伸并且以第二方向分量垂直于能量引导链的纵向方向并垂直于横向接片的纵向延伸部或者说在板高度的方向上延伸。霍尔元件可以以其作用面尤其垂直于铰接部的标称枢转轴线布置，优选地使得在标称枢转轴线与霍尔元件的作用面的面重心之间存在径向间距或错位。此外，保持装置可以将霍尔传感器的电子电路保持在横向接片上并且为用于霍尔元件和电子电路的线路提供保护性引导。因此，电路和评估单元之间的连接线路可以在能量链中被一起引导。

本发明还涉及这样的、尤其适用于原始装备或加装的横向接片。根据本发明的横向接片具有保持装置，该保持装置至少能够用于接收用于磨损识别的识别单元的部件，其尤其具有例如用于霍尔元件的电子电路。保持装置可以具有保持臂，该保持臂优选从横向接片的纵向端部出发垂直于横向接片的纵向延伸部延伸，用于将识别单元的部件、例如霍尔元件固定在能量引导链的接收空间中的预给定的空间位置处。保持臂尤其可以用于将识别单元的两个部件之一相对于相邻铰接部的标称枢转轴线固定在预给定的位置中，使得该保持臂可以与识别单元的其它部件一起作用，用于识别铰接部中的磨损。保持臂优选用于与相邻铰接部的标称枢转轴线具有径向间距或错位地固定识别单元的部件，该相邻铰接部将板束的链板相互连接。横向接片可以多件式地实施有匹配于横向接片及其固定部的、模块化的、适配器式的保持装置。

本发明尤其为了原始装备或改装还涉及作为附加构件的模块化内件。该内件在纵向方向上具有两个共轭地布置的端部区域，所述端部区域中的每一个都轴向地关于相互连接的链节的铰接部的标称枢转轴线与另一结构相同的内件的相对应的端部区域相对置。在此，每个端部区域都有两个用于所希望的场耦合的电部件之一，使得第一部件固定在一个内件的端部区域上，并且共同作用的第二部件固定在另一个内件的相对置的端部区域上。这样地选择布置方式，使得这些部件能够分别与结构相同的内件的对应部件电容式或电感式耦合。此外，内件以本身已知的方式在上侧和下侧具有两个固定区域，用于在横向接片上的固定。内件的相对置的端部区域必要时可以构成与标称枢转轴线同轴的另外的铰接部，但这不是必需的。

此外，提出一种识别系统，尤其用于提早识别铰接部中的严重磨损，该识别系统具有能量引导链，该能量引导链根据上述实施方式之一配备有至少一个识别单元。在此，用于信号评估的评估单元与至少一个识别单元、尤其由识别单元组成的级联连接。这可以有线地或者例如通过无线模块实现。评估单元可以通过信号评估来确定第一和第二部件之间的耦合变化并且因此能够定量地说明所观察的铰接部的磨损或者损耗状态。评估单元可以在输入侧对识别单元供应参考电压、尤其交流电压。在输出侧，评估单元可以截取输出信号。该评估单元可以为了评估而例如具有存储器，该存储器具有用于正常运行的、存储的额定值范围，并且评估单元可以将由识别单元或者说级联的识别单元获得或截取的电信号(优选在信号滤波之后)与额定值范围进行比较。如果这在考虑不可避免的公差之后偏差过大，则这是过度磨损的指示。

识别单元本身可以例如在使用霍尔元件时除了耦合的主要部件外还包括电子电路，所述部件中的至少一个连接到该电子电路上。

最后，本发明还涉及具有磨损识别功能的单个链板。在具有销和相对应的接收部的链板中，所述销和相对应的接收部用于在彼此相继的链节之间形成具有标称枢转轴线的铰接部，根据本发明设置，在铰接部的区域中设置至少一个电部件，该电部件可以与合适的另一个电部件以无接触的方式耦合。为此，尤其第一电部件相对于标称枢转轴线以预给定的定向、尤其与销同轴地固定在销的区域中，并且第二电部件相对于标称枢转轴线以预给定的定向、尤其与接收部同轴地固定在接收部的区域中。

