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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Übertragungsriemen, der zumindest teilweise die Probleme des Standes der Technik überwindet. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Zustandsüberwachungsanordnung zur Überwachung eines Zustands eines Übertragungsriemens. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ausgeben eines Signals, das einen Zustand eines Übertragungsriemens anzeigt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Übertragungsriemens.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Übertragungsriemen sind bekannte Komponenten zur Kraftübertragung zwischen zwei drehbaren Wellen in einer Maschine. Eine unzureichende Spannung kann den Riemen schnell durch Überhitzung aufgrund von Schlupf (zu geringe Spannung) oder durch Beschädigung der Lager, die die drehbaren Wellen tragen, aufgrund von Überlast auf den Wellen (zu hohe Spannung) beschädigen oder zerstören. Um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten und alle Eigenschaften eines Übertragungsriemens nutzen zu können, wird der Erstinstallation besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Sobald der Riemen in Betrieb ist, werden die Riemen normalerweise nicht mehr überwacht, obwohl sie sich mit der Zeit abnutzen. Je nach Umgebungsbedingungen und anderen Faktoren, wie z. B. der Art und Weise, wie die Maschine betrieben wird, kann sich der Riemen schneller als erwartet abnutzen, was zu einer Verschlechterung der Effizienz und möglicherweise zu irreversiblen Schäden am System führt. Eine Möglichkeit, den Zustand des Riemens nach der Erstinstallation zu überwachen, besteht darin, den Übertragungsriemen mit Sensoren, die Daten über den Zustand des Übertragungsriemens erfassen und sammeln, sowie mit Batterien zur Stromversorgung der Sensoren zu versehen. Die Daten können dann ausgelesen und ausgewertet werden.
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Batterien haben jedoch eine begrenzte Kapazität zum Speichern von Energie, die wahrscheinlich nicht für die Lebensdauer des Riemens ausreicht, wodurch die Erfassung von Daten über den Zustand des Riemens erschwert wird. Weiter erfordert der Austausch einer verbrauchten Batterie ein Anhalten des Übertragungsriemens, wodurch die Maschine, in der der Riemen läuft, gestoppt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Anbetracht der obigen Ausführungen ist es eine erste Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Übertragungsriemen bereitzustellen, der zumindest einen Teil der Probleme des Standes der Technik überwindet. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine verbesserte Zustandsüberwachungsanordnung zur Überwachung eines Zustands eines Übertragungsriemens bereitzustellen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ausgeben eines Signals bereitzustellen, das den Zustand eines Übertragungsriemens anzeigt. Ein weiteres Ziel ist es, ein verbessertes Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Übertragungsriemens bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird der erste Gegenstand durch einen Übertragungsriemen erreicht, der die im Anspruch 1 angegebenen technischen Merkmale umfasst. Somit wird ein Übertragungsriemen bereitgestellt. Der Übertragungsriemen umfasst:
- ein Riemenelement, und
- - zumindest einen an dem Riemenelement angebrachten Sensor zur Messung eines Parameters, der einen Zustand des Übertragungsriemens anzeigt,
- - einen an dem Riemenelement angebrachten Sender zum Übertragen eines Signals, das den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt,
- - ein Energiesystem zum Bereitstellen von Energie für den mindestens einen Sensor und/oder den Sender,
wobei das Energiesystem eine Energiequelle und einen Energiewandler umfasst, wobei der Energiewandler angeordnet ist, Energie zu empfangen, die empfangene Energie in elektrische Energie umzuwandeln und die elektrische Energie der Energiequelle zuzuführen.
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Durch Bereitstellen des hier offenbartes Übertragungsriemens wird ein verbesserter Übertragungsriemen bereitgestellt, für den ein Parameter, der einen Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, durch zumindest einen Sensor gemessen wird, und ein Signal, das den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, durch einen Sender übertragen wird. Insbesondere wurde erkannt, dass durch Verwendung eines an dem Übertragungsriemen angebrachten Energiesystems, das eine Energiequelle und einen Energiewandler umfasst, das Energiesystem elektrische Energie für den mindestens einen Sensor und/oder den Sender bereitstellen kann. Da das Energiesystem den mindestens einen Sensor und/oder Sender mit elektrischer Energie versorgt, wird dadurch ein robusterer und zuverlässigerer Übertragungsriemen auf kostengünstige Weise erreicht.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch einen leistungsfähigeren Übertragungsriemen bereit, da das Energiesystem es ermöglicht, elektrische Energie für den zumindest einen Sensor und/oder Sender bereitzustellen. Da der Konverter ferner elektrische Energie für die Energiequelle bereitstellt, muss die Energiequelle nicht gewechselt werden, wodurch der Übertragungsriemen effizienter arbeitet. Folglich wird die Maschine, in der der Übertragungsriemen eingesetzt wird, natürlich auch besser betrieben.
