DE102022124934A1 - Gearbox device with temperature measurement - Google Patents

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DE102022124934A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (1) umfassend ein Gehäuse (2) und zumindest eine Getriebestufe (3) umfassend ein Großrad (4), eine Welle (5) sowie ein Ritzel (6) und eine Ritzelwelle (7), wobei die Getriebevorrichtung (1) ein Pyrometer (8) umfasst, wobei das Pyrometer (8) mittels einem Schutzrohr (9) auf eine zu messende Oberfläche der Getriebestufe (3) gerichtet ist.The invention relates to a transmission device (1) comprising a housing (2) and at least one transmission stage (3) comprising a large gear (4), a shaft (5) and a pinion (6) and a pinion shaft (7), wherein the transmission device ( 1) comprises a pyrometer (8), the pyrometer (8) being directed at a surface of the gear stage (3) to be measured by means of a protective tube (9).

Description

Die Erfindung betrifft Getriebevorrichtung umfassend ein Gehäuse und zumindest eine Getriebestufe, umfassend ein Großrad, eine Welle sowie ein Ritzel und eine Ritzelwelle. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur Zustandsüberwachung einer Getriebevorrichtung und ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Getriebevorrichtung.The invention relates to a transmission device comprising a housing and at least one transmission stage, comprising a large gear, a shaft and a pinion and a pinion shaft. The invention further relates to a system for monitoring the condition of a transmission device and a method for the safe operation of a transmission device.

Im Stand der Technik ist die DE102016010402 A1 bekannt, die eine Anordnung zur Bestimmung der Oberflächentemperatur eines Flächenabschnitts eines Zahnrades zeigt. Allerdings wird dazu eine optische Leitung aus der Welle ausgeführt. Weiterhin ist im Stand der Technik die DE1773945 A1 , die ein Sichtfenster zeigt, um das Innere von einem Getriebe oder Arbeitsraum für Messungen zugänglich zu machen. In schnelllaufenden Getrieben hat sich in der Praxis aber gezeigt, dass ein Sichtfenster durch Öl-Nebel und Schmiermittel leicht verschmutzt und eine Messung der Oberflächentemperatur an Zahnrädern erschwert.The state of the art is that DE102016010402 A1 known, which shows an arrangement for determining the surface temperature of a surface section of a gear. However, an optical line is created from the shaft. Furthermore, in the prior art the DE1773945 A1 , which shows a viewing window to make the interior of a gearbox or workspace accessible for measurements. However, in practice it has been shown in high-speed gears that a viewing window is easily contaminated by oil mist and lubricants and makes measuring the surface temperature of gears more difficult.

In heutigen Industriegetrieben werden daher meist nur die Lagertemperaturen, Öltemperaturen und Gehäusetemperaturen überwacht. Die Überwachung der Temperatur von Zahnrädern, insbesondere von den Zahnradoberflächen ist im Stand der Technik nicht möglich, bzw. nur durch entsprechende, aufwendige drahtlose Messtechnik bzw. Messtechnik mit entsprechenden verschleißbehafteten Drehdurchführungen möglich. Alle bekannten Messmethoden unterliegen diesen Methoden entsprechenden Einschränkungen wie z.B. Platzbedarf, Umfangsgeschwindigkeit etc. Insbesondere bei schnelllaufenden Turbogetrieben muss hier der Einsatz einer alternativen Messmethodik entwickelt werden.In today's industrial gearboxes, only the bearing temperatures, oil temperatures and housing temperatures are usually monitored. Monitoring the temperature of gears, in particular of the gear surfaces, is not possible in the prior art, or is only possible using appropriate, complex wireless measurement technology or measurement technology with corresponding wear-prone rotary feedthroughs. All known measurement methods are subject to restrictions corresponding to these methods, such as space requirements, peripheral speed, etc. The use of an alternative measurement method must be developed, especially for high-speed turbo transmissions.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Getriebevorrichtung mittels Pyrometer zu befähigen, die Oberflächentemperatur von der Getriebestufe zu ermitteln. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung die gemessene Oberflächentemperatur in einem System und einem Verfahren zu nutzen, um einen sicheren Betrieb der Getriebevorrichtung zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the transmission device to determine the surface temperature of the transmission stage using a pyrometer. Furthermore, it is the object of the invention to use the measured surface temperature in a system and a method in order to enable safe operation of the transmission device.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an embodiment according to the independent claim. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe erfüllt mit einer Getriebevorrichtung, die ein Pyrometer umfasst, wobei das Pyrometer mittels einem Schutzrohr auf eine zu messende Oberfläche der Getriebestufe gerichtet ist.According to the invention, the object is achieved with a gear device which comprises a pyrometer, the pyrometer being directed by means of a protective tube onto a surface of the gear stage to be measured.

