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Die
Erfindung betrifft ein System zur Ermittlung von Funktions- und/oder
Betriebsdaten für
eine elastische Kupplung, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Elastische
Kupplungen sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese umfassen
ein erstes mit einem Antrieb verbindbares Kupplungselement, ein
zweites mit einem Abtrieb verbindbares Kupplungselement, wobei beide
Kupplungselemente über
Mittel zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung miteinander
verbunden sind. Die Kopplung erfolgt dabei derart, dass über die
Mittel zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung
Drehmoment übertragbar
ist und ferner erstes und zweites Kupplungselement in Umfangsrichtung
gegeneinander begrenzt verdrehbar sind. Die Mittel zur Feder- und/oder
Dämpfungskopplung
können
dabei im einfachsten Fall als elastische Elemente, beispielsweise
in Form von Federeinheiten oder ein Elastomer, ausgeführt sein.
Komplexere Systeme sind durch die Integration hydraulischer Dämpfungskomponenten
charakterisiert. Dabei besteht die Aufgabe einer derartigen elastischen Kupplung
im Antriebsstrang in der Reduzierung der von einer Antriebsmaschine
erzeugten Drehschwingungen auf ein für den Antriebsstrang ertragbares Maß. Dies
setzt jedoch die Funktionsfähigkeit
der elastischen Kupplung voraus. Zur Überprüfung der Wirksamkeit werden
daher sogenannte Drehschwingungsmessungen durchgeführt. Dazu
werden sowohl der Verdrehwinkel, Drehbeschleunigungen oder Drehmomente
gemessen, wobei man die besten Aussagen aus einer Drehmomentmessung
erhält. Dazu
werden den mit dem Antrieb und mit dem Abtrieb gekoppelten Komponenten
der elastischen Kupplung Mittel zur Erfassung der Drehzahl, insbesondere
in Form von Drehzahlsensoren, zugeordnet und aus der Differenz die
entsprechenden Größen ermittelt.
In Analogie erfolgt auch eine Verdrehwinkelmessung, wenn die Steifigkeit
des verdrehten Bauteiles des Antriebsstranges bekannt ist.
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Eine
weiterhin bekannte Maßnahme
ist die Applikation eines Bauteils mit bekannter Steifigkeit, beispielsweise
das Rohr einer Gelenkwelle aus Stahl im Antriebsstrang zwischen
Antriebsmaschine und Leistungsabnehmer mit Dehnungsmessstreifen.
Da die der Anbindung des Dehnungsmessstreifens in Frage kommenden
Bauteile jedoch nicht zum Lieferumfang des Herstellers der elastischen
Kupplung in der Regel gehören,
muss die Drehschwingungsmessung an einem nicht zur elastischen Kupplung
gehörigen
Bauteil durchgeführt
werden. Für
Lieferanten von elastischen Kupplungen, die häufig für die Drehschwingungstauglichkeit
des gesamten Antriebsstranges verantwortlich sind, ist dies jedoch
ein erheblicher Nachteil, da auch nicht zum Lieferumfang gehörende Bauteile
des Antriebsstranges zurückgegriffen
werden muss. Darüber
hinaus ist die Applikation eines derartigen Bauteils aufwendig und
nach der Messung nicht mehr verwendbar. Die Messsignale müssen mit
Hilfe einer Telemetrieanlage von einem drehenden Bauteil gesendet
werden, wofür
weitere Geräte
vor Ort gebracht und angeordnet werden müssen. Insbesondere zeichnet
sich diese Methode durch einen erheblichen Mehraufwand auf, so dass eine
derartige Drehschwingungsmessung für die breite Anwendung zu kostspielig
ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
ist die Erfassung der Drehzahl der primären und sekundären Teile
der elastischen Kupplung. Aus diesen Signalen lassen sich bei bekannter
Kupplungssteifigkeit durch mathematische Nachbehandlung die Drehmomente
und Drehschwingungen ermitteln. Beispielsweise werden dazu die Schraubenköpfe der
Flanschverschraubungen der elastischen Kupplung abgetastet. Ein
wesentlicher Nachteil dieser Methode besteht jedoch darin, dass
die benötigte
Sensorik von einem Fachmann in einem bei jeder Messung anders gestalteten Umfeld
montiert werden muss. Darüber
hinaus müssen
bei dieser Methode verschiedene Beschränkungen, insbesondere hinsichtlich
der Frequenz und Winkelauflösung,
in Kauf genommen werden. Auch hier zeichnet sich die beschriebene
Methode durch einen erheblichen Mehraufwand aus, der für viele
Anwendungen nicht vertretbar ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Erfassung
von die Betriebsweise und/oder die Funktionsweise einer elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar beschreibenden Größen derart zu entwickeln, dass
dies zum einen in den Lieferumfang des Herstellers der elastischen
Kupplung integrierbar ist und nur auf dieses Element beschränkbar ist
und ferner durch einen geringen konstruktiven, steuerungstechnischen
und Kostenaufwand charakterisiert ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das
System zur Ermittlung von Betriebs- und/oder Funktionsdaten für eine elastische
Kupplung, umfassend wenigstens ein erstes mit einem Antriebselement
verbindbares Kupplungselement, ein zweites mit einem Abtrieb drehfest
verbindbares Kupplungselement, die über Mittel zur Feder- und/oder
Dämpfungskopplung
miteinander wenigstens mittelbar verbunden sind, umfasst eine Einrichtung
zur Erfassung wenigstens einer die Funktions- und/oder Betriebsweise
der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe. Erfindungsgemäß ist die
Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der
elastischen Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe in der
elastischen Kupplung integriert. Diese Einrichtung umfasst dabei
Mittel zur Aufnahme der Betriebsdaten und eine dauerhaft installierte
Schnittstelle, umfassend Mittel zum Auslesen der die Betriebsweise
der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
somit dadurch charakterisiert, dass die elastische Kupplung selbst
mit der entsprechenden Sensorik und Datenerfassung ausgerüstet ist.