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Mit „Zustand“ des Übertragungsriemens ist hier jeder physikalische Parameter gemeint, der durch Auswertung der Stromschwankungen der Antenne gemessen werden kann. Diese physikalischen Parameter können z.B. Kraft, Temperatur, Dehnung, Beschleunigung, Dehnung, Druck und/oder Feuchtigkeit sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Parameter sind alle relevant, um entweder den Zustand des Riemens oder die Umgebung, in der der Riemen arbeitet, zu überwachen. Die Parameter können auch dazu verwendet werden, den Betrieb der Maschine zu überwachen, in die der Riemen eingelegt ist. All diese Faktoren wirken sich letztlich auf den Zustand und die Lebensdauer des Übertragungsriemens aus.
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Der Riemen kann zumindest teilweise aus Gummi hergestellt werden. Er kann aber auch aus jedem anderen geeigneten Material oder aus Kombinationen geeigneter Materialien hergestellt werden, um die richtigen Eigenschaften des betreffenden Riemens bereitzustellen. Die Materialkombination kann z. B. Metalldrähte haben, die die Festigkeit bereitstellen, und/oder Teile aus Stoff oder Textilien herstellen. Der Riemen kann jedes andere Material oder jede Kombination von geeigneten Materialien umfassen.
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Der zumindest eine Sensor kann an dem Übertragungsriemen befestigt werden, indem er beispielsweise auf den Übertragungsriemen geklebt wird. Er kann auch in den Übertragungsriemen eingebettet werden, z. B. in einen Abschnitt aus Gummi eingegossen. Der zumindest eine Sensor kann auch an einem zwischengeschalteten Element zur Befestigung am Riemen angebracht werden, um eine festere und steifere Befestigung am Übertragungsriemen bereitzustellen. Das Gleiche gilt auch für den Sender und das Energiesystem, das die Energiequelle und den Konverter umfasst.
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Optional sind der Sender und der mindestens eine Sensor kombiniert, so dass der mindestens eine Sensor auch der Sender ist. Alternativ sind der mindestens eine Sensor und der Sender miteinander verbunden. Der Sender empfängt die Messgröße von dem zumindest einen Sensor, bevor er das Signal sendet.
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Bei dem zumindest einen Sensor kann es sich um jede Art von geeignetem Sensor handeln. Der mindestens eine Sensor kann zumindest einen integrierten Schaltkreis-Chip (IC) umfassen. In einigen Beispielen kann der mindestens eine Sensor ein RFID-Tag sein. Mit „RFID-Tag“ ist hier ein Radiofrequenzidentifikations (RFID)-Tag gemeint. RFID-Tags umfassen häufig eine Antenne und einen integrierten Schaltkreis (IC), z. B. einen integrierten Hochfrequenzschaltungschip (RFIC). In einigen Beispielen kann der zumindest eine Sensor ein Temperatursensor, ein Dehnungssensor, ein Beschleunigungssensor, ein optischer Sensor, ein akustischer Sensor, ein induktiver Sensor, ein magnetischer Sensor und/oder ein Sensor zur Messung von Geschwindigkeit, Position und/oder Verschiebung des Übertragungsriemens sein.
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Handelt es sich bei dem mindestens einen Sensor um einen RFID-Tag, kann der RFID-Tag eine Antenne umfassen. Die Antenne kann verwendet werden, um den Parameter zu messen, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, z. B. basierend auf einer aktuellen Ablenkung der Antenne.
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Mit „aktueller Auslenkung“ der Antenne ist hier eine beliebige Form der Antenne gemeint. Die Ablenkung kann eine normative Ablenkung sein, d.h. eine Form, die einer erwarteten Form entspricht, wenn der Übertragungsriemen installiert und/oder betrieben wird. Die aktuelle Auslenkung kann beispielsweise auch eine in Längsrichtung gestauchte oder gestreckte Auslenkung im Vergleich zur normativen Auslenkung sein; in diesem Fall kann sie eine Dehnung, Beschleunigung, Kraft und/oder Dehnung im Übertragungsriemen anzeigen. Die aktuelle Ablenkung kann auch in einer radial ausgedehnten oder radial gestauchten Form vorliegen, so dass sich die Fläche eines Querschnitts des Drahtes vergrößert oder verkleinert. Dies kann auf eine Erhöhung oder Verringerung der Temperatur des Übertragungsriemens hindeuten. Da die Antenne auf unterschiedliche Weise gedehnt oder gestaucht wird, hat das von ihr gesendete Signal unterschiedliche Frequenzen und Wellenlängen, die den verschiedenen Zuständen entsprechen. Dieses Signal wird als RFID-Signal bezeichnet und entspricht dem gemessenen Parameter, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt. Diese RFID-Signale werden an den Sender übertragen bzw. bereitgestellt, der das Signal, das den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, weiterleitet. Das Signal kann dann von einem Empfänger aufgefangen und mit einem vorgegebenen ersten Kriterium verglichen werden. Alternativ sendet der RFID-Tag das Signal direkt an den Empfänger, z.B. wenn der mindestens eine Sensor, wie der RFID-Tag, und der Sender kombiniert sind, d.h. der mindestens eine Sensor auch den Sender umfasst. Dadurch kann das aktuelle Signal, das einen Zustand des Riemens anzeigt, verglichen werden und aufzeigen, in welchem Zustand sich der Übertragungsriemen befindet, z. B. ob er sich in einem gedehnten Zustand befindet.