Ein Pyrometer ist ein Strahlungsthermometer für Infrarot-Strahlung mit Wellenlängen von 0,7 µm bis 1000 µm. In der Praxis werden jedoch meistens nur Pyrometer zur Erfassung von Infrarotstrahlung bis 20 µm Wellenlänge eingesetzt. Für diese Erfindung haben sind Pyrometer vorteilhaft, die eine Wellenlänge von 1 µm bis 20 µm messen. Besonders vorteilhaft für diese Erfindung sind Pyrometer, die in einem Bereich von 8 µm bis 14 µm messen können. So kann eine berührungslose Temperaturmessung einer Oberfläche erreicht werden. Die genannten Pyrometer sind vorteilhaft, hinsichtlich Robustheit, Kosten und Messpräzision. Für die Messung der Oberflächentemperatur ist es wichtig, dass zwischen zu messender Oberfläche Pyrometer keine Partikel oder Gegenstände liegen. Insbesondere Schmiermittel oder Öl-Nebel können eine Messung erschweren. Luft hat jedoch nur einen geringen Einfluss auf die Messung, und der Einfluss kann besonders bei einem konstanten Abstand zwischen zu messender Oberfläche und Pyrometer weitgehend vernachlässigt werden. Der Einsatz eines Schutzrohrs hat sich daher bewährt, um Öl-Nebel und/oder andere Verunreinigungen zwischen Pyrometer und zu messender Oberfläche zu minimieren.A pyrometer is a radiation thermometer for infrared radiation with wavelengths from 0.7 µm to 1000 µm. In practice, however, only pyrometers are usually used to detect infrared radiation with a wavelength of up to 20 µm. Pyrometers that measure a wavelength of 1 µm to 20 µm are advantageous for this invention. Pyrometers that can measure in a range from 8 µm to 14 µm are particularly advantageous for this invention. In this way, a non-contact temperature measurement of a surface can be achieved. The pyrometers mentioned are advantageous in terms of robustness, costs and measurement precision. When measuring the surface temperature, it is important that there are no particles or objects between the pyrometer surface to be measured. Lubricants or oil mist in particular can make measurement difficult. However, air only has a small influence on the measurement, and the influence can be largely neglected, especially when the distance between the surface to be measured and the pyrometer is constant. The use of a protective tube has therefore proven effective in order to minimize oil mist and/or other contamination between the pyrometer and the surface to be measured.

Auch die zu messende Oberfläche hat einen Einfluss auf die Qualität der Temperaturmessung mittels Pyrometer. Eine polierte Metallfläche kann Wärmestrahlung stark beeinflussen, und den Messwert eines Pyrometers beim von bewegten Zahnrädern negativ beeinflussen. Bereits ein dünner Ölfilm auf der zu messenden metallischen Oberfläche verbessert jedoch die Messgenauigkeit eines Pyrometers erheblich. Der Emissionsgrad von Wärmestrahlung wird so deutlich größer, da Intensität der IR-Strahlung positiv beeinflusst wird.The surface to be measured also has an influence on the quality of the temperature measurement using a pyrometer. A polished metal surface can have a strong influence on heat radiation and negatively affect the reading of a pyrometer when moving gears. However, even a thin film of oil on the metallic surface to be measured significantly improves the measuring accuracy of a pyrometer. The emissivity of thermal radiation increases significantly because the intensity of the IR radiation is positively influenced.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Getriebevorrichtung wobei das Schutzrohr mit einer Druckluftversorgung verbunden ist, geeignet das Schutzrohr und somit das Pyrometer von Öl-Nebel und/oder Schmierstoffen freizuhalten. Es hat sich gezeigt, dass bereits mit einer geringen Luftmenge das Schutzrohr von Öl-Nebel und Schmiermittel Verunreinigungen freigehalten werden kann. Die Druckluft kann dabei nahe des Pyrometers eingebracht werden, und an dem freien Ende des Schutzrohrs, das auf die zu messende Oberfläche gerichtet ist, in das Gehäuse ausgelassen werden. Damit in dem Gehäuse kein überdruck entsteht, ist in dem Gehäuse ein Entlüftungsventil vorgesehen. In der Praxis ist bereits ein geringer überdruck in dem Schutzrohr ausreichend um eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit von sauberer Druckluft in dem Schutzrohr sicherzustellen. Eine Druckluftversorgung von 10 - 150 kPa über dem Druck im Gehäuse waren vorteilhaft um das Schutzrohr entsprechend sauber zu halten.A gear device in which the protective tube is connected to a compressed air supply is also advantageous and is suitable for keeping the protective tube and thus the pyrometer free of oil mist and/or lubricants. It has been shown that even a small amount of air can keep the protective tube free of oil mist and lubricant contamination. The compressed air can be introduced near the pyrometer and released into the housing at the free end of the protective tube, which is directed towards the surface to be measured. To ensure that no excess pressure occurs in the housing, a vent valve is provided in the housing. In practice, even a small excess pressure in the protective tube is sufficient to ensure a sufficient flow rate of clean compressed air in the protective tube. A compressed air supply of 10 - 150 kPa above the pressure in the housing was advantageous in order to keep the protective tube clean.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Getriebevorrichtung, wobei das Schutzrohr eine Absperrvorrichtung umfasst, geeignet das Pyrometer von dem Innenraum des Gehäuses zu trennen.A gear device is also advantageous, wherein the protective tube comprises a shut-off device, suitable for separating the pyrometer from the interior of the housing.