Der Lieferant einer derartigen hochelastischen Kupplung braucht
damit nicht auf fremde Teile im Antriebsstrang zurückgreifen.
Die Datenerfassung an Bord macht jedes zusätzliche Messgerät zur Durchführung der
Messung vor Ort überflüssig. Eine
mit Sensorik und Datenerfassung ausgerüstete Kupplung kann vom Anwender
selbst eingebaut werden. Die Kupplung startet und beendet die Messung
selbständig.
Es ist auch kein Messtechniker vor Ort erforderlich.
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Die
Messtechnik ist mit standardisierten Verbindungselementen in die
Kupplung eingebaut. Dadurch kann sie nach Messung und Ausbau der
Kupplung entnommen werden und in die nächste Kupplung eingebaut werden.
Für diese
Tätigkeit
ist kein Messtechniker erforderlich. Durch die Wiederverwendbarkeit
kann die teure Messtechnik auch mehrfach genutzt werden.
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Die
Mittel zur Aufnahme der Betriebsdaten sind dabei koaxial zur Rotationsachse
der elastischen Kupplung angeordnet. Diese sind dabei entweder symmetrisch
bezüglich
der Rotationsachse R aufgebaut oder liegen direkt auf der Rotationsachse R.
Bei den Mitteln zur Datenaufnahme handelt es sich um Geber. Diese
sind im einfachsten Fall als Drehzahl- oder Fliehkraftsensoren ausgeführt.
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Die
Minimalkonfiguration der Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer
die Betriebsweise der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar
beschreibenden Größe umfasst
neben den Mitteln zur Aufnahme der Betriebsdaten auch eine dauerhaft
installierte Schnittstelle mit Mitteln zum Auslesen der die Betriebsweise
der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar charakterisierenden
Größe. Dazu
umfasst die Einrichtung ein Tragsystem, an welchem die Mittel zur
Aufnahme der Daten bzw. der die Betriebsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar beschreibenden Größe gelagert sind. Das Tragsystem
ist drehfest mit den Mitteln zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung
und einem der Kupplungselemente – erstes oder zweites Kupplungselement – verbunden.
Das Tragsystem selbst kann dabei verschiedenartig ausgeführt sein.
Vorzugsweise umfasst dies einen glockenförmigen Gehäuseteil, welcher die Mittel
zur Aufnahme der die Betriebsweise der elastischen Kupplung wenigstens
mittelbar beschreibenden Größen umschließt und ein
scheibenförmiges
Element, welches mit dem glockenförmigen Gehäuseteil zu einer baulichen
Einheit zusammengefasst werden kann durch eine lösbare oder unlösbare Verbindung
und das Tragsystem mit einem der beiden Kupplungselemente verbindet.
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Bezüglich der
Ausführung
der Mittel zum Auslesen der die Betriebsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar beschreibenden Größen bestehen eine Vielzahl
von Möglichkeiten.
Im einfachsten Fall umfasst die Schnittstelle dazu eine Anschlusseinrichtung,
welche über
eine Leitungsverbindung mit einer externen Ausleseeinrichtung gekoppelt
werden kann.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung
umfasst die Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise
der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe Mittel
zur Datenübertragung.
Die Ausführung
der Mittel zur Datenübertragung
hängt dabei
von der Art und Weise der Datenübertragung
und vom gewünschten
und erforderlichen Zeitpunkt ab. Die Mittel zur Datenübertragung
sind dabei im einfachsten Fall Bestandteil der Schnittstelle. Sie
können
auf unterschiedlichen Systemen basieren. Dabei wird grundsätzlich zwischen
drahtloser Datenübertragung
oder Datenübertragung über Verbindungsleitungen
unterschieden. Die Mittel zur Datenübertragung umfassen dabei wenigstens
eine Sendeeinrichtung. Über
diese kann ein Aufbau der Verbindung entweder fortlaufend oder bei
Bedarf erfolgen. Vorzugsweise umfassen diese Mittel jedoch auch
wenigstens eine Empfangseinrichtung, über welche ein Verbindungsaufbau
bei Bedarf möglich
ist. Unter einem weiteren, besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung
werden die Funktionen der Sende- und Empfangseinrichtung zur Schaffung
einer Komponente mit möglichst
geringem Bauraumbedarf und hohem Grad an Standardisierung in einer
baulichen Einheit zusammengefasst, welche vorzugsweise als Funkkommunikationseinrichtung
ausgebildet ist. Andere Möglichkeiten
der Datenübertragung
basieren auf der Nutzung von Ultraschallsignalen oder Infrarotsignalen.
