DE102008060191A1 - Measuring device for detecting rotary motion of shaft, has accumulator comprising mechanical-electrical converter rotated with shaft, where converter comprises seismic mass, and circuit device rotated with shaft and containing radio unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zum Erfassen von Drehbewegungen einer Welle mit einer drehbewegungsabhängig beaufschlagten Sensoreinrichtung, einem aus den Drehbewegungen Energie gewinnenden Energiesammler und einer von dem Energiesammler mit Betriebsenergie versorgten elektronischen Schaltungseinrichtung.The The invention relates to a measuring device for detecting rotational movements a shaft with a rotational movement dependent acted upon Sensor device, one of the rotational movements energy gaining Energy collector and one of the energy collector with operating power supplied electronic circuit device.
Eine
Messeinrichtung dieser Art ist aus der britischen Patentanmeldung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung der eingangs angegebenen Art konstruktiv vergleichsweise einfach und verschließfrei auszugestalten.Of the Invention is based on the object, a measuring device of the above specified type constructively comparatively simple and seal-free embody.
Zur
Lösung dieser Aufgabe enthält bei einer Messeinrichtung
der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die
Sensoreinrichtung mindestens einen mechanisch-elektrischen Wandler,
der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht und eine radial
zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist;
der
Energiesammler enthält mindestens einen weiteren mechanisch-elektrischen
Wandler, der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht
und eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse
aufweist, und die elektronische Schaltungseinrichtung enthält
eine sich mit der Welle drehende Funkeinheit.To solve this problem, in a measuring device of the type described above, the sensor device according to the invention comprises at least one mechanical-electrical converter which rotates with the horizontal shaft and has a radially arranged to the shaft seismic mass;
the energy collector contains at least one further mechanical-electrical converter which rotates with the horizontal shaft and has a seismic mass arranged radially to the shaft, and the electronic circuit device contains a radio unit rotating with the shaft.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Messeinrichtung besteht darin, dass sich bei ihr der mindestens eine mechanisch-elektrische Wandler mit der Welle dreht, mit dieser also fest verbunden ist, so dass ein Verschleiß nicht auftreten kann; darüber hinaus ist der Verbindung dieses Wandlers mit der Welle einfach, weil es nur auf eine mechanische Entsprechendes gilt hinsichtlich des weiteren mechanisch-elektrischen Wandlers. Ein weiterer Vorteil wird in der Verwendung einer Funkeinheit gesehen, mit der auf einfache Weise Drehbewegungsmesswerte von der Messeinrichtung nach außen übertragen werden können. Außerdem benötigt die erfindungsgemäße Messeinrichtung keine ortsfeste Halterung.One significant advantage of the measuring device according to the invention is that at least one mechanical-electrical Transducer rotates with the shaft, so it is firmly connected, so that wear can not occur; about that addition, the connection of this transducer to the wave is simple, because it only applies to a mechanical equivalent with regard to the further mechanical-electrical converter. Another advantage is seen in the use of a radio unit with the simple Rotary motion measurements are transmitted from the measuring device to the outside can. In addition, the invention requires Measuring device no fixed bracket.
Bei einer weiteren Lösung der oben angegebenen Aufgabe enthält bei einer Messeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die Sensoreinrichtung mindestens einen mechanisch-elektrischen Wandler, der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht und eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist, und mit dem mechanisch-elektrischen Wandler ist mechanisch und elektrisch einerseits der Energiesammler und andererseits die eine Funkeinheit enthaltende elektronische Schaltungseinrichtung verbunden.at another solution of the above task in a measuring device of the type specified according to the invention, the sensor device at least one mechanical-electrical converter that deals with the level shaft rotates and one radially to the shaft having movably arranged seismic mass, and with the mechanical-electrical Transducer is mechanically and electrically on the one hand the energy collector and on the other hand, the electronic unit containing a radio unit Circuit device connected.
Außer den oben aufgezeigten Vorteilen der einen erfindungsgemäßen Lösung hat die weitere erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass sie prinzipiell nur mit einem mechanisch-elektrischen Wandler auskommt.Except the above-indicated advantages of the invention Solution has the further invention Solution the advantage that they are in principle only one mechanical-electrical converter manages.
Bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung können mechanisch-elektrische Wandler unterschiedlicher Ausführung eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der mechanisch-elektrische Wandler ein induktiver Wandler mit einer seismischen Masse in form eines Magneten ist, der radial zur Welle federnd innerhalb einer elektrischen Spule gehalten ist. Ein solcher Wandler ist nämlich nicht nur einfach herstellbar, sondern auch leicht montierbar.at the measuring device according to the invention can mechanical-electrical converter of different design be used. It is considered particularly advantageous when the mechanical-electrical converter with an inductive transducer a seismic mass in the form of a magnet which is radial to the Shaft is resiliently held within an electrical coil. One such transducer is not only easy to produce, but also easy to assemble.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der mechanisch-elektrische Wandler ein piezoelektrischer Wandler mit einer radial auslenkbar angebrachten seismischen Masse. Ein derartiger Wandler ist für sich bekannt und ebenfalls leicht montierbar. Außerdem könnte ein solcher Wandler mikromechanisch ausgeführt werden.at In another advantageous embodiment, the mechanical-electrical Transducer is a piezoelectric transducer with a radially deflectable attached seismic mass. Such a converter is for itself known and also easy to install. In addition, could Such a converter can be made micromechanical.