Die Absperrvorrichtung kann dabei einen Schieber, einen Kugelhahn, oder ein automatisiertes Ventil umfassen. Die Absperrvorrichtung kann das Schutzrohr derart verschließen, dass das Pyrometer von dem Innenraum des Gehäuses separiert ist. Die Absperrvorrichtung hat die vorteilhafte Wirkung, dass das Pyrometer so von Verunreinigungen, Schmiermittel oder Öl-Nebel ferngehalten wird. Ein austauschen, reinigen und/oder warten des Pyrometers kann so auch während dem Betrieb des Getriebes durchgeführt werden. Weiterhin kann ein zyklischer Betrieb des Pyrometers beispielsweise für eine Minute pro Betriebsstunde ermöglicht werden, wodurch Druckluft gespart werden kann.The shut-off device can include a slide, a ball valve, or an automated valve. The shut-off device can close the protective tube in such a way that the pyrometer is separated from the interior of the housing. The shut-off device has the advantageous effect of keeping the pyrometer away from contamination, lubricants or oil mist. Replacing, cleaning and/or servicing the pyrometer can also be carried out while the gearbox is in operation. Furthermore, cyclic operation of the pyrometer can be enabled, for example for one minute per hour of operation, which can save compressed air.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Getriebevorrichtung, wobei das Pyrometer mittels dem Schutzrohr auf den Bereich der Getriebestufe ausgerichtet ist, in dem die verzahnten Bauteile kämmen. Der Bereich in dem die Kraftübertragung zwischen zwei Zahnrädern stattfindet ist von besonderer Bedeutung für die Oberflächentemperatur, da hier Beschädigungen besonders schnell zu erhöhter Temperatur führen.A gear device is also advantageous, with the pyrometer being aligned by means of the protective tube to the area of the gear stage in which the toothed components mesh. The area in which power is transmitted between two gears is of particular importance for the surface temperature, as damage here can lead to increased temperatures particularly quickly.

Die Getriebevorrichtung kann mehrere Getriebestufen umfassen, von die sich durch die Übertragung von einer Drehzahl auf eine andere Drehzahl mittels einer Zahnradverbindung aufbauen. Im Rahmen dieser Anmeldung wird dabei das größere Zahnrad als Großrad und das kleinere Zahnrad als Ritzel bezeichnet. Aufgrund von geometrischen Gegebenheiten, z.B. bei einer Zwischenstufe, können die beiden Zahnräder auch gleichgroß ausgeführt werden. Die Zahnräder können über eine Schrägverzahnung, gerade Verzahnung oder Innenverzahnung ineinandergreifen. Um eine qualitative Messung der Oberflächentemperatur zu erreichen, kann auch eine Schrägstellung des Pyrometers und des Schutzrohrs vorteilhaft sein.The transmission device can comprise several transmission stages, which are built up by transferring from one speed to another speed using a gear connection. In the context of this application, the larger gear is referred to as the large gear and the smaller gear as the pinion. Due to geometric circumstances, e.g. at an intermediate stage, the two gears can also be made the same size. The gears can mesh with one another using helical teeth, straight teeth or internal teeth. In order to achieve a qualitative measurement of the surface temperature, it can also be advantageous to tilt the pyrometer and the protective tube.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Getriebevorrichtung, wobei das Schutzrohr einen Innendurchmesser von 5 mm bis 90 mm und eine Länge von 100 mm bis 1400 mm aufweist.A gear device is also advantageous, with the protective tube having an inner diameter of 5 mm to 90 mm and a length of 100 mm to 1400 mm.

