DE102008060191B4 - Measuring device for detecting rotational movements of a shaft - Google Patents

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Abstract

Messeinrichtung (1) zum Erfassen von Drehbewegungen einer Welle mit • einer drehbewegungsabhängig beaufschlagten Sensoreinrichtung mit mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler (3), der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht, • einem aus den Drehbewegungen Energie gewinnenden Energiesammler (36) und • einer von dem Energiesammler (36) mit Betriebsenergie versorgten elektronischen Schaltungseinrichtung (29), dadurch gekennzeichnet, dass • der mindestens eine mechanisch-elektrischen Wandler (3) eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist, wobei die bei jeweils einer Umdrehung der Welle auf die seismische Masse ausgeübte Schwerkraft der Zentrifugalkraft einmal entgegenwirkt und zum anderen zu der Zentrifugalkraft sich addiert, wodurch bei Drehbewegungen der Welle eine sinusförmige Spannung erzeugt wird, • der Energiesammler (36) mindestens einen weiteren mechanisch-elektrischen Wandler enthält, der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht und eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist, und • die sich mit der Welle drehende elektronische Schaltungseinrichtung...Measuring device (1) for detecting rotary movements of a shaft with • a sensor device which is acted upon in a manner dependent on the rotary movement and has at least one mechanical-electrical converter (3) which rotates with the horizontally oriented shaft, • an energy collector (36) which gains energy from the rotary movements and • one electronic circuit device (29) supplied with operating energy by the energy collector (36), characterized in that • the at least one mechanical-electrical transducer (3) has a seismic mass which is arranged to be movable radially to the shaft, with the rotation of the shaft upon each rotation of the shaft Seismic mass counteracts the force of gravity of the centrifugal force and adds to the centrifugal force, whereby a sinusoidal voltage is generated when the shaft rotates, • The energy collector (36) contains at least one further mechanical-electrical converter, which is aligned with the horizontally hteten shaft rotates and has a seismic mass movable radially to the shaft, and • the electronic circuit device rotating with the shaft ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zum Erfassen von Drehbewegungen einer Welle mit einer drehbewegungsabhängig beaufschlagten Sensoreinrichtung mit mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler, der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht, einem aus den Drehbewegungen Energie gewinnenden Energiesammler und einer von dem Energiesammler mit Betriebsenergie versorgten elektronischen Schaltungseinrichtung.The invention relates to a measuring device for detecting rotational movements of a shaft with a rotation-dependent acted upon sensor device with at least one mechanical-electrical converter which rotates with the horizontal shaft, one from the rotational movements energy winning energy collector and powered by the energy collector with operating power electronic circuit device ,

Eine Messeinrichtung dieser Art ist aus der Veröffentlichung DE 37 90 474 T1 der deutschen Übersetzung der internationalen Anmeldung WO 88/01416 bekannt. Bei dieser bekannten Messeinrichtung wird als mechanisch-elektrischer Wandler ein Tachometer verwendet, der sich mit der Welle dreht und die Drehbewegungen der Welle erfasst. Der Tachometer weist eine Anordnung mit zwei durch Klammern gehaltene Gewichte auf, die bei Drehbewegungen der Welle durch die Zentrifugalkraft eine Feder mehr oder weniger stark zusammen drücken, was zur Messung der Drehbewegungen ausgenutzt wird.A measuring device of this kind is from the publication DE 37 90 474 T1 the German translation of the international application WO 88/01416 known. In this known measuring device, a tachometer is used as a mechanical-electrical converter, which rotates with the shaft and detects the rotational movements of the shaft. The tachometer has an arrangement with two weights held by clamps, which press a spring more or less together during rotational movements of the shaft by the centrifugal force, which is used to measure the rotational movements.