Um eine Unwucht der erfindungsgemäßen Messeinrichtung zu vermeiden, kann diametral zu dem mechanisch-elektrischen Wandler einer Ausgleichsmasse mit der Welle fest verbunden sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn dem mindestens einen mechanisch-elektrischen Wandler diametral gegenüber in Bezug auf die Welle ein ergänzender mechanisch-elektrischer Wandler sich mit der Welle drehend angeordnet ist. Durch die Anordnung eines zweiten mechanisch-elektrischen Wandlers läßt sich nämlich nicht nur mehr Energie gewinnen und im Energiesammler speichern, sondern auch außer der Drehzahl auch die Position der Welle bestimmen.In order to avoid an imbalance of the measuring device according to the invention, may be fixedly connected diametrically to the mechanical-electrical converter of a balancing mass with the shaft. It is particularly advantageous, however, if the at least one mechanical-electrical converter diametrically opposite with respect to the shaft, a complementary mechanical-electrical converter is arranged to rotate with the shaft. The arrangement of a second mechanical-electrical converter can namely not only gain more energy and store in the energy collector, but also determines the position of the shaft in addition to the speed men.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Messeinrichtung dann aufgebaut, wenn sich der mindestens eine mechanisch-elektrische Wandler auf einer senkrecht ausgerichteten Scheibe befindet, die fest mit der waagerecht ausgerichteten Welle verbunden ist. Die Montage des Wandlers ist dann sehr einfach.Especially advantageous is the measuring device according to the invention then constructed when the at least one mechanical-electrical Transducer is located on a vertically oriented disc, the is firmly connected to the horizontal shaft. The Mounting the transducer is then very easy.
Eine solche Ausgestaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn mehrere mechanisch-elektrische Wandler jeweils paarweise einander diametral gegenüber auf der Scheibe unwuchtfrei angeordnet sind. In diesem Falle ist die Energieversorgung besonders gut sichergestellt und auch die Ermittlung der Drehzahl der Welle und ihre Position besonders genau bestimmbar, wenn dazu die Ausgangsgrößen aller mechanisch-elektrischen Wandler herangezogen werden.A Such a configuration is particularly advantageous if several mechanical-electrical converter in pairs diametrically opposite each other are arranged on the disc unbalance. In this case is the energy supply is particularly well ensured and also the Determining the speed of the shaft and its position very accurately determinable if the output variables of all mechanical-electrical converter are used.
Als vorteilhaft wird es auch erachtet, wenn bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung der Energiesammler und die Funkeinheit auf einer weiteren senkrecht ausgerichteten Scheibe unwuchtfrei angeordnet sind, die fest mit der Welle verbunden ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Scheiben nach Art einer gedruckten Leiterplatte ausgeführt sind und radiale Ausnehmungen haben, mit denen sie auf die Welle geschoben werden; sind dabei die radialen Ausnehmungen der beiden Scheiben diametral zueinander angeordnet, dann ist damit ein in einer Ebene unwuchtfreier Aufbau gewonnen, der eine Anbringung der Scheiben auch in einem mittleren Bereich der Welle und nicht nur an deren Ende zulässt.When Advantageously, it is also considered when in the inventive Measuring device of the energy collector and the radio unit on one another vertically aligned disc arranged unbalance are firmly connected to the shaft. It is special advantageous if the discs in the manner of a printed circuit board are executed and have radial recesses with which they be pushed onto the shaft; are the radial recesses the two discs arranged diametrically to each other, then it is an unbalanced in a level structure won the attachment the discs also in a middle area of the shaft and not only at the end permits.
In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn ein zweigeteilter, ringförmiger Scheiben-Tragkörper vorgesehen ist, der mittels Schrauben zusammen gefügt und dabei mit der Welle verspannt ist. Dadurch ist insgesamt eine Messeinrichtung geschaffen, die nicht nur an dem Ende einer Welle, sondern auch zwischen Lagerstellen der Welle leicht anbringbar ist.In In this context, it is also advantageous if a two-part, annular disk support body is provided which joined together by means of screws and thereby with the Wave is braced. This is a total of a measuring device created not only at the end of a wave, but also between bearings of the shaft is easily attached.
Vorteilhaft ist des ferner, wenn bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung in dem ringförmigen Scheiben-Tragkörper einander diametral gegenüber liegend jeweils ein Hilfsenergiespeicher angeordnet ist.Advantageous is the further, if in the inventive Measuring device in the annular disc-supporting body diametrically opposite each one auxiliary energy storage is arranged.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist into Further explanation of the invention is in
Die
Jeder
dieser mechanisch-elektrischen Wandler
Die
Scheibe
Die
Messeinrichtung
Die
Scheiben
Die
Messeinrichtung
Nachdem
die Teile
In
der
Unabhängig
davon, ob in der Messeinrichtung
Die
Zur
Energieersorgung des Mikrocontrollers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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