Das Pyrometer kann mittels verwendeter Linse in einem fokussierten Messbereich die Wärmestrahlung besonders präzise erfassen, dieser Bereich kann als Meßfleck oder Brennpunkt bezeichnet werden. Der Meßfleck ist je nach Bauart des Pyrometers vorteilhaft in einem Abstand zum Pyrometer von 100 mm bis 1400 mm ausgeführt, und besonders vorteilhaft in einem Bereich von 300 mm bis 1300 mm. Dabei sollte das Schutzrohr den Bereich zwischen Meßfleck und Pyrometer weitgehend abschirmen. Im rahmen dieser Erfindung hat es sich gezeigt, dass der Innendurchmesser des Schutzrohrs besonders vorteilhaft in einem Bereich von 5 mm bis 90 mm ausgeführt wird. Ein zu kleiner Innendurchmesser begrenzt die Menge an Wärmestrahlung, die vom Pyrometer erfasst wird. D.h. der Durchmesser sollte vorteilhaft größer, wie der Messfleck und die Linse (Objektive) des Pyrometers gewählt werden. Ein zu großer Innendurchmesser des Schutzrohrs erschwert eine effektives freiblasen mittels Druckluft. Besonders vorteilhaft ist daher ein Durchmesser von 15 mm bis 75 mm.The pyrometer can record the thermal radiation particularly precisely in a focused measuring area using the lens used; this area can be referred to as the measuring spot or focal point. Depending on the design of the pyrometer, the measuring spot is advantageously designed at a distance from the pyrometer of 100 mm to 1400 mm, and particularly advantageously in a range of 300 mm to 1300 mm. The protective tube should largely shield the area between the measuring spot and the pyrometer. In the context of this invention, it has been shown that the inner diameter of the protective tube is particularly advantageously designed in a range from 5 mm to 90 mm. An inner diameter that is too small limits the amount of thermal radiation that is detected by the pyrometer. This means that the diameter should advantageously be larger, as is the measuring spot and the lens(es) of the pyrometer. If the inner diameter of the protective tube is too large, it makes it difficult to blow it out effectively using compressed air. A diameter of 15 mm to 75 mm is therefore particularly advantageous.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Getriebevorrichtung, wobei das Pyrometer mittels Schutzrohr auf die Oberfläche eine Oberfläche der Getriebestufe ausgerichtet ist, wobei die Ausrichtung derart erfolgt, dass das Pyrometer Radial zur entsprechenden Welle angeordnet ist.A gear device is also advantageous, wherein the pyrometer is aligned with the surface of a surface of the gear stage by means of a protective tube, the alignment being carried out in such a way that the pyrometer is arranged radially to the corresponding shaft.