Bei einer anderen, aus der britischen Patentanmeldung GB 2 138 609 A bekannten Messeinrichtung weist die Sensoreinrichtung eine als Klinkenrad ausgebildete Scheibe auf, die fest auf der Welle angebracht ist, deren Drehbewegungen erfasst werden sollen; mit der Scheibe wirkt ein Stab zusammen, der außen am Klinkenrad anliegt und bei einer Drehbewegung des Klinkenrades durch die äußere Kontur des Klinkenrades jeweils nacheinander zunächst nach außen ausgelenkt wird, um danach an einer steilen Zahnflanke wieder nach innen zurück zu fallen. Diese Schwenkbewegungen des Stabes werden mittels eines Magneten erfasst, der an einem Ende des Stabes angebracht ist und sich in einer Spule hin und her bewegt. Die dadurch induzierte Spannung wird mittels eines Leistungsdetektors als Energiesammler zur Sicherstellung der Energieversorgung der bekannten Messeinrichtung verwendet. Außerdem wird die induzierte Spannung als Messsignal in einer Schaltungselektronik ausgewertet, wobei die Energieversorgung für die Schaltungselektronik durch den Leistungsdetektor sichergestellt wird.In another, from the British patent application GB 2 138 609 A known measuring device, the sensor device has a disk designed as a ratchet wheel, which is fixedly mounted on the shaft whose rotational movements are to be detected; with the disk, a rod cooperates, which rests externally on the ratchet and is deflected in each case at first during a rotational movement of the ratchet wheel through the outer contour of the ratchet wheel to the outside, and then fall back on a steep tooth flank back inside. These pivotal movements of the rod are detected by means of a magnet which is attached to one end of the rod and reciprocates in a coil. The voltage induced thereby is used by means of a power detector as an energy collector to ensure the power supply of the known measuring device. In addition, the induced voltage is evaluated as a measurement signal in a circuit electronics, wherein the power supply for the circuit electronics is ensured by the power detector.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung der eingangs angegebenen Art konstruktiv vergleichsweise einfach und verschließfrei auszugestalten.The invention has for its object to design a measuring device of the type specified structurally comparatively simple and seal-free.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist bei einer Messeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß der mindestens eine mechanisch-elektrische Wandler eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse auf, wobei die bei jeweils einer Umdrehung der Welle auf die seismische Masse ausgeübte Schwerkraft der Zentrifugalkraft einmal entgegenwirkt und zum anderen zu der Zentrifugalkraft sich addiert, wodurch bei Drehbewegungen der Welle eine sinusförmige Spannung erzeugt wird; 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 specified according to the invention, the at least one mechanical-electrical converter to a radially movably arranged seismic mass on the shaft, wherein the force exerted on the seismic mass in each case one revolution of the shaft gravity of the centrifugal force counteracts once and another is added to the centrifugal force, whereby a sinusoidal voltage is generated during rotational movements of the shaft; 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. 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.A significant advantage of the measuring device according to the invention is that in her at least one mechanical-electrical converter rotates with the shaft, so it is firmly connected, so that wear can not occur. Another advantage is seen in the use of a radio unit that can easily transmit rotational movement measurements from the meter to the outside. In addition, the measuring device according to the invention requires no stationary support.

Bei einer weiteren Lösung der oben angegebenen Aufgabe weist bei einer Messeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß der mindestens eine mechanisch-elektrische Wandler eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse auf, wobei die bei jeweils einer Umdrehung der Welle auf die seismische Masse ausgeübte Schwerkraft der Zentrifugalkraft einmal entgegenwirkt und zum anderen zu der Zentrifugalkraft sich addiert, wodurch bei Drehbewegungen der Welle eine sinusförmige Spannung erzeugt wird; mit dem mechanisch-elektrischen Wandler ist mechanisch und elektrisch einerseits der Energiesammler und andererseits die eine Funkeinheit enthaltende elektronische Schaltungseinrichtung verbunden.In a further solution of the above-mentioned object, in a measuring device of the type specified according to the invention, the at least one mechanical-electrical converter to a radially movably arranged seismic mass to the shaft, wherein the force exerted on the seismic mass in each case one revolution of the shaft gravity of the centrifugal force once counteracts and adds to the other to the centrifugal force, whereby a sinusoidal voltage is generated during rotational movements of the shaft; with the mechanical-electrical converter is mechanically and electrically on the one hand the energy collector and on the other hand connected to a radio unit containing electronic circuit device.

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.In addition to the above-mentioned advantages of a solution according to the invention, the further solution according to the invention has the advantage that in principle it manages only with a mechanical-electrical converter.