上面作为优选所说明的特征，不但可以应用到链板上、横向接片上，而且可以应用到内件上，尤其用于识别单元的构型或部件的布置。

附图说明

本发明的另外的细节、特征和优点不受限地由下面根据附图详细地说明的优选实施例得出。在此示出：

图1：能量引导链的侧视图；

图2A-2B：用于根据WO 2007/121713 A1的能量引导链的本身已知的结构形式的链板的立体视图(图2A)和由多个这样的链板组成的板束的部分区段的俯视图(图2B)；

图3：在能量引导链的板束的纵向区段的俯视图中作为原理图示出具有电感识别的本发明的第一实施例；

图4：在俯视图中作为原理图示出具有电感识别的本发明的第二实施例；

图5：在俯视图中作为原理图示出具有电感识别的本发明的第三实施例；

图6：在俯视图中作为原理图示出具有电感识别的本发明的第四实施例；

图7：作为电路图示出根据图3-5的根据本发明的示例之一的多个识别单元的串联级联；

图8：根据图4的具有罐芯的识别单元的示意性立体图；

图9：具有能量引导链的系统的示意性侧视图，该能量引导链具有识别单元和与该识别单元连接的评估单元；

图10：本发明的具有电感识别的第五实施例，其中，识别单元设置在内件上，该内件可以以分隔接片的形式布置在能量引导链的接收空间中；

图11：用于根据图2A-2B的结构形式的能量引导链的、由两个链板和两个横向接片构成的链节的立体视图；

图12A-12C：在立体视图(图12A)、俯视图(图12B)和侧视图(图12B)中示出识别单元的一个部件固定在一个链板上并且第二部件固定在相邻链板的横向接片上的实施例；

图12D：图12A-12C的变型(在俯视图中)；和

图12E：本发明的具有根据霍尔传感器形式的识别单元的实施例(在内部侧视图中)。

具体实施方式

如图1所示，能量引导链1在移动时形成上回行段2、下回行段3和可变地连接两个回行段2、3的转向弧4。回行段2在端侧固定在例如水平移动的机器的携动器M上。回行段3在端侧固定在固定点F上。能量引导链1引导并保护未详细示出的供应线路、例如用于从固定点F到携动器M的电力和/或信号的电缆。在图1中所示的能量引导链1设计成用于长移动路径，其中，上回行段2可以在下回行段3上滑动或滚动。

构型成用于长移动路径的能量引导链1(在这里特别用于上行回行段2在下回行段3上的滚动)例如由WO 2007/121713 A1已知并且在图2A和图2B中纯示例性地示出。在该能量引导链1中，每个链节(参见图11)具有两个镜像对称的侧板或者说链板5，该链板在俯视图中具有弯折的结构形式(参见图2A)。每个链板5在一端部区域中具有柱形销6A。在相对置的端部区域处，在链板5的本体中设置有尺寸设计成用于可旋转地支承所述销6A的柱形接收部6B。由销6A和接收部6B组成的共同作用的对分别形成具有标称的旋转轴线(在此称为标称轴线A)的旋转铰链。标称轴线A在新状态下(在销6A或接收部6B没有磨损的情况下)除技术上必要的间隙尺寸外对应于由销6A和接收部6B组成的、形成铰链的对的中心轴线或者说在新状态下对应于它们的旋转轴线。围绕标称轴线A的旋转或者说枢转角度被链板5上的角度止挡(参见图2B)限制。各个链节由链板5和将这些链板垂直于纵向方向L连接的横向接片7构成(参见图11)并且可以形成具有预给定半径的转向弧4(图1)。

在链节的结构形式方面，在这里参考来自WO 2007/121713 A1的教导。在此，至少一些链板5具有工作滚子8，这些工作滚子出于减小摩擦的目的而超过链板5的窄侧突出，用于在相对置的回行段2或者3上的工作面9上滚动。图2A-2B仅示例性地示出了滚子链的可能设计。图2B仅示出板束的纵向区段。在能量引导链1的每一侧上设置有由铰接地链接的链板5组成的板束。两个束的相对置的链板5通常是镜像对称的(参见图11)。

然而，本发明适用于原则上任意的能量引导链1，也适用于具有内板和外板(未弯折)的环链，这样的环链具有柔性的铰接连接器(参见WO 02/086349 A1)或者也具有(例如根据EP 1 616 376 B1的)空间上可偏转的线路引导装置。本发明还适用于任意的空间布置，例如也适用于竖直悬挂的回行段。本发明尤其适用于具有工作滚子8的低磨损的能量引导链1。