Dementsprechend sind die Sender und eventuell auch Empfangseinrichtungen
zu konzipieren.
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Bezüglich der
Auslösung
des Aufbaus einer Verbindung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten.
Denkbar sind, wie bereits ausgeführt
- a) eine ständige
Verbindung oder
- b) eine frei wählbar
einstellbare Verbindung und/oder
- c) eine bei notwendiger Erwartung erzwungene Herstellung der
Verbindung.
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Es
werden vorzugsweise die unter b) und c) genannten Möglichkeiten
eingesetzt. Im Fall a) erfolgt eine automatische Datenerfassung.
Die Datenübertragung
erfolgt bidirektional oder quasi bidirektional.
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Im
letztgenannten Fall erfolgt die Auslösung bei Vorliegen wenigstens
einer der nachfolgend genannten Zustände:
- – die elastische
Kupplung benötigt
eine Wartung, beispielsweise nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls
- – zeitweise,
willkürlich
oder in vordefinierten Zeitintervallen erfolgen die Übermittlung
von Betriebsdaten
- – Erkennen
von kritischen Betriebszuständen
der elastischen Kupplung im Vorfeld durch Änderung bestimmter, die Betriebs-
und/oder Funktionsweise der elastischen Kupplung beschreibenden Größen
- – im Über- oder
Unterschreiten komponentenspezifischer Schwellenwerte, beispielsweise
einer bestimmten Anzahl von Betriebszyklen etc..
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Im
Fall b) ist eine Auslösung
der Verbindung beispielsweise denkbar bei
- – gewünschter
vorzunehmender Aktualisierung einer Steuersoftware für eine in
der elastischen Kupplung integrierte Steuervorrichtung
- – zeitweise
Abfrage der die Funktionsweise der elastischen Kupplung charakterisierenden
Daten durch den Hersteller oder anderer berechtigter Personen
- – Abruf
der in einer in der elastischen Kupplung integrierten Steuereinrichtung
gespeicherten Daten.
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Je
nach Auswertverfahren und Vornahme der Auswertung der Betriebsdaten
werden verschiedene Modifikationen unterschieden. Dabei kann als Kontroll-
und/oder Auswertsystem beispielsweise die Fahrsteuerung fungieren,
welche im Fahrzeug, in dem die elastische Kupplung integriert ist,
vorgesehen ist. Denkbar sind jedoch auch externe Auswert- und/oder
Kontrollsysteme, die beispielsweise vom Hersteller oder einem Wartungsdienst
betrieben werden und denen die entsprechenden Daten zur Verfügung gestellt
werden können.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterentwicklung umfasst die Einrichtung
zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe eine Steuereinrichtung,
welche mit den Mitteln zur Datenaufnahme gekoppelt ist und die entweder mit
der Schnittstelle gekoppelt ist oder aber die Schnittstelle in dieser
integriert ist. Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterentwicklung sind dabei die Mittel
zur Datenübertragung
ebenfalls in der Steuereinrichtung integriert.
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Vorzugsweise
umfasst die Steuereinrichtung ferner zumindest eine der nachfolgend
genannten Komponenten für
weitere Funktionen:
- – eine Auswerteinrichtung
- – eine
Klassifizierungseinrichtung
- – eine
Vergleichseinrichtung
- – Berechnungseinrichtungen.
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Diese
Einrichtungen dienen dabei bereits der Vorauswertung der erfassten
Betriebsdaten, wobei die Auswertergebnisse dann nur noch übertragen werden
müssen.
Dies führt
im Endeffekt zu einer Verminderung des erforderlichen Speicherplatzes,
da lediglich nur noch die ausgewerteten Daten gespeichert werden
müssen
und nicht der gesamte Datenbestand.
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Bezüglich der
Anordnung der einzelnen Komponenten der Einrichtung zur Erfassung
wenigstens einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung wenigstens
mittelbar beschreibenden Größe bestehen
eine Mehrzahl von Möglichkeiten.
Dabei können
die einzelnen Komponenten vorzugsweise ringförmig ausgeführt sein und beispielsweise
die Mittel zur Datenaufnahme umschließen oder aber die einzelnen
Komponenten sind ringsegmentförmig
ausgeführt
oder aber beliebig und derart exzentrisch zur Rotationsachse angeordnet,
dass diese um den Umfang der Mittel zur Datenaufnahme verteilt werden, wobei
die Anordnung vorzugsweise derart erfolgt, dass der Schwerpunkt
der gesamten Einrichtung zur Vermeidung von Unwuchten trotzdem auf
der Rotationsachse der elastischen Kupplung liegt.