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.In the measuring device according to the invention mechanical-electrical converter of different design can be used. It is considered particularly advantageous if the mechanical-electrical converter is an inductive converter with a seismic mass in the form of a magnet which is held radially to the shaft resiliently within an electrical coil. Such a converter is not only easy to produce, but also easy to install.

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.In another advantageous embodiment, the mechanical-electrical converter is a piezoelectric transducer with a radial deflectable mounted seismic mass. Such a converter is known per se and also easy to install. In addition, such a converter could be made micromechanical.

Um eine Unwucht der erfindungsgemäßen Messeinrichtung zu vermeiden, kann diametral zu dem mechanisch-elektrischen Wandler eine 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, diametrically opposed to the mechanical-electrical converter a balancing mass can be firmly connected to 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 determine the position of the shaft in addition to the speed.

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 Weile verbunden ist. Die Montage des Wandlers ist dann sehr einfach.Particularly advantageously, the measuring device according to the invention is then constructed when the at least one mechanical-electrical converter is located on a vertically aligned disc, which is firmly connected to the horizontally aligned while. The installation of the converter is then very simple.

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.Such a configuration is particularly advantageous when a plurality of mechanical-electrical converter are arranged in pairs diametrically opposite each other on the disc unbalance. In this case, the power supply is particularly well ensured and the determination of the speed of the shaft and its position can be determined very accurately, 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.It is also considered to be advantageous if, in the measuring device according to the invention, the energy collector and the radio unit are arranged without unbalance on a further vertically aligned disk which is firmly connected to the shaft. It is particularly advantageous if the discs are designed in the manner of a printed circuit board and have radial recesses with which they are pushed onto the shaft; If the radial recesses of the two disks are arranged diametrically opposite one another, then a design unbalanced in one plane is obtained, which permits attachment of the disks also in a central region of the shaft and not only at its end.

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 this context, it is also advantageous if a two-part, annular disc-supporting body is provided, which is joined together by means of screws and thereby clamped to the shaft. As a result, a total measuring device is provided which is easy to attach not only at the end of a shaft, but also between bearings of the shaft.

Vorteilhaft ist des ferner, wenn bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung in dem ringförmigen Scheiben-Tragkörper einander diametral gegenüber liegend jeweils ein Hilfsenergiespeicher angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if, in the case of the measuring device according to the invention, an auxiliary energy store is arranged diametrically opposite one another in the annular disk carrier body.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist inFor further explanation of the invention is in

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messeinrichtung nach Art einer Sprengzeichnung, in 1 an embodiment of the measuring device according to the invention in the manner of an explosive drawing, in

2 ein Ausführungsbeispiel eines mechanisch-elektrischen Wandlers in Form eines induktiven Wandlers, in 2 an embodiment of a mechanical-electrical transducer in the form of an inductive transducer, in

3 ein Ausführungsbeispiel für die elektrische Schaltung der in 1 dargestellten Messeinrichtung und in 3 an embodiment of the electrical circuit of in 1 shown measuring device and in

4 das Ausführungsbeispiel nach 1 in zusammen geschraubtem Zustand dargestellt. 4 the embodiment according to 1 shown screwed together.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1, die unter anderem eine Scheibe 2 aufweist. Auf der Scheibe 2 sind mehrere mechanisch-elektrische Wandler 3 mit jeweils einer seismischen Masse so angeordnet, dass sie eine unwuchtfreie Anordnung auf der Scheibe 2 bilden. Dabei sind jeweils zwei mechanisch-elektrische Wandler 3 auf einem Radialstrahl hintereinander angeordnet; diametral gegenüber ist jeweils ein weiteres Paar von mechanisch-elektrischen Wandlern auf der Scheibe 2 vorgesehen.The 1 shows an embodiment of the measuring device according to the invention 1 including a disc 2 having. On the disc 2 are several mechanical-electrical converters 3 each with a seismic mass arranged so that they have a non-unbalanced arrangement on the disc 2 form. In each case, two mechanical-electrical converter 3 arranged one behind the other on a radial jet; diametrically opposite each other is another pair of mechanical-electrical transducers on the disc 2 intended.