图3作为原理图以俯视图示出第一实施例。由链板5组成的至少一个板束具有多个电子技术的识别单元10。识别单元10分别基本上由第一电部件(在图3中的第一线圈11)和第二电部件(在图3中的第二线圈12)构成。第一线圈11在这里例如位于两个铰接的弯折的链板5的外端部区域，而第二线圈12位于相对置的内端部区域。如图9所示，至少在能量引导链1的纵向区段上设置多个识别单元10。在由销6A和接收部6B构成的铰接部的磨损方面根据经验最容易受磨损的纵向区段优选例如在从携动器M出发的前三分之一部分内。

线圈11、12相对于标称轴线A或者说规定在两个连接的链板5之间的枢转轴线具有预给定的定向。根据图3，具有绕组的线圈11、12相与标称轴线A同轴地定向。线圈11、12分别在链板5的在销6A或接收部6B的区域中的相应端部区域中位置固定地以合适的方式持久地固定在相应的链板5上，例如形状锁合和/或力锁合地或者通过粘接或浇铸固定。代替由线绕组构成的分散的部件，也可以印制线圈。在这里仅示意性地示出的线圈11、12例如可以实施为扁平线圈并且作为分散的构件集成到链板5中的周向包围销6A或接收部6B的留空(未详细示出)中。

识别单元10的线圈11、12这样地布置，使得实现所希望的或规定的电感式耦合(互感)。线圈11、12尤其通过合适的线圈几何形状并且由于相对于标称轴线A(在这里与标称轴线A同轴地对齐地)固定地预给定的定向而相互电感式耦合，使得存在相对高的耦合系数(k)，其例如具有根据量值的绝对值ABS(k)≥0.5。耦合系数(k)尤其取决于线圈11、12的轴向对齐的相对位置。每个识别单元10允许以测量技术检测耦合系数(k)或电感信号传输的质量相对于标称耦合因系数(k)或标称信号传输的变化。为此可以例如在新状态下校准或者学习或根据需要通过匹配预设定的(例如图形、比例、功能参数等形式的)参数来改变参考值。

根据本发明，在两个连接的链板5(和从而链节)之间的由销6A或接收部6B构成的相应铰接部中由磨损引起地出现径向和/或轴向间隙时，所涉及的识别单元10的无接触式耦合的品质(在图3中是两个耦合线圈11、12之间的电感式耦合或耦合系数(k))改变。

径向间隙产生并且例如随着销6A或接收部6B共同作用的滑动面的逐渐磨损或者说损耗增大。由此在枢转铰链中和因此在识别单元10的两个线圈11、12之间形成通常随着持续运行而增大的对齐误差，所述两个线圈分别在连接两者的链板之一上位置固定。这种相对于在新状态下的标称位置的偏差会改变耦合系数(k)。因此，在出现的铰链磨损的作用下发生耦合变化，该耦合变化能够以测量技术检测为输出信号相对于额定信号范围的变化。在能量引导链1来回移动时，视施加了推力还是拉力而定还产生突然变化的、随着逐渐增大的磨损而更加明显的对齐偏差，该对齐偏差能够用合适的电子滤波器、例如借助DSP相对于额定信号以及信号波动(例如由于还很新的铰接部的制造公差)可靠地区分。

也能够良好地确定线圈11、12之间的轴向间距的不期望增大，因为轴向间隙尺寸也影响耦合系数(k)。不期望的轴向间隙例如可以在链板5损坏或在板束中存在过大的力的情况下(例如通过在能量引导链1的移动路径中的干扰物体或引导槽上的外部作用等)出现。配属的识别单元10也可以识别由销6A和接收部6B构成的铰链的不期望的分离。

根据图3的具有电感式耦合的线圈11、12的识别单元10可以经由多个链板5相继连接或级联连接，以便将输入信号从输入端(参见图7中的“IN”)传递到输出端(参见图7中的“OUT”)。为此，如图3所示，第一线圈11和第二线圈12在同一链板5中经由集成到链板5中的电导体13连接成回路。多个识别单元10的电感级联的优点是：由磨损引起的、与由线圈11、12构成的多个共同作用的对的标称轴线A的径向偏差对输出信号产生附加影响。这简化了识别。经验表明，铰链磨损在多个彼此相继的链板5上(至少在具有最强拉力/推力负载的纵向区段中)很少单独出现在单个铰链6A、6B上，而是通常以相似的程度出现在多个铰链6A、6B上。因此，单个铰链6A、6B通常不重要，即耦合线圈11、12之间的耦合系数(k)的变化能够在多个铰链由磨损引起过大径向和/或轴向间隙时借助识别单元10的级联来更可靠地评估。识别单元10(或配备的链节5)的两个线圈11、12可以是相同方向或相反方向缠绕的空气线圈(参见图7)并且形成空气传输器。