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Die
Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der
elastischen Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe ist lösbar mit
der elastischen Kupplung verbunden. Vorzugsweise ist diese derart
aufgebaut und konzipiert, dass diese in einer axialen Ebene mit
den einzelnen Kupplungselementen der elastischen Kupplung liegt
und im Bereich von deren axialer Erstreckung. Bezüglich des
Auslesens der Daten kann die Einrichtung in der elastischen Kupplung
verbleiben oder aber wird in ihrer Gesamtheit herausgenommen, ohne
die Funktion der elastischen Kupplung zu stören.
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Die
Auswertung selbst kann, wie bereits ausgeführt, in einer in der elastischen
Kupplung integrierten, d. h. insbesondere in der Einrichtung zur
Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar beschreibenden Größe erfolgen oder aber in einer
einem externen Kontroll- und/oder Überwachungssystem, welches
von Seiten des Herstellers oder einer zur Wartung berechtigten Person
betrieben werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird
nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen
folgendes dargestellt:
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1a bis 1e verdeutlichen
in schematisch stark vereinfachter Darstellung das Grundprinzip
und die Grundfunktionsweise erfindungsgemäß ausgeführter Systeme zur Erfassung
wenigstens einer die Betriebs- und/oder Funktionsweise elastischen
Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe;
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2 verdeutlicht
eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Ausführung gemäß 1b anhand
eines Axialschnittes durch eine elastische Kupplung;
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3 verdeutlicht
eine Weiterentwicklung gemäß 2.
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Die 1 verdeutlicht in schematisch stark vereinfachter
Darstellung den Grundaufbau eines erfindungsgemäß ausgeführten Systems 1 zu
Ermittlung von Betriebsdaten für
eine elastische Kupplung 2, umfassend wenigstens ein erstes,
mit einem hier nicht dargestellten Antriebselement verbindbares Kupplungselement 3 und
ein zweites, mit einem hier nicht dargestellten Abtrieb drehfest
verbindbares Kupplungselement 4, welche über Mittel 5 zur
Feder und/oder Dämpfungskopplung
miteinander wenigstens mittelbar gekoppelt sind. Das System zur
Ermittlung von Betriebsdaten 1 umfasst wenigstens eine Einrichtung 6 zur
Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar beschreibenden Größe. Wenigstens mittelbar bedeutet
in diesem Zusammenhang, dass die entsprechenden, die Betriebsweise
beschreibenden Größen entweder
direkt erfasst werden oder aber indirekt über die Erfassung von Größen, welche
mit denen, die Betriebsweise charakterisierenden Größen in direktem
funktionalen Zusammenhang stehen und damit die die Betriebsweise
charakterisierenden Größen ermittelt,
beispielsweise durch Berechnung, werden können. Erfindungsgemäß ist die
Einrichtung 6 zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der
elastischen Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe in der
elastischen Kupplung 2 integriert. Die Einrichtung 6 umfasst
Mittel 15 zur Aufnahme der die Betriebsweise der elastischen
Kupplung 2 wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe. Diese
sind als Sensor oder Drehgeber ausgeführt. Erfindungsgemäß sind diese
koaxial zur Rotationsachse R der elastischen Kupplung 2 angeordnet.
Die Einrichtung 6 umfasst ferner eine Schnittstelle 7,
umfassend Mittel 8 zum Auslesen der die Betriebsweise der
elastischen Kupplung 2 wenigstens mittelbar beschreibenden
Größen. Diese
Mittel 8 können
vielgestaltig ausgeführt
sein. Je nach Vornahme des Auslesevorganges, zeitweise fortlaufend oder
wahlweise, ist die Einrichtung modifiziert, ferner können die
ausgelesenen Daten übertragen
werden, welches über Mittel 9 zur
Datenübertragung
erfolgt. Die Datenübertragung
selbst kann fortlaufend oder wahlweise nach Bedarf erfolgen, je
nach dem ist die Schnittstelle 7 ausgestaltet. 1a verdeutlicht
dabei die Einrichtungen 7, 8, 9 als Blackbox.
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Gemäß 1b sind
die Mittel 9 zur Datenübertragung
als Mittel 10 zur drahtlosen Datenübertragung ausgeführt. Diese
umfassen mindestens eine Sendeeinrichtung 11. Unter drahtloser
Datenübertragung
wird dabei jegliche Art der Datenübertragung verstanden, welche
frei von einer festen Verkabelung zwischen einer Sende- und einer
Empfangseinrichtung ist. Eine derartige Übertragung erfolgt vorzugsweise
als Funkübertragung.
Denkbar ist jedoch auch die Übertragung
via Infrarot oder Ultraschall.