Die entsprechende Welle ist dabei die Welle die das zu messende Zahnrad trägt, bei einer radialen Messung des Großrades ist es die Welle, bei der radialen Messung des Ritzels die Ritzelwelle. Eine Messung der Oberflächentemperatur mittels Pyrometer in einer radialen Anordnung hat den Vorteil, dass tangential abgeschleuderte Schmiermittel-Tröpfchen, oder Verschmutzungen nicht oder nur in geringem Maße in das Schutzrohr gelangen und das Pyrometer nicht oder nur in geringem Maße verunreinigen.The corresponding shaft is the shaft that carries the gear to be measured, in the case of a radial measurement of the large gear it is the shaft, in the case of the radial measurement of the pinion it is the pinion shaft. Measuring the surface temperature using a pyrometer in a radial arrangement has the advantage that tangentially thrown lubricant droplets or contaminants do not reach the protective tube or only to a small extent and do not contaminate the pyrometer or only to a small extent.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Getriebevorrichtung, wobei das Pyrometer mittels Schutzrohr auf die Oberfläche des Ritzels ausgerichtet ist, wobei die Ausrichtung derart erfolgt, dass das Pyrometer beim Vorbeilaufen der Zähne zumindest Zeitweise perpendikular auf die kämmende Oberfläche des Ritzels gerichtet ist. Eine Ausrichtung auf die Oberfläche der Ritzel durch eine Schrägstellung ist, dann vorteilhaft, wenn zumindest zeitweise ein großflächiger Anteil der Verzahnung perpendikular zum Pyrometer ausgerichtet ist. Dies ist insbesondere bei einer schrägen Ausrichtung, wobei das Schutzrohr in einem Winkel zwischen Radial und Tangential zu der Oberfläche ausgerichtet ist. Bei einer Schrägverzahnung kann weiterhin eine Schrägstellung in einem Winkel zur Drehachse erfolgen. Ziel dieser Schrägstellung ist es, dass möglichst viel Wärmestrahlung der Oberfläche in das Schutzrohr gelangt und damit auf das Pyrometer trifft.A gear device is also advantageous, wherein the pyrometer is aligned with the surface of the pinion by means of a protective tube, the alignment being carried out in such a way that the pyrometer is at least temporarily directed perpendicularly towards the meshing surface of the pinion as the teeth pass by. Alignment with the surface of the pinion through an inclined position is advantageous if, at least temporarily, a large portion of the toothing is aligned perpendicularly to the pyrometer. This is particularly the case with an oblique orientation, where the protective tube is aligned at an angle between radial and tangential to the surface. With helical gearing, an inclination can still take place at an angle to the axis of rotation. The aim of this inclination is to ensure that as much heat radiation from the surface as possible gets into the protective tube and thus hits the pyrometer.

Weiterhin vorteilhaft ist ein System zur Zustandsüberwachung einer Getriebevorrichtung, wobei mittels Pyrometer eine erhöhte Temperatur an der Oberfläche der Getriebestufe festgestellt werden kann, wobei die Getriebevorrichtung, mittels eines Regelsystems bei erhöhter Temperatur entlastet werden kann.Also advantageous is a system for monitoring the condition of a transmission device, wherein an increased temperature on the surface of the transmission stage can be determined by means of a pyrometer, wherein the transmission device can be relieved of load by means of a control system at an increased temperature.

Die Verwendung des Pyrometers in einem System zur Zustandsüberwachung kann vorteilhaft zur Entlastung und oder Notabschaltung der Getriebevorrichtung verwendet werden. Eine genauere Temperaturerfassung an der Oberfläche der Getriebestufe kann einen überlastungsfall präzise feststellen. Eine erhöhte Temperatur der Zahnradoberfläche kann dabei zur Schädigung der Verzahnung führen und unzulässig großes oder kleines Spiel zwischen den Zahnrädern verursachen, was beispielsweise zu erhöhter Reibung (Verlustleistung) führt. Die erhöhte Temperatur an der Oberfläche der Getriebestufe kann dabei auch ein Hinweis auf eine bevorstehende Beschädigung oder einen drohenden Ausfall der Getriebestufe sein.The use of the pyrometer in a condition monitoring system can be advantageously used to relieve the load and/or emergency shutdown of the transmission device. A more precise temperature measurement on the surface of the gear stage can precisely determine an overload event. An increased temperature of the gear surface can damage the teeth and cause impermissibly large or small play between the gears, which, for example, leads to increased friction (power loss). The increased temperature on the surface of the gear stage can also be an indication of impending damage or impending failure of the gear stage.

Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Getriebevorrichtung, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

  • - erfassen einer Temperatur der Oberfläche der Getriebestufe oder eines Ritzels
  • - übertragen der Temperaturwerte an ein Regelsystem
  • - auslösen einen Alarms bei überschreiten eines in dem Regelsystem festgelegten Temperaturgrenzwertes
Also advantageous is a method for the safe operation of a transmission device, in which the following method steps are carried out:
  • - detecting a temperature of the surface of the gear stage or a pinion
  • - transfer the temperature values to a control system
  • - Trigger an alarm when a temperature limit set in the control system is exceeded

Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren zum sicheren Betrieb einer Getriebevorrichtung, wobei folgender weiterer Verfahrensschritt ausgeführt wird:

  • - herabregeln der von der Getriebevorrichtung übertragenen Leistung, bei überschreiten eines in dem Regelsystem festgelegten Temperaturgrenzwertes.
A method for the safe operation of a transmission device is also advantageous, with the following further method step being carried out:
  • - reducing the power transmitted by the transmission device when a temperature limit set in the control system is exceeded.