图4示出识别单元20的另一实施例，该识别单元具有为每个线圈11、12分别配属的扁平构造的磁罐芯半14A、14B，如在图4中示意性示出的那样。在此，每个罐芯半14A、14B具有用于所属线圈11、12的柱形接收部(未示出)并且由软磁性材料制成。磁罐芯半14A、14B具有中心轴线并且也相对于标称轴线A固定在链板5上。磁罐芯半14A、14B以技术上极小的气隙同轴地相对置，该气隙对应于链板5的重叠端部区域之间的用于枢转所需的间隙。在图8中示意性地示出识别单元20的放大图，该识别单元在相应的罐芯半14A、14B中具有线圈11、12。借助磁芯能够提高磁通量和标称的耦合系数，使得轻微偏差更易于被检测到(参考相对测量误差)。此外，可以减小线圈11、12的尺寸。具有小构造的罐芯半14A、14B的紧凑的识别单元20例如可以集成到销6A的相对置的端侧中或者接收部6B的底侧的对中突出部中(参见图2B)。

在根据图5的识别单元30的另一实施方式中，仅柱形磁芯15与标称轴线A同轴地、例如居中突出地固定在接收部6B中。根据图5的识别单元30的线圈51、52在此以线圈轴线相对于标称轴线A径向地并且在空间上尽可能靠近芯15地布置。由于线圈51、52中的至少一个与芯15之间的径向气隙的伴随着变化，该布置方式允许识别由销6A和接收部6B构成的铰接部中的增加的径向间隙。以该布置方式也优选地设置多个识别单元30的级联。在链板5的侧视图的平面内观察，线圈51、52的轴线优选在伸展位置中近似平行，或者说使得在转向弧4中不出现明显更强的磁耦合。

作为类似于图5的另一变型，紧凑的永磁体15可以与标称轴线同轴地布置在链板5的销6A上，该永磁体的位置借助在另一个链板5上或在另一个链板5的接收部6B周围的霍尔传感器(未示出)来监控，以便确定位置偏移。

图6示例性地示出在布置方面与图3-5可比较的解决方案。在图6中示例性地仅设置两个电容式工作的识别单元40，这些识别单元各具有两个例如圆盘形的耦合电极41、42。第一电极41在此也与标称轴线A同轴地固定在链板5上。第二电极42也与标称轴线A同轴地固定在邻接的链板5上。电极41、42在此电容式耦合，用于信号传输。在识别单元40中也通过在由销6A和接收部6B构成的铰接部中的由磨损引起的径向间隙或者轴向间隙引起电容式耦合的变化。当通过大量链节或链板5组成的级联是不期望或不需要的时，考虑具有电容式耦合的识别单元40。例如各两个导电连接的第一电极41和两个导电连接的第二电极42可以构成电容器，该电容器的电容被测量。以电容原理工作的识别单元40在结构上更轻并且通常要求较小的体积。此外，以附加方法或通过印制来施加会更简单。

在能量引导链1的所选择的、彼此远离的链节或仅一个链节上分别仅布置有一个电感式识别单元10；20；30或分别仅布置有一个电容式识别单元40也落入本发明的范畴内。

对于图3-5和图10的示例，图7示出用于第一线圈11或51和第二线圈12或52的不同匝数n、n+x。线圈11、12；51、52之间的匝数比n+x/n可以这样地选择，使得至少部分地补偿级联中的欧姆电压损失，从而通过较大数量的链节(图11)能够实现识别装置10；20；30；50的级联电路。此外，图7示出由级联的识别装置10；20；30；50组成的电路部件的输入端IN，在该输入端处施加有预给定的交流电压、例如正弦电压作为参考信号。通过线圈11、12或51、52之间的电感传输或磁耦合，能够在输出端OUT处截取输出信号。输出端OUT处的电压幅度尤其与n个链接或级联的识别装置10；20；30；50的相应耦合系数k(n)有关并且因此也与在由销6A和接收部6B构成的铰接部中由磨损引起而出现的不期望的间隙有关。输出信号必要时用评估单元90过滤(参见图9)并且以合适的方式与预确定的(例如在投入使用时经学习的)额定范围进行比较。铰接连接6A-6B的增大的磨损因此(尤其作为在输出端OUT处的输出信号的电压幅度的减小)对于评估单元90而言能够以电子技术测量。