Jeder dieser mechanisch-elektrischen Wandler 3 kann als ein induktiver Wandler ausgeführt sein, wie er in der 2 gezeigt und unten näher beschrieben ist. Es kommt auch ein Einsatz von piezo-elektrischen Wandlern in Frage, die mit einer seismischen Masse versehen sind.Each of these mechanical-electrical converters 3 can be designed as an inductive converter, as in the 2 shown and described in more detail below. It is also an application of piezoelectric transducers in question, which are provided with a seismic mass.

Die Scheibe 2 ist ferner mit einem radialen Schlitz 4 versehen, der es gestattet, die Scheibe 2 von der Seite her auf eine nicht gezeigte Welle aufzuschieben, deren Drehbewegungen erfasst werden sollen. Die Scheibe 2 kann daher nicht nur an einem Ende der nicht gezeigten Welle angebracht werden, sondern auch ohne weiteres in einem mittleren Bereich zwischen zwei Lagerstellen der Welle.The disc 2 is also with a radial slot 4 provided that allows the disc 2 to postpone from the side on a wave, not shown, whose rotational movements are to be detected. The disc 2 Therefore, not only can be attached to one end of the shaft, not shown, but also readily in a central region between two bearings of the shaft.

Die Messeinrichtung 1 weist ferner eine weitere Scheibe 5 auf, die auf ihrer in der 1 nicht sichtbaren Seite einen Energiesammler und eine Schaltungsanordnung mit einer Funkeinheit trägt. Auch die weitere Scheibe 5 ist mit einem radialen Schlitz 6 versehen, um sie von der Seite her auf die nicht dargestellte Welle aufschieben zu können. Sowohl die eine Scheibe 2 als auch die weitere Scheibe 5 sind aus einem Material hergestellt, wie es für gedruckte Leiterplatten verwendet wird, und tragen dementsprechend in der 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Leiterbahnen. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Elementen auf den Leiterbahnen 2 und 5 sind durch ebenfalls in der 1 nicht gezeigte Leitungen vorgenommen.The measuring device 1 also has another disc 5 on her in the 1 invisible side carries an energy collector and a circuit arrangement with a radio unit. Also the other disc 5 is with a radial slot 6 provided to push from the side on the shaft, not shown. Both the one disc 2 as well as the other disc 5 are made of a material as used for printed circuit boards, and accordingly carry in the 1 the sake of clarity, not shown interconnects. The electrical connections between the elements on the tracks 2 and 5 are also in the 1 not shown lines made.

Die Scheiben 2 und 5 sind auf die nicht dargestellte Welle hinsichtlich der Ausrichtung ihrer Schlitze 4 und 6 so aufgebracht, wie es in der 1 gezeigt ist, um einen unwuchtfreien Aufbau zu gewinnen. Entsprechendes gilt für die Anordnung des Energiesammlers und der Schaltungsanordnung mit der Funkeinheit.The disks 2 and 5 are on the unillustrated wave with regard to the alignment of their slots 4 and 6 as upset as it is in the 1 is shown to gain an unbalanced construction. The same applies to the arrangement of the energy collector and the circuit arrangement with the radio unit.

Die Messeinrichtung 1 weist ferner einen Scheiben-Tragkörper auf, der aus zwei Teilen 7 und 8 besteht. Beide Teile 7 und 8 des Scheiben-Tragkörpers weisen Flanschansätze 9 bzw. 10 auf, die die nicht dargestellte Welle im montierten Zustand umgreifen. Die beiden Teile 7 und 8 des Scheiben-Tragkörpers werden mittels Schrauben 11 auf der nicht gezeigten Welle fest verspannt. Die Teile 7 und 8 weisen jeweils einen Hilfsenergiespeicher 12 bzw. 13 auf.The measuring device 1 further comprises a disc support body consisting of two parts 7 and 8th consists. Both parts 7 and 8th of the disc support body have flange approaches 9 respectively. 10 on, which surround the shaft, not shown, in the mounted state. The two parts 7 and 8th of the disc support body are by means of screws 11 firmly clamped on the shaft, not shown. The parts 7 and 8th each have an auxiliary energy storage 12 respectively. 13 on.