In einem Verfahren zum Betrieb einer Getriebestufe mit dem Pyrometer wird vorteilhaft eine Zustandsüberwachung ermöglicht, die eine mittels Regelsystem automatisierte Abschaltung, bzw. Notabschaltung ermöglicht. Weiterhin kann das Betriebe auch teilweise heruntergefahren oder in eine Teillastbetrieb geregelt werden, wenn die Temperatur an den der Oberfläche der Getriebestufe und insbesondere an den Oberflächen der ineinandergreifenden Zähne einen kritischen Wert überschreitet. Der Kritische Temperaturwert kann bei je nach Bauart der Getriebestufe bei verschiedenen Temperaturen beispielsweise im Bereich von 100° bis 500° C festgelegt werden. Für das Verfahren kann ein kontinuierlicher Messvorgang vorteilhaft sein, um Veränderungen so schnell wie möglich festzustellen. Weiterhin kann eine Messung in regelmäßigem Abstand erfolgen, um Druckluft zu sparen und das Pyrometer zu entlasten.A method for operating a gear stage with the pyrometer advantageously enables condition monitoring, which enables automated shutdown or emergency shutdown by means of a control system. Furthermore, operations can also be partially shut down or regulated to partial load operation if the temperature on the surface of the gear stage and in particular on the surfaces of the intermeshing teeth exceeds a critical value. Depending on the design of the gear stage, the critical temperature value can be set at different temperatures, for example in the range of 100° to 500° C. A continuous measuring process can be advantageous for the method in order to detect changes as quickly as possible. Furthermore, measurements can be taken at regular intervals to save compressed air and relieve the load on the pyrometer.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

  • 1: Eine Teilschnittdarstellung mit Merkmalen der Erfindung
  • 2: Eine weitere Teilschnittdarstellung einer Getriebevorrichtung
  • 3: Isometrische Teilschnittdarstellung einer Getriebevorrichtung
The invention is explained below with reference to figures. The figures show in detail:
  • 1 : A partial sectional view with features of the invention
  • 2 : Another partial sectional view of a transmission device
  • 3 : Isometric partial sectional view of a transmission device

1 zeigt eine schematische, nichtmaßstäbliche Teilschnittdarstellung einer Getriebevorrichtung 1. Die Getriebestufe 3 wird dabei von einem Gehäuse 2 umgeben. Die Getriebevorrichtung 1 umfasst dabei eine nicht bildlich dargestellte Vorrichtung zur Schmiermittelversorgung, dabei werden die Oberflächen der Getriebestufe 3 mit Schmiermittel benetzt. Die Getriebestufe 3 umfasst ein Großrad 4, dass auf einer Welle 5 angeordnet ist. Über die Welle 5 und das Großrad 4 wird Energie übertragen, wobei die Energie entweder in die Getriebevorrichtung eingetragen wird oder aus der Getriebevorrichtung an einen Verbraucher weitergegeben wird. Das Großrad ist über eine Verzahnung mit dem Ritzel 6 verbunden. Nicht bildlich dargestellt, kann die Getriebevorrichtung 1 auch eine Mehrzahl von Getriebestufen umfassen. Weiterhin kann das Großrad 4 kann eine Mehrzahl von Ritzeln 6 antreiben. Die Ritzel 6 sind auf einer Ritzelwelle 7 angeordnet, die die Energie aus der Getriebevorrichtung an einen entsprechenden Verbraucher weitergeben kann. 1 shows a schematic, not-to-scale, partial sectional view of a transmission device 1. The transmission stage 3 is surrounded by a housing 2. The transmission device 1 includes a device (not shown) for supplying lubricant; the surfaces of the transmission stage 3 are wetted with lubricant. The gear stage 3 includes a large gear 4 that is arranged on a shaft 5. Energy is transmitted via the shaft 5 and the large wheel 4, with the energy either being entered into the transmission device or being passed on from the transmission device to a consumer. The large wheel is connected to the pinion 6 via teeth. Not shown pictorially, the transmission device 1 can also include a plurality of transmission stages. Furthermore, the large wheel 4 can drive a plurality of pinions 6. The pinions 6 are arranged on a pinion shaft 7, which can pass on the energy from the transmission device to a corresponding consumer.