图9以框图示出评估单元90经由信号线路93与由能量引导链1在携动器M处的前三分之一部分中的n个在所选链节5上的识别单元10组成的级联的有线连接。信号线路93在能量引导链1中被一起引导。无线连接例如通过合适的无线电模块也是可能的。

图10示出用于识别装置50的实施方式，该识别装置允许对现有的能量引导链1进行加装或者说不需要对链板5进行改变。在此，设置特别的内件123，该内件具有相对置的端部区域124、125，所述内件根据图3或图4的原理具有分别用于配属的线圈11、12的接收部。内件123在俯视图中略微弯折，使得端部区域124、125以极小的轴向间距在标称轴线A上相对置地彼此邻接，以便实现线圈11、12的高的耦合度或耦合系数(k)。除此之外，内件123类似于已知的、用于将链节中的内部空间或接收空间水平地划分的分隔接片地构型(参见图11)，尤其在内件123的头部和脚部处分别具有相对置的固定区域126，所述内件允许横向接片7之间稳定的固定卡锁(参见图11)并且因此允许在多个现有的能量引导链1中进行加装，而不必改变已经存在的构件的构型。

图11仅纯示例性地示出由两个镜像对称的侧板5A、5B组成的单个链节，所述侧板通过两个平行的横向接片7固定地相互连接。本发明还能够应用于其他类型的线路引导装置，例如仅具有唯一的板束的线路引导装置(参见EP1340299B1)。

图12A-D示出在利用横向接片的情况下将识别单元120固定在链节或者说侧板上的方案。该方案在图12A-D中特别地为根据图12E的识别单元120示出，但类似地也适用于根据图1-9的识别单元10；20；30；40；50。

图12A-12C示出特别的横向接片127，该横向接片可以用于固定和预给定地定向识别单元120的两个重要的电传感器部件之一。横向接片127在一纵向端部处具有保持装置129，该保持装置接收识别单元120的组成部分。保持装置129包括用于部件121的保持臂131(参见图12E)和用于电子电路133的接收部132，部件121与该电子电路连接。保持臂131垂直于横向接片127的纵向延伸部延伸并且具有自由端部，部件121安装在该自由端部上。横向接片127在其两个纵向端部上具有卡锁凹陷139，用于固定在链板5A、5B的常规的卡锁凸起141上(参见图11)。

保持装置129可以与横向接片127一体地制造，如在图12A-12C中所示的那样。替代地，保持装置129也可以实施为单独的构件，用于装备或加装常规的横向接片7(参见图11)，以便固定在横向接片7上，尤其例如形状锁合和/或力锁合地安装在用于线路的接收空间的内侧上(未示出)。

图12D作为一种变型示出用于现有的横向接片7的保持装置129D的示例。保持装置129D在一纵向端部处具有与侧板5的常规的卡锁凸起141结构相同的卡锁凸起141D。卡锁凸起141D允许常规的横向接片7与相对应的卡锁凹陷139固定。在保持装置129D的另一纵向端部处设置有与横向接片7上的常规的卡锁凹陷139结构相同的卡锁凹陷139D。因此，保持装置129D可以被用作“适配器”或中间件，用于将横向接片7与链板5的卡锁凸起141连接。在此，保持装置129在横向接片的纵向方向上的尺寸可以对应于常规的横向接片7的格栅尺寸(彼此相继的横向接片结构尺寸之间的长度差)，使得带有保持装置129D的较短横向接片7对应于下一个较大的、相对置的横向接片的标准长度。

保持装置129；129D根据图12A-12D的原理可以被用于所有在此提出的识别单元10；20；30；40；50；120。图12E在内部侧视图中示出固定在两个相互铰接的链板5之一上的保持装置129或129D(以虚线示出被遮盖的元件)。保持臂131以两个方向分量垂直于横向接片127的纵向延伸部延伸，并且向内延伸到板的窄侧56之间的中间高度区域中，即大致与链板的宽侧54平行。保持臂131的自由端部区域在这里以轻微的径向间距或偏心的错位相对于标称轴线A布置或定向，其中，标称轴线A垂直于链板5的宽侧54(并且大致垂直于图12E的绘图平面)。