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Gemäß 1b kommuniziert
die Sendeeinrichtung 11 beispielsweise mit einer externen
Empfangseinrichtung 12. Die Datenübertragung zwischen Sendeeinrichtung 11 und
Empfangseinrichtung 12 erfolgt in diesem Fall fortlaufend,
d. h. bei Vorliegen der entsprechenden Daten in der Sendeeinrichtung 11 von
den Mitteln 15. Um bei Bedarf die Sendeeinrichtung 11 auch
ansteuern zu können,
ist gemäß 1c auch
eine Empfangseinrichtung 13 in der elastischen Kupplung 3 integriert,
wobei die Sendeeinrichtung 11 und die Empfangseinrichtung 13 hinsichtlich
ihrer Funktionen in einer Baueinheit zusammengefasst sein können und
vorzugsweise sind, wobei diese im dargestellten Fall beispielhaft
in Form einer Telekommunikationseinrichtung 14 erfolgt.
Dabei wird unter Telekommunikation eine Kommunikation zwischen Menschen,
Maschinen und anderen Systemen mit Hilfe von nachrichtentechnischen Übertragungsverfahren
verstanden. Kommunikationsformen sind Sprache, Text, Bild- und Datenkommunikation. Die
Einrichtung 6 zur Datenerfassung umfasst des weiteren Mittel 15 zur
Datenaufnahme und Übermittlung
an die Mittel 10 zur drahtlosen Datenübertragung. Die Mittel 15 zur
Datenaufnahme sind im einfachsten Falle als Geber 30 oder
Sensor 31, beispielsweise in Form eines Drehzahlsensors
oder Fliehkraftsensors ausgeführt.
Entscheidend ist dabei die Integration dieser Mittel in der elastischen
Kupplung 2, insbesondere im Bereich der Rotationsachse R
der elastischen Kupplung 2, wie noch detailliert in der 2 beschrieben.
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Die
in der 1c dargestellte Ausführung mit
integrierter Sendeeinrichtung 11 und Empfangseinrichtung 13 kommuniziert
dabei beispielsweise ebenfalls mit einer externen Empfangseinrichtung 12.
Eine weitere Möglichkeit
ist in 1d wiedergegeben. Auch hier
umfasst die Einrichtung 6 zur Erfassung wenigstens einer
die Betriebsweise der elastischen Kupplung 2 wenigstens
mittelbar beschreibenden Größe eine
Schnittstelle 7, wobei diese eine Anschlusseinrichtung 16 umfasst.
Die Anschlusseinrichtung 16 ist mit den Mitteln zur Datenaufnahme 15 gekoppelt,
wobei über
die Anschlusseinrichtung 16 beispielsweise ein externes
Auslesegerät 32 angeschlossen
werden kann. Um eine Betriebsdatenerfassung über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen
und bezüglich
des Auslesens der Daten unabhängig
zu sein, umfasst dabei die Einrichtung 6 zur Erfassung
wenigstens einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung 2 wenigstens
mittelbar beschreibenden Größe neben
den Mitteln 15 zur Datenaufnahme auch eine Speichereinheit 18 zur
wenigstens temporären
Speicherung der über
die Mittel 15 erfassten Betriebsdaten. Die Anschlusseinrichtung 16 ist
dann mit der Speichereinheit 18 gekoppelt, so dass die
Betriebsdaten hier ausgelesen werden können, wobei die Speichereinheit 18 wiederum
mit den Mitteln 15 verbunden ist.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung
gemäß 1e umfasst
die Einrichtung 6 zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsdaten
wenigstens mittelbar beschreibenden Größe 6 eine Steuereinrichtung 19,
umfassend mindestens eine Speichereinheit 18, wobei diese
mit den Mitteln 15 zur Datenaufnahme gekoppelt ist. Die
Schnittstelle 7 ist dann Bestandteil der Steuereinrichtung 19 gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung
oder aber kann mit dieser gekoppelt sein, wobei über die Schnittstelle 7 das
Auslesen der Daten erfolgt.
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Die
Schnittstelle 7 ist im letzten Fall mit der Steuereinrichtung 19 koppelbar.
Die Kopplung erfolgt vorzugsweise elektronisch, wobei diese vorzugsweise über Mittel 20 zur
seriellen Datenübertragung
zwischen der Steuereinrichtung 19 und der Schnittstelle 7 realisiert
wird. Denkbar ist auch der Einsatz von Mitteln zur parallelen Datenübertragung.
In diesem Fall werden jedoch eine Mehrzahl von festen Leitungsverbindungen
zwischen der Steuereinrichtung 19 und der Schnittstelle 7 erforderlich,
welche eine Vielzahl von Anschlusseinrichtungen 16 an der Schnittstelle 7 erfordern
würden. Über die
Kopplung zwischen der Steuereinrichtung 19 und der Schnittstelle 7 können die
die Betriebsweise der elastischen Kupplung 2 beschreibenden
Größen der
Schnittstelle 7 zur Verfügung gestellt werden, von welcher
diese an entsprechende weitere Auswert- und/oder Überwachungs- und/oder Kontrollsysteme 21 oder
zwischengeordnete, hier nicht dargestellte Vermittlungseinrichtungen übermittelt
werden können.