In das Gehäuse 2 ist ein rechteckiger Deckel integriert, der eine Befestigungsmöglichkeit für das Schutzrohr 9 umfasst. Außerhalb des Gehäuses ist an dem Ende des Schutzrohrs 9 das Pyrometer 8 angeordnet. Das Schutzrohr 9 umfasst weiterhin eine Druckluftversorgung 10, die geeignet ist, mittels Druckluft das Schutzrohr 9 zu durchströmen, und Öl-Nebel und/oder Verschmutzungen aus Schmiermitteln aus dem Schutzrohr 9 in das Gehäuse zu blasen. Das Gehäuse kann zum Druckausgleich auch ein nicht bildlich dargestelltes Entlüftungsventil umfassen. Weiterhin ist in dem Schutzrohr 9 eine Absperrvorrichtung 11. Die Absperrvorrichtung 11 kann dabei einen Schieber oder ein Kugelventil umfassen, und das Pyrometer 8 von dem Schutzrohr 9 trennen.A rectangular cover is integrated into the housing 2, which includes a fastening option for the protective tube 9. The pyrometer 8 is arranged at the end of the protective tube 9 outside the housing. The protective tube 9 further comprises a compressed air supply 10, which is suitable for using compressed air to flow through the protective tube 9 and to blow oil mist and/or contamination from lubricants from the protective tube 9 into the housing. The housing can also include a vent valve (not shown) to equalize the pressure. Furthermore, there is a shut-off device 11 in the protective tube 9. The shut-off device 11 can comprise a slide or a ball valve and separate the pyrometer 8 from the protective tube 9.

2 zeigt eine weitere schematische nicht maßstäbliche Teilschnittdarstellung einer Getriebevorrichtung 1. Die Getriebestufe befindet sich dabei ebenfalls in dem Gehäuse 2. Im Unterschied zu 1 ist das Pyrometer 8 mittels dem Schutzrohr 9 auf die Oberfläche des Ritzels 6 gerichtet. Das Pyrometer ist dabei Radial zu der Ritzelwelle 7 ausgerichtet und kann so direkt die Oberfläche des Ritzel 6 vermessen, ohne dass tangential geschleudertes Schmiermittel das Pyrometer 8 verunreinigt. Das Pyrometer 8 ist dabei nicht bildlich dargestellt mit einem Regelsystem 12 verbunden. 2 shows a further schematic, not to scale, partial sectional view of a gear device 1. The gear stage is also located in the housing 2. In contrast to 1 the pyrometer 8 is directed onto the surface of the pinion 6 by means of the protective tube 9. The pyrometer is aligned radially to the pinion shaft 7 and can thus directly measure the surface of the pinion 6 without tangentially thrown lubricant contaminating the pyrometer 8. The pyrometer 8 is not shown connected to a control system 12.

3 zeigt eine isometrische Teilschnittdarstellung einer Getriebevorrichtung 1. Sowohl das Großrad 4 als auch das Ritzel 6 sind doppelt mit einer Schrägverzahnung ausgeführt. Das Pyrometer 8 ist mittels Schutzrohr auf das Ritzel 6 gerichtet, und kann so die Oberflächentemperatur des Ritzels 6 aufnehmen. 3 shows an isometric partial sectional view of a transmission device 1. Both the large gear 4 and the pinion 6 are designed twice with helical teeth. The pyrometer 8 is directed at the pinion 6 by means of a protective tube and can thus record the surface temperature of the pinion 6.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
GetriebevorrichtungGear device
22
GehäuseHousing
33
GetriebestufeGear stage
44
Großradbig wheel
55
WelleWave
66
Ritzelpinion
77
RitzelwellePinion shaft
88th
Pyrometerpyrometer
99
Schutzrohrprotective tube
1010
DruckluftversorgungCompressed air supply
1111
AbsperrvorrichtungShut-off device
1212
RegelsystemControl system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102016010402 A1 [0002]DE 102016010402 A1 [0002]
  • DE 1773945 A1 [0002]DE 1773945 A1 [0002]

Claims (10)