此外，图12E图示出根据霍尔传感器原理构造的识别单元120。该识别单元包括作为霍尔传感器的两个主要部件之一的霍尔元件121以及作为霍尔传感器120的第二主要部件的永磁体122。永磁体122例如圆盘形地构造，其具有磁场的(穿过两个磁极的)对称轴线。永磁体122在此(例如形状锁合和/或力锁合地或者通过粘接或浇铸)固定在一个链板5的接收部6B中(在图12E的左侧)，并且定向成使得该永磁体的磁场与铰接部的标称轴线A同轴且对称地定向。

与永磁体122共同作用的霍尔元件121固定在第二链节上，即固定在保持臂131的自由端部上。布置和定向这样地进行，使得霍尔元件121(至少在能量引导链1的新状态下的标称位置中)以其作用面以合适的方式相对于永磁体122的磁场定向。霍尔元件121的作用面例如可以垂直于磁场的对称轴线取向。此外，这样地选择布置方式，使得铰接部的标称轴线A相对于霍尔元件121的作用面的面重心以小的错位或径向间距延伸。霍尔传感器的电子电路133固定在横向接片127的保持装置129的接收部132中。保持装置129还具有用于电子电路133在评估单元90上的连接线路的引导件135。到霍尔元件的连接线路在保持臂131中被引导。在运行中，工作电流穿流霍尔元件121，其中，电流(至少在标称位置中)例如垂直于磁体122的磁场线延伸。在霍尔元件121处的由磁场引起的霍尔电压被霍尔传感器的电子电路133以测量技术检测和评估或者例如被传递给评估单元90。如上所述，随着销6A或接收部6B的滑动面逐渐磨损，在枢转铰链中逐渐增加地出现对齐误差，使得标称轴线A的位置或磁体122相对于霍尔元件121的位置从新状态下的标称位置偏离，例如由于霍尔元件与磁体之间的轴向和/或径向间距的改变和/或霍尔元件相对于磁场的定向的改变。这引起在霍尔元件121处的霍尔电压的变化，该变化被电子电路133确定或被传递给评估单元90。

链板5的其他构型可以对应于来自EP2010800B1的教导，就此而言参考该文献。在此，识别单元120优选设置在没有工作滚子的链板5上。

能量引导链1的多个铰接部可以配备有霍尔传感器作为识别单元120，其中，不同链节的霍尔传感器与一评估单元90连接，用于更好地进行信号区分或磨损识别。

附图标记列表

1 能量引导链

2 上回行段

3 下回行段

4 转向弧

5 链板

5A、5B 侧板(链节)

54 链板的宽侧

56 链板的窄侧

6A 销

6B 接收部

7、127 横向接片

8 工作滚子

9 工作面

10；20；30；40；50；120 识别单元

11、51 第一线圈

12、52 第二线圈

13 导体

14A、14B 罐芯半

15 磁芯

41 第一耦合电极

42 第二耦合电极

90 评估单元

93 信号线路

121 霍尔元件

122 磁体

123 内件

124、125 端部区域

126 固定区域

129；129D 保持装置

131 保持臂

132 接收部

133 电子电路

135 引导件

137 定位标记

139 卡锁凹陷

141 卡锁凸起

A 标称轴线

F 固定点

IN 信号输入端

OUT 信号输出端

M 携动器(机器)

L 纵向方向

Claims (38)

1.一种具有磨损识别装置的能量引导链(1)，包括：

多个链节，所述链节构型成用于在第一连接端部(F)和能够相对于该第一连接端部相对运动的第二连接端部(M)之间保护性地引导线路，其中，每个链节具有至少一个链板，并且相邻链节的链板在纵向方向(L)上分别通过具有标称枢转轴线(A)的铰接部相互连接；和

至少一个识别单元，用于识别至少一个链节上的磨损，

其特征在于，

所述至少一个识别单元包括第一部件(11、41、51、121)和第二部件(12、42、52、122)，所述第一部件以预给定的定向固定在第一链节上，所述第二部件以预给定的定向固定在与所述第一链节铰接的相邻的第二链节上，其中，所述第一部件和所述第二部件无接触式耦合地共同作用，以便在第一链节和第二链节之间的铰接部中由磨损引起地出现径向和/或轴向间隙时检测耦合的变化。