Nachdem die Teile 7 und 8 des Scheiben-Tragkörpers auf der Welle befestigt sind, werden auf ihren Stirnseiten die Scheiben 2 und 5 festgeschraubt und damit der Aufbau der Messeinrichtung 1 komplettiert. Eine perspektivische Darstellung der zusammengebauten Messeinrichtung 1 zeigt die 4.After the parts 7 and 8th of the disc support body are mounted on the shaft, the disks are on their front sides 2 and 5 screwed down and thus the structure of the measuring device 1 completed. A perspective view of the assembled measuring device 1 show the 4 ,

In der 2 ist ein mechanisch-elektrischer Wandler in Form eines induktiven Wandlers 20 schematisch dargestellt. Der induktive Wandler 20 weist eine Spule 21 auf einem Eisenkern 22 auf. Innerhalb der Spule 21 ist ein Dauermagnet 23 als seismische Masse mittels Federn 24 und 25 so aufgehängt, dass sich der Dauermagnet 23 in Richtung der Pfeile 26 und 27 bewegen kann. Der induktive Wandler 20 ist, wenn er in einer Messeinrichtung gemäß 1 verwendet wird, auf der Scheibe 2 so angeordnet, dass er mit seiner Längsachse 28 radial ausgerichtet ist.In the 2 is a mechanical-electrical converter in the form of an inductive converter 20 shown schematically. The inductive converter 20 has a coil 21 on an iron core 22 on. Inside the coil 21 is a permanent magnet 23 as a seismic mass by means of springs 24 and 25 hung so that the permanent magnet 23 in the direction of the arrows 26 and 27 can move. The inductive converter 20 if he is in a measuring device according to 1 is used on the disc 2 arranged so that it is with its longitudinal axis 28 is radially aligned.

Unabhängig davon, ob in der Messeinrichtung 1 mechanisch-elektrische Wandler 3 in Form von induktiven oder piezo-elektrischen Wandlern eingesetzt werden, wird von ihnen bei der Drehbewegung der nicht dargestellten Welle eine Spannung erzeugt, die sinusförmig verläuft, weil bei jeweils einer Umdrehung der Welle mit der Messeinrichtung der auf die Wandler ausgeübten Zentrifugalkraft einmal die auf die seismische Masse ausgeübte Schwerkraft entgegen wirkt und sich zum anderen zu der Zentrifugalkraft addiert.Regardless of whether in the measuring device 1 mechanical-electrical converter 3 be used in the form of inductive or piezoelectric transducers, a voltage generated by them in the rotational movement of the shaft, not shown, which runs sinusoidally, because in each case one revolution of the shaft with the measuring device of the force exerted on the transducer centrifugal force once on the seismic mass counteracts applied gravity and adds to the other to the centrifugal force.

Die 3 zeigt die gesamte elektrische Schaltung der Messeinrichtung 1 nach 1 mit der Schaltungsanordnung 29 mit der Funkeinheit. Die elektrischen Ausgänge A1 bis An der mechanisch-elektrischen Wandler 3 gemäß 1 sind mit einer Konditionierungselektronik 30 verbunden. Dieser Konditionierungselektronik 30 ist an einem Ausgang 31 ein Mikrocontroller 32 und ein Analog-Digital-Umsetzer 33 der Schaltungsanordnung 29 nachgeordnet. In diesen werden die elektrischen Signale am Ausgang der Konditionierungselektronik 30 so verarbeitet, dass an einem Eingang 34 einer Funkeinheit 35 mit Antennen Signale anstehen, die ein Maß für die Drehbewegung darstellen, wobei unter Drehbewegung sowohl die Drehzahl als auch die Winkelstellung der Welle gemeint ist.The 3 shows the entire electrical circuit of the measuring device 1 to 1 with the circuit arrangement 29 with the radio unit. The electrical outputs A1 to An of the mechanical-electrical converter 3 according to 1 are with a conditioning electronics 30 connected. This conditioning electronics 30 is at an exit 31 a microcontroller 32 and an analog-to-digital converter 33 the circuit arrangement 29 downstream. In these, the electrical signals at the output of the conditioning electronics 30 so processed that at an entrance 34 a radio unit 35 With antennas pending signals that represent a measure of the rotational movement, wherein by rotational movement, both the speed and the angular position of the shaft is meant.