Getriebevorrichtung (1) umfassend ein Gehäuse (2) und zumindest eine Getriebestufe (3) umfassend ein Großrad (4), eine Welle (5) sowie ein Ritzel (6) und eine Ritzelwelle (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (1) ein Pyrometer (8) umfasst, wobei das Pyrometer (8) mittels einem Schutzrohr (9) auf eine zu messende Oberfläche der Getriebestufe (3) gerichtet ist.Gear device (1) comprising a housing (2) and at least one gear stage (3) comprising a large gear (4), a shaft (5) and a pinion (6) and a pinion shaft (7), characterized in that the gear device (1 ) comprises a pyrometer (8), the pyrometer (8) being directed by means of a protective tube (9) onto a surface of the gear stage (3) to be measured. Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (9) mit einer Druckluftversorgung (10) verbunden ist geeignet das Schutzrohr (9) und somit das Pyrometer (8) von Öl-Nebel und/oder Schmierstoffen freizuhalten.Gear device (1). Claim 1 , characterized in that the protective tube (9) is connected to a compressed air supply (10) suitable for keeping the protective tube (9) and thus the pyrometer (8) free of oil mist and / or lubricants. Getriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (9) eine Absperrvorrichtung (11) umfasst, geeignet das Pyrometer (7) von dem Innenraum des Gehäuses (2) zu trennen.Gear device (1). Claim 1 or 2 , characterized in that the protective tube (9) comprises a shut-off device (11) suitable for separating the pyrometer (7) from the interior of the housing (2). Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrometer (8) mittels dem Schutzrohr (9) auf den Bereich der Getriebestufe (3) ausgerichtet ist, in dem die verzahnten Bauteile kämmen.Gear device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pyrometer (8) is aligned by means of the protective tube (9) to the area of the gear stage (3) in which the toothed components mesh. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr einen Innendurchmesser von 5 mm bis 90 mm und eine Länge von 100 mm bis 1400 mm aufweist.Gear device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective tube has an inner diameter of 5 mm to 90 mm and a length of 100 mm to 1400 mm. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrometer (8) mittels Schutzrohr (9) auf die Oberfläche eine Oberfläche der Getriebestufe (3) ausgerichtet ist, wobei die Ausrichtung derart erfolgt, dass das Pyrometer (8) Radial zur entsprechenden Welle angeordnet ist.Gear device (1) according to one of the previous ones Claims 1 until 3 , characterized in that the pyrometer (8) is aligned with the surface of a surface of the gear stage (3) by means of a protective tube (9), the alignment taking place in such a way that the pyrometer (8) is arranged radially to the corresponding shaft. Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrometer (8) mittels Schutzrohr (9) auf die Oberfläche des Ritzels (6) ausgerichtet ist, wobei die Ausrichtung derart erfolgt, dass das Pyrometer (8) beim Vorbeilaufen der Zähne zumindest Zeitweise perpendikular auf die kämmende Oberfläche des Ritzels (6) gerichtet ist.Gear device (1) according to one of the previous ones Claims 1 until 3 , characterized in that the pyrometer (8) is aligned with the surface of the pinion (6) by means of a protective tube (9), the alignment being carried out in such a way that the pyrometer (8) is at least temporarily perpendicularly aligned with the meshing surface of the pinion as the teeth pass by Pinion (6) is directed. System zur Zustandsüberwachung einer Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Pyrometer (8) eine erhöhte Temperatur an der Oberfläche der Getriebestufe (3) festgestellt werden kann, wobei die Getriebevorrichtung (1), mittels eines Regelsystems (12) bei erhöhter Temperatur entlastet werden kann.System for monitoring the condition of a transmission device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an increased temperature on the surface of the transmission stage (3) can be determined by means of a pyrometer (8), the transmission device (1) being able to be determined by means of a control system (12 ) can be relieved at elevated temperatures. Verfahren zum sicheren Betrieb einer Getriebevorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: - erfassen einer Temperatur der Oberfläche der Getriebestufe (3) oder eines Ritzels (6) - übertragen der Temperaturwerte an ein Regelsystem (12) - auslösen eines Alarms bei überschreiten eines in dem Regelsystem (12) festgelegten TemperaturgrenzwertesMethod for the safe operation of a transmission device (1) according to one of the previous ones Claims 1 until 6 , characterized in that the following method steps are carried out: - detecting a temperature of the surface of the gear stage (3) or a pinion (6) - transmitting the temperature values to a control system (12) - triggering an alarm if a temperature in the control system (12) is exceeded specified temperature limit Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass folgender weiterer Verfahrensschritt ausgeführt wird: - herabregeln der von der Getriebevorrichtung (1) übertragenen Leistung, bei Überschreiten eines in dem Regelsystem (12) festgelegten Temperaturgrenzwertes, wobei das Herabregeln auch ein Abschalten umfassen kann.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the following further method step is carried out: - regulating down the power transmitted by the transmission device (1) when a temperature limit value set in the control system (12) is exceeded, whereby the regulating down can also include switching off.
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