2.根据权利要求1所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述至少一个识别单元包括磁体(122)作为第二部件以及包括与所述磁体(122)共同作用的霍尔元件(121)作为第一部件。

3.根据权利要求1所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述至少一个识别单元包括第一线圈作为第一部件和第二线圈作为第二部件。

4.根据权利要求3所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈与所述铰接部的标称枢转轴线(A)同轴地以相对置的方式布置；或者

所述第一线圈和所述第二线圈实施为螺线管，所述螺线管垂直于所述铰接部的标称枢转轴线(A)定向。

5.根据权利要求3或4所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈具有至少一个配属的磁芯(15)。

6.根据权利要求1所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述至少一个识别单元(40)包括第一电极(41)作为第一部件和第二电极(42)作为第二部件，其中，所述第一电极和所述第二电极分别具有对称轴线，所述对称轴线与所述铰接部的标称枢转轴线(A)同轴地布置。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的能量引导链(1)，其中，每个链板分别在第一端部区域上具有销(6A)并且在第二端部区域上具有相对应的接收部(6B)，用于在相邻链节之间形成铰接部，

其特征在于，在存在至少两个铰接的链板的情况下，所述第一部件布置在一个链板的销(6A)上；和/或

所述第二部件布置在另一个链板的接收部(6B)上。

8.根据权利要求2所述的能量引导链(1)，其中，每个链节包括两个相对置的链板，所述两个相对置的链板限界用于线路的接收空间，并且所述相对置的链板中的至少一些通过横向接片连接，其特征在于，所述至少一个识别单元的第一部件固定在所述第一链节的链板中的一个上，并且所述至少一个识别单元的第二部件固定在与所述第一链节铰接的第二链节的横向接片上。

9.根据权利要求8所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述横向接片具有带有保持臂(131)的保持装置(129)，在所述保持臂上安装有所述识别单元的第二部件，其中，所述保持臂(131)横向于所述横向接片延伸，以便将所述第二部件相对于所述第一部件定位，使得所述第一部件和所述第二部件能够共同作用，用于检测在所述铰接部中由磨损引起的径向和/或轴向间隙。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的能量引导链(1)，其中，所述链板实施为具有销(6A)和相对应的接收部(6B)的弯折的链板，其特征在于，

至少一些链板具有用于使所述能量引导链(1)滚动的工作滚子(8)；和/或

至少一些链板(5)具有与用于所述第一部件的销(6A)同轴的第一留空。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的能量引导链(1)，其中，每个链节包括两个链板，所述链板形成相对置的板束，所述板束限定接收空间，并且所述板束在至少每第二个链节上通过连接所述链板的横向接片平行地被保持，其特征在于，在存在至少两个铰接的链板的情况下，在所述接收空间中分别将一内件(123)固定在所述横向接片之间，其中，所述内件(123)具有两个轴向地在所述链板的铰接部的标称枢转轴线(A)上相对置的端部区域(124、125)，并且所述第一部件固定在一个内件(123)的端部区域(124、125)上，并且所述第二部件固定在另一个内件(123)的端部区域(124、125)上。

12.根据前述权利要求1至4中任一项所述的能量引导链(1)，其特征在于，在一纵向区段中，多个彼此相继的链节分别具有第一部件和第二部件，其中，设置由多个识别单元组成的串联级联。

13.根据权利要求12所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述第一部件和所述第二部件实施为线圈(11、12)，并且一个链板的线圈具有不等的匝数。

14.根据权利要求2所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述识别单元具有电子电路(133)，并且所述磁体(122)在所述霍尔元件(121)中引起霍尔电压，所述霍尔电压能够通过所述电子电路(133)测量，以便通过所述电子电路(133)来检测所述磁体(122)关于所述霍尔元件(121)的相对位置的由磨损引起的变化。

15.根据权利要求14所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述磁体(122)固定在所述第一链节的链板中的一个上，并且所述霍尔元件(121)固定在所述第二链节的横向接片上。

16.根据权利要求1所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述引导线路是电缆或软管。

17.根据权利要求1所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述铰接部分别包括销(6A)和相对应的接收部(6B)。