Bei den zu übermittelnden
Größen kann
es sich dabei beispielsweise um eine der nachfolgend genannten Größen handeln
- – Größen, welche
die Betriebsweise der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar
charakterisieren
- – Größen, welche
eine Änderung
der Betriebs- und/oder der Funktionsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar charakterisieren
- – Größen, welche
die Funktionsweise und/oder den Zustand der elastischen Kupplung,
insbesondere der Mittel 5 zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung
wenigstens mittelbar charakterisieren.
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Dazu
gehören
u.a. Drehmomente, Drehzahlen, deren Änderungsverhalten über bestimmte
Zeiträume,
Drehschwingungsgrößen.
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Bei
Ausführungen
mit Steuereinrichtung 19 können bereits Klassifizierungs-
und/oder Auswertfunktionen der erfassten Größen in der Steuereinrichtung 19 vorgenommen
werden. Dazu weist die Steuereinrichtung 19 entsprechende
Auswert- und/oder Vergleichseinrichtungen auf.
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Das
Auswert- und/oder Überwachungs- und/oder
Kontrollsystem 21 ist dabei beispielsweise in räumlicher
Entfernung zur Schnittstelle 7 und damit zur elastischen
Kupplung 2 angeordnet. Bei diesen kann es sich je nach
Einsatzbedingung oder Anwendungsbereich um ein in den Wirkungsbereich
des Herstellers der elastischen Kupplung oder des Betreibers der
Endanwendung der elastischen Kupplung fallendes System handeln.
Aufgrund der bevorzugt eingesetzten Möglichkeit der drahtlosen Datenübertragung
ist es möglich,
erhebliche Übertragungswege
zu überbrücken, weshalb
an den Standort des Auswert- und/oder Überwachungs- und/oder Kontrollsystems 21 keine
besonderen Anforderungen zu stellen sind. Vorzugsweise ist dieses
beim Hersteller der elastischen Kupplung angesiedelt. Denkbar ist
jedoch auch, je nach Einsatzfall, diese Systeme beim Servicepersonal
des Endabnehmers zu platzieren, wobei die möglichen Möglichkeiten der Datenfernübertragung
optimal genutzt werden können.
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Mit
dieser Konfiguration können
eine Vielzahl von unterschiedlichen Aufgaben gelöst werden. Zum einen ist es
möglich,
die Betriebsdaten bzw. die die Funktionsweise der elastischen Kupplung
wenigstens mittelbar beschreibenden Größen einfach und schnell zu
ermitteln. Die optimale Realisierung erfordert dann je nach Einsatzfall
eine entsprechende Ausgestaltung der physikalischen und logischen
Verbindung, insbesondere für
den Aufbau der Übertragungsstrecke
von der Schnittstelle 7 zum entsprechenden Auswert- und/oder Überwachungs- und/oder
Kontrollsystem 21. Im einfachsten Fall erfolgt dies durch
Entnahme der Einrichtung 6 zur Erfassung wenigstens einer
die Betriebsweise der elastischen Kupplung 2 wenigstens
mittelbar beschreibenden Größe und Auslesen
der die Betriebsweise der elastischen Kupplung wenigstens mittelbar
beschreibenden Größen bei
Bedarf. In diesem Fall ist die Einrichtung 6 zur Erfassung
wenigstens einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung 2 wenigstens
mittelbar beschreibenden Größe entsprechend 2 als
bauliche Einheit aus Geber- und Sendeeinrichtung 11 auszuführen. Anderenfalls
kann ein Verbindungsaufbau nicht fortlaufend, sondern nur entsprechend
des Bedarfs erfolgen, wobei die Einrichtung 6 in der elastischen
Kupplung 2 integiert bleibt. Der Verbindungsaufbau kann
dann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. Denkbar
ist dabei die Auslösung
des Verbindungsaufbaus, abhängig
von wenigstens einer, den Zustand einer erforderlichen Wartung oder
Diagnose der Komponente wenigstens mittelbar beschreibenden Größe oder
unabhängig
von einer erforderlichen Wartung zu beliebiger Zeit.
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Im
erstgenannten Fall erfolgt die Auslösung bei Vorliegen wenigstens
einer der nachfolgend genannten Zustände:
- a)
Die elastische Kupplung benötigt
eine Wartung, beispielsweise nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls
t der Betriebszeit.
- b) bei Übermittlung
von Betriebsdaten
- c) Erkennen von kritischen Betriebszuständen der elastischen Kupplung
im Vorfeld durch Änderung bestimmter,
die Betriebs- und/oder Funktionsweise der elastischen Kupplung oder
einzelner Komponenten dieser beschreibenden Größen
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Im
zweiten Fall ist eine Auslösung
der Verbindung beispielsweise denkbar bei
- d)
zeitweiser Abfrage der die Funktionsweise der elastischen Kupplung
durch den Hersteller oder die mit der Wartung betraute Serviceabteilung.