Zur Energieversorgung des Mikrocontrollers 32, des Analog-Digital-Umsetzers 33 und der Funkeinheit 35 dient ein Energiesammler 36, der eingangsseitig mit der Konditionierelektronik 30 verbunden ist.To power the microcontroller 32 , the analog-to-digital converter 33 and the radio unit 35 serves an energy collector 36 , the input side with the conditioning electronics 30 connected is.

Claims (13)

Messeinrichtung (1) zum Erfassen von Drehbewegungen einer Welle mit • einer drehbewegungsabhängig beaufschlagten Sensoreinrichtung mit mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler (3), der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht, • einem aus den Drehbewegungen Energie gewinnenden Energiesammler (36) und • einer von dem Energiesammler (36) mit Betriebsenergie versorgten elektronischen Schaltungseinrichtung (29), dadurch gekennzeichnet, dass • der mindestens eine mechanisch-elektrischen Wandler (3) eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist, wobei die bei jeweils einer Umdrehung der Welle auf die seismische Masse ausgeübte Schwerkraft der Zentrifugalkraft einmal entgegenwirkt und zum anderen zu der Zentrifugalkraft sich addiert, wodurch bei Drehbewegungen der Welle eine sinusförmige Spannung erzeugt wird, • der Energiesammler (36) mindestens einen weiteren mechanisch-elektrischen Wandler enthält, der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht und eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist, und • die sich mit der Welle drehende elektronische Schaltungseinrichtung (29) eine Funkeinheit (35) enthält.Measuring device ( 1 ) for detecting rotational movements of a shaft with a rotational movement-dependent acted upon sensor device with at least one mechanical-electrical converter ( 3 ) turning with the level shaft, • an energy collector who gains energy from the rotational movements ( 36 ) and • one of the energy collector ( 36 ) supplied with operating power electronic circuit device ( 29 ), characterized in that • the at least one mechanical-electrical converter ( 3 ) has a seismic mass arranged to be movable radially with respect to the shaft, wherein the gravitational force exerted on the seismic mass in each rotation of the shaft once counteracts the centrifugal force and adds to the centrifugal force, whereby a sinusoidal tension is generated during rotational movements of the shaft, the energy collector ( 36 ) contains at least one further mechanical-electrical converter which rotates with the horizontal shaft and has a seismic mass arranged movably radially to the shaft, and the electronic circuit device rotating with the shaft ( 29 ) a radio unit ( 35 ) contains. Messeinrichtung (1) zum Erfassen von Drehbewegungen einer Welle mit • einer drehbewegungsabhängig beaufschlagten Sensoreinrichtung mit mindestens einem mechanisch-elektrischen Wandler (3), der sich mit der waagerecht ausgerichteten Welle dreht, • einem aus den Drehbewegungen Energie gewinnenden Energiesammler (36) und • einer von dem Energiesammler (36) mit Betriebsenergie versorgten elektronischen Schaltungseinrichtung (29), dadurch gekennzeichnet, dass • der mindestens eine mechanisch-elektrische Wandler (3) eine radial zur Welle beweglich angeordnete seismische Masse aufweist, wobei die bei jeweils einer Umdrehung der Welle auf die seismische Masse ausgeübte Schwerkraft der Zentrifugalkraft einmal entgegenwirkt und zum anderen zu der Zentrifugalkraft sich addiert, wodurch bei Drehbewegungen der Welle eine sinusförmige Spannung erzeugt wird, und • mit dem mechanisch-elektrischen Wandler (3) mechanisch und elektrisch einerseits der Energiesammler (36) und andererseits die eine Funkeinheit (35) aufweisende elektronische Schaltungseinrichtung (29) verbunden ist.Measuring device ( 1 ) for detecting rotational movements of a shaft with a rotational movement-dependent acted upon sensor device with at least one mechanical-electrical converter ( 3 ), which rotates with the horizontal wave, • an energy collector that gains energy from the rotational movements ( 36 ) and • one of the energy collector ( 36 ) supplied with operating power electronic circuit device ( 29 ), characterized in that • the at least one mechanical-electrical converter ( 3 ) having a radially arranged to the shaft seismic mass, wherein the force exerted on the seismic mass in each case one revolution of the centrifugal force counteracts the centrifugal force once and adds to the other to the centrifugal force, whereby a sinusoidal voltage is generated during rotational movements of the shaft, and • with the mechanical-electrical converter ( 3 ) mechanically and electrically on the one hand the energy collector ( 36 ) and, on the other hand, the one radio unit ( 35 ) having electronic circuit device ( 29 ) connected is. Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass • der mechanisch-elektrische Wandler ein induktiver Wandler (20) mit einer seismischen Masse in Form eines Magneten (23) ist, der radial zur Welle federnd innerhalb einer elektrischen Spule (21) gehalten ist.Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that • the mechanical-electrical converter is an inductive converter ( 20 ) with a seismic mass in the form of a magnet ( 23 ) which is radially resilient to the shaft within an electrical coil ( 21 ) is held. Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass • der mechanisch-elektrische Wandler ein piezoelektrischer Wandler mit einer radial auslenkbar angebrachten seismischen Masse ist.Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that • The mechanical-electrical converter is a piezoelectric transducer with a radially deflectable mounted seismic mass. Messeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • dem mindestens einen mechanisch-elektrischen Wandler (3) diametral gegenüber in Bezug auf die Welle ein ergänzender mechanisch-elektrischer Wandler sich mit der Welle drehend angeordnet ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that • the at least one mechanical-electrical converter ( 3 ) diametrically opposite with respect to the shaft, a supplemental mechanical-electrical converter is arranged to rotate with the shaft. Messeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass • sich der mindestens eine mechanisch-elektrische Wandler (3) auf einer senkrecht ausgerichteten Scheibe (2) befindet, die fest mit der waagerecht ausgerichteten Welle verbunden ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that • the at least one mechanical-electrical converter ( 3 ) on a vertically oriented disk ( 2 ), which is firmly connected to the horizontal shaft. Messeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass • mehrere mechanisch-elektrische Wandler (3) jeweils paarweise einander diametral gegenüber auf der Scheibe (2) unwuchtfrei angeordnet sind.Measuring device according to claim 6, characterized in that • a plurality of mechanical-electrical transducers ( 3 ) in pairs diametrically opposite each other on the disc ( 2 ) are arranged without imbalance. Messeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass • der Energiesammler (36) und die Funkeinheit (35) auf einer weiteren senkrecht ausgerichteten Scheibe (5) unwuchtfrei angeordnet sind, die fest mit der Welle verbunden ist.Measuring device according to claim 6 or 7, characterized in that • the energy collector ( 36 ) and the radio unit ( 35 ) on another vertically oriented disc ( 5 ) are arranged without imbalance, which is firmly connected to the shaft. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass • die Scheiben (2, 5) nach Art gedruckter Leiterplatten ausgeführt sind.Measuring device according to one of claims 6 to 8, characterized in that • the discs ( 2 . 5 ) are executed on the type of printed circuit boards. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass • die Scheiben (2, 5) radiale Schlitze (4, 6) zum Umgreifen der Welle aufweisen.Measuring device according to one of claims 6 to 9, characterized in that • the discs ( 2 . 5 ) radial slots ( 4 . 6 ) to encompass the shaft. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass • ein zweigeteilter, ringförmiger Scheiben-Tragkörper (7,8) vorgesehen ist, der mittels Schrauben (11) zusammen gefügt und dabei mit der Welle verspannt ist.Measuring device according to one of claims 6 to 10, characterized in that • a two-part, annular disk support body ( 7 . 8th ) provided by means of screws ( 11 ) joined together while braced with the shaft. Messeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass • die eine und die weitere Scheibe (2, 5) beiderseits außen an dem ringförmigen Scheiben-Tragkörper (7, 8) angebracht sind.Measuring device according to claim 11, characterized in that • the one and the further disc ( 2 . 5 ) on both sides outside of the annular disc-supporting body ( 7 . 8th ) are mounted. Messeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass • in dem ringförmigen Scheiben-Tragkörper (7, 8) einander diametral gegenüber liegend jeweils ein Hilfsenergiespeicher (12, 13) angeordnet ist.Measuring device according to claim 11 or 12, characterized in that • in the annular disc-supporting body ( 7 . 8th ) lying diametrically opposite one another each auxiliary energy storage ( 12 . 13 ) is arranged.
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