18.根据权利要求1所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述第一部件和所述第二部件电感式、磁式或电容式地共同作用。

19.根据权利要求4所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈实施为扁平线圈。

20.根据权利要求5所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述磁芯与所述标称枢转轴线(A)同轴地固定在所述第一链节或所述第二链节上。

21.根据权利要求10所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述能量引导链(1)是用于长移动路径的滚子链。

22.根据权利要求13所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述不等的匝数具有至少部分地补偿级联中的电压损失的匝数比。

23.根据权利要求14所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述磁体(122)具有对称轴线，所述对称轴线与所述铰接部的标称枢转轴线(A)同轴地布置，并且所述霍尔元件(121)相对于该对称轴线偏心地布置。

24.根据权利要求15所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述磁体(122)固定在所述铰接部的接收部(6B)中。

25.根据权利要求15所述的能量引导链(1)，其特征在于，所述霍尔元件(121)固定在所述横向接片的横向于该横向接片延伸的保持臂(131)上。

26.一种具有根据前述权利要求1至25中任一项所述的能量引导链的识别系统，其特征在于，设有评估单元(90)，所述评估单元与至少一个识别单元连接，用于信号评估。

27.根据权利要求26所述的识别系统，其特征在于，所述评估单元(90)在输入侧对所述识别单元供应参考电压以便在输出侧截取输出信号，和/或所述评估单元具有存储器，所述存储器具有用于正常运行的、存储的额定值范围，并且所述评估单元将由所述识别单元截取的电信号与所述额定值范围进行比较。

28.根据权利要求26所述的识别系统，其特征在于，所述评估单元与每个识别单元连接。

29.根据权利要求27所述的识别系统，其特征在于，所述参考电压是交流电压。

30.根据权利要求27所述的识别系统，其特征在于，所述电信号由多个级联的识别单元截取。

31.根据权利要求27所述的识别系统，其特征在于，所述评估单元将所述电信号在滤波之后与所述额定值范围进行比较。

32.一种用于具有磨损识别装置的能量引导链(1)的链板，所述链板具有销(6A)和相对应的接收部(6B)，用于在彼此相继的链节之间形成各有一标称枢转轴线(A)的铰接部，

其特征在于，

第一部件相对于所述标称枢转轴线(A)以预给定的定向固定在所述销(6A)的区域中，并且第二部件相对于所述标称枢转轴线(A)以预给定的定向固定在所述接收部(6B)的区域中。

33.根据权利要求32所述的链板，其特征在于，所述第一部件与所述销(6A)同轴地固定在所述销(6A)的区域中。

34.根据权利要求32所述的链板，其特征在于，所述第二部件与所述接收部(6B)同轴地固定在所述接收部(6B)的区域中。

35.一种用于具有磨损识别装置的能量引导链(1)的横向接片，其特征在于，所述横向接片具有用于识别单元的保持装置(129)，所述识别单元包括用于磨损识别的电子电路，其中，所述保持装置(129)包括保持臂(131)，所述保持臂垂直于所述横向接片的纵向延伸部延伸，并且所述保持臂在端侧具有所述识别单元的部件(11、41、51、121)，用于将所述识别单元以预给定的空间位置固定在所述能量引导链的接收空间中。

36.根据权利要求35所述的横向接片，其特征在于，所述部件是霍尔元件(121)。

37.一种用于具有磨损识别装置的能量引导链(1)的组件，包括能量引导链(1)的通过铰接部相互连接的链节对，所述链节对分别具有两个链板，所述两个链板通过连接所述链板的横向接片平行地被保持，并且所述链节对在所述链节对的两个链节的每一个中具有分别固定在所述横向接片之间的内件(123)，其中，两个内件(123)具有共同作用的、共轭的端部区域(124、125)，所述端部区域轴向地关于两个相互连接的链节的铰接部的标称枢转轴线相对置地布置，其中，在一个内件(123)的端部区域(124、125)上固定有第一部件，并且在另一个内件(123)的端部区域(124、125)上固定有第二部件，其中，所述第一部件和所述第二部件电容式或电感式耦合，以便在所述两个链节之间的铰接部中由磨损引起地出现径向和/或轴向间隙时确定耦合的变化。

38.根据权利要求37所述的组件，其特征在于，所述一个内件和/或所述另一个内件分别具有两个固定区域，用于在上侧和下侧固定在所述横向接片上。

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