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Der
unter a) beschriebene Fall kann dabei beispielsweise durch eine
der nachfolgend genannten Größen charakterisiert
werden:
- – Ablauf
einer vordefinierten Zeitdauer t, welche als Wartungsintervall definiert
ist und die die Abstände
zwischen zwei Wartungsdurchgängen
definiert
- – Vorliegen
einer, die Funktionsweise und/oder die Betriebsweise der elastischen
Kupplung wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, welche
außerhalb
des Normalbereichs liegt
- – starke Änderung
der Betriebsdaten
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Vorzugsweise
wird jedoch eine Auslösung bei
Problemen in der Funktionsweise oder der Erkennung von kritischen
Zuständen
der elastischen Kupplung angestrebt. Die andere Möglichkeit
besteht darin, die Datenübertragung
zwischen der Schnittstelle 7 und dem Auswert- und/oder Überwachungs- und/oder
Kontrollsystem 21 jeweils nur auf ausdrücklichen Wunsch des Herstellers
durch das Vorliegen einer entsprechenden, auf die Herstellung der
Verbindung erzielenden Größe, beispielsweise
eines entsprechenden Rufsignals, für eine Telekommunikationseinrichtung
auszulösen.
Wie bereits ausgeführt,
erfolgt die Verbindung zwischen dem Auswert- und/oder Überwachungs-
und/oder Kontrollsystem 21 und der Schnittstelle 7 über die Übertragungsstrecke
vorzugsweise drahtlos oder über
eine Leitungsverbindung. Bei drahtloser Datenübertragung kann die Verbindung
beispielsweise über
eine Funktelefonverbindung via GSM realisiert werden. Bei dieser Art
der Verbindung handelt es sich um ein durch Schall vermitteltes Übertragungsverfahren,
bei dem ein Übertragungskanal
zwischen den beiden Teilnehmern fest aufgebaut wird. Eine weitere
Möglichkeit zur
Ausführung
einer drahtlosen Direktverbindung besteht in der Nutzung von paketvermittelten
Diensten, beispielsweise dem sogenannten GPRS. Bei diesem kann zwischen
verbindungsorientierten und verbindungslosen Diensten unterschieden
werden. Bei den von GPRS unterstützten
Diensten wird zwischen den nachfolgend genannten unterschieden:
- a) Point-to-Point-Diensten
- b) Point-to-Multipoint-Diensten.
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Andere
Ausführungen
sind denkbar.
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Verdeutlichen
die 1a den Grundaufbau einer erfindungsgemäß erforderlichen
Minimalkonfiguration sowie die 1b bis 1e Möglichkeiten der
Erfassung und Weiterverarbeitung der Daten, zeigt 2 eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Ausführung gemäß 1b. Alle
Ausführungen
umfassen vorzugsweise eine integrierte Energieversorgungseinrichtung 26.
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Die 2 verdeutlicht
anhand eines Axialschnittes durch eine elastische Kupplung 2 die
Ausführung
der Einrichtung 6 zur wenigstens mittelbaren Erfassung
einer die Betriebsweise der elastischen Kupplung 2 wenigstens
mittelbar beschreibenden Größe gemäß 1b.
Die elastische Kupplung 2 umfasst hier ein erstes Kupplungselement 3 und
mindestens ein zweites Kupplungselement 4, die über Mittel 5 zur
Feder- und/oder Dämpfungskupplung wenigstens
mittelbar miteinander gekoppelt sind. Die Mittel 5 umfassen
im dargestellten Fall mindestens ein elastisches Element, insbesondere
ein Elastomer 22. Die Einrichtung 6 umfasst hier ein
Tragesystem 23, welches wenigstens mittelbar drehfest mit
der elastischen Kupplung 2 gekoppelt ist. Die Anordnung erfolgt
in axialer Richtung betrachtet im Bereich der axialen Erstreckung
der elastischen Kupplung 2 und im Bereich der Rotationsachse
R. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Mittel 15 zur
Datenaufnahme, welche im dargestellten Fall in Form eines Drehgebers 24 ausgeführt sind,
koaxial zur Rotationsachse R, d. h. in der Achse der elastischen
Kupplung 2 liegend, d. h. in axialer Richtung in einer
Ebene mit der axialen Erstreckung der elastischen Kupplung 2. Diese
umschließt
dazu einen Hohlraum, indem die einzelnen Kupplungselemente 3 und 4 als
Hohlwellen ausgeführt
sind. Im Hohlraum ist dann die Einrichtung 6 integriert.
Dazu kann diese als Fliehkraftsensor oder aber Drehzahlsensor ausgeführt sein.
Dieser Drehgeber ist mit dem Tragsystem 23 drehfest gekoppelt,
während
wiederum das Tragsystem 23 mit der elastischen Kupplung 2 drehfest
verbunden ist. Die Kopplung des Drehgebers 24 mit dem Tragsystem 23 erfolgt
im dargestellten Fall beispielsweise über eine Wellenkupplung 25.
Andere Ausführungen sind
denkbar. Die Wellenkupplung 25 ermöglicht jedoch ein leichtes
Lösen und
Verbinden. Ferner ist dem Drehgeber 24 eine Sendeeinrichtung 11 zugeordnet.
Diese ist am Umfang des Drehgebers 24 vorzugsweise angeordnet,
d. h. exzentrisch zur Rotationsachse R. Um den Betrieb der Sendeeinrichtung 11 zu
gewährleisten,
ist ferner eine Energieversorgungseinrichtung 26 in Form
eines Akkus 27 vorgesehen, welcher ebenfalls am Tragsystem 23 angeordnet
sind. Akku 27 und Sendeeinrichtung 11 sind derart
aufgebaut und ausgeführt,
dass bei mitrotierender Einrichtung der Schwerpunkt der Einrichtung 6 immer
noch auf der Rotationsachse der Kupplung 2 liegt. Das Tragelement 23 umfasst
dabei ein glockenförmiges
Gehäuse 28,
welches den Drehgeber 24 sowie die Energieversorgungseinrichtung 26 und die
Sendeeinrichtung 11 in Umfangsrichtung umschließt bzw.
hinsichtlich ihrer Lage fixiert. Dies gilt ferner für die Anordnung
in axialer Richtung.
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Das
Tragsystem 23 umfasst des weiteren ein scheibenförmiges Element 29,
welches mit der elastischen Kupplung 2 drehfest verbunden
ist, insbesondere den Mitteln 5 zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung
und dem glockenförmigen
Gehäuseteil 28. Denkbar
ist es auch, den glockenförmigen
Gehäuseteil 28 ortsfest
zu belassen und nur den Geber 24 mit den rotierenden Elementen
zu koppeln, wobei in diesem Fall das Tragsystem einen rotierenden
und einen ruhenden Bestandteil umfasst, die beispielsweise über eine
Drehdurchführung
miteinander verbunden sind.
-
Das
erste Kupplungselement 3 und das zweite Kupplungselement 4 sind
in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Über die
Mittel 5 zur Feder- und/oder
Dämpfungskopplung
werden zum einen Drehmomente übertragen
und ferner Drehschwingungen und Lageabweichungen der einzelnen Kupplungselemente 3, 4 voneinander
kompensiert. Im dargestellten Fall erfolgt die drehfeste Anbindung
der Einrichtung 6 über
Befestigungselemente, beispielsweise schematisiert nur wiedergegeben über Schraubverbindungen
an den Mitteln 5 zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung 5 sowie
dem zweiten Kupplungselement 4.
-
Die 3 verdeutlicht
demgegenüber
eine Weiterentwicklung gemäß 2.
Bei dieser ist die Einrichtung zur Erfassung wenigstens die Betriebsweise
der elastischen Kupplung wenigstens zwei wenigstens mittelbar beschreibenden
Größen als
Steuereinrichtung 19 ausgeführt. Diese umfasst die Mittel zur
Datenaufnahme 15 sowie eine Speichereinheit 18 und
eine Schnittstelle 7, über
die das Auslesen der Daten erfolgt. In diesem Fall kann die gesamte Einrichtung
in das Tragsystem 23 integriert sein und durch Herausnahme
dieser aus der elastischen Kupplung 2 herausnehmbar sein.
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- 1
- System
zur Ermittlung von Betriebsdaten
- 2
- Elastische
Kupplung
- 3
- erstes
Kupplungselement
- 4
- zweites
Kupplungselement
- 5
- Mittel
zur Feder- und/oder Dämpfungskopplung
- 6
- Einrichtung
zur Erfassung wenigstens einer die Betriebsweise der
-
- elastischen
Kupplung wenigstens mittelbar beschreibenden Größe
- 7
- Schnittstelle
- 8
- Mittel
zum Auslesen der die Betriebsweise der elastischen Kupplung
-
- wenigstens
mittelbar beschreibenden Größen
- 9
- Mittel
zur Datenübertragung
- 10
- Mittel
zur drahtlosen Datenübertragung
- 11
- Sendeeinrichtung
- 12
- externe
Empfangseinrichtung
- 13
- Empfangseinrichtung
- 14
- Telekommunikationseinrichtung
- 15
- Mittel
zur Datenaufnahme
- 16
- Anschlusseinrichtung
- 17
- externe
Ausleseeinrichtung
- 18
- Speichereinheit
- 19
- Steuereinrichtung
- 20
- Mittel
zur seriellen Datenübertragung
- 21
- Überwachungs-
und/oder Kontrollsystem
- 22
- elastisches
Element
- 23
- Tragsystem
- 24
- Drehgeber
- 25
- Wellenkupplung
- 26
- Energieversorgungseinrichtung
- 27
- Akku
- 28
- glockenförmiges Gehäuse
- 29
- scheibenförmiges Element
- 30
- Geber
- 31
- Sensor
- 32
- Auslesegerät