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Wenn der zumindest eine Sensor ein Temperatursensor ist, kann der Sensor die Temperatur des Übertragungsriemens messen. Somit kann die Temperatur der Parameter sein, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt. Die Temperatur des Übertragungsriemens kann z. B. ein Indikator für den Schlupf des Übertragungsriemens sein, der wiederum ein Indikator für die Dehnung des Riemens sein kann. Eine höhere Temperatur kann z.B. ein Hinweis auf einen höheren Schlupf des Übertragungsriemens im Vergleich zu einer niedrigeren Temperatur sein. Denn der Schlupf des Übertragungsriemens verursacht Reibung zwischen dem Übertragungsriemen und den drehbaren Wellen, an denen der Übertragungsriemen befestigt ist, wodurch Wärme entsteht, die die Temperatur des Übertragungsriemens erhöht. Dementsprechend kann ein höherer Schlupf des Übertragungsriemens auf eine größere Dehnung des Riemens im Vergleich zu einem geringeren Schlupf hinweisen.
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Dies, da ein verlängerter Übertragungsriemen zu einer geringeren Spannung des Übertragungsriemens führt, was wiederum einen höheren Schlupf des Übertragungsriemens zur Folge hat.
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Wenn der zumindest eine Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, kann der zumindest eine Sensor eine Beschleunigung und/oder Verzögerung des Übertragungsriemens messen. Somit kann die Beschleunigung und/oder Verzögerung der Parameter sein, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt. Die Beschleunigung und/oder Verzögerung des Übertragungsriemens kann z.B. ein Indikator für den Schlupf des Übertragungsriemens sein, der wiederum ein Indikator für eine Dehnung des Riemens sein kann. Dies, da die unerwartete Beschleunigung und / oder Verzögerung durch einen Schlupf des Übertragungsriemens verursacht werden kann.
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Unter „Signal“ wird hier eine Hochfrequenzwelle, eine elektromagnetische Welle oder eine andere geeignete Technologie zur Übertragung von Informationen über den Zustand eines Riemens verstanden.
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Optional handelt es sich bei dem Zustand um einen Zustand der Dehnung des Übertragungsriemens. Da der Riemen gedehnt wird, misst der zumindest eine Sensor die Dehnung, wie den Parameter, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt. Beispielsweise dehnt sich die Antenne eines RFID-Tags zusammen mit dem Übertragungsriemen aus. Daher wird die Antenne ein anderes RFID-Signal erzeugen, das der Dehnung der Antenne und des Riemens entspricht. Alternativ kann auch ein Sensor, der kein RFID-Tag ist, die Dehnung des Übertragungsriemens messen.
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Optional ist der mindestens eine Sensor so angeordnet, dass er den gemessenen Parameter, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, an den Sender übermittelt.
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Optional ist der Energiewandler ausgebildet, um Energie zu empfangen, die empfangene Energie in elektrische Energie umzuwandeln und die elektrische Energie für die Energiequelle bereitzustellen, während der Übertragungsriemen in Betrieb ist. Dadurch wird die Energiequelle mit elektrischer Energie aufgeladen, ohne dass der Übertragungsriemen angehalten werden muss, und es ist nicht erforderlich, den Übertragungsriemen anzuhalten, um die Energiequelle zu wechseln.
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Optional umfasst der Übertragungsriemen weiterhin einen Energierückgewinner, der ausgebildet ist, um Energie zu gewinnen und die gewonnene Energie dem Energiewandler bereitzustellen. Der Energierückgewinner kann Energie aus der Bewegung des Übertragungsriemens gewinnen. Der Energierückgewinner kann z. B. als kinematischer Energierückgewinner bezeichnet werden. Die gewonnene Energie, bei der es sich um kinetische Energie handeln kann, die aus der Bewegung des Übertragungsriemens gewonnen wird, wird dann dem Energiewandler bereitgestellt. Weiter optional ist der Energierückgewinner mit dem Übertragungsriemen durch eines der oben beschriebenen Beispiele für den zumindest einen Sensor, den Sender und das Energiesystem verbunden.
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Optional ist der Energierückgewinner so eingerichtet, dass er die Energie drahtlos von einem externen Energiesender empfängt oder Energie von dem Energierückgewinner empfängt. Bei dem externen Energiesender kann es sich z. B. um einen Hochfrequenzsignalsender oder einen Sender für elektromagnetische Wellen handeln. Bei der Übertragung des Hochfrequenzsignals oder der elektromagnetischen Welle wird ein Magnetfeld erzeugt. Der Energiewandler wandelt dieses dann in elektrische Energie um, die der Energiequelle bereitgestellt wird. Dies kann bedeuten, dass im Energiewandler beim Empfang des erzeugten Magnetfeldes elektrische Energie erzeugt wird.
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Optional ist der Sender ausgebildet, um das Signal zu übertragen, während der Übertragungsriemen in Betrieb ist. Ein Vorteil der Übertragung des Signals während des Betriebs des Übertragungsriemens ist, dass das Signal empfangen und gelesen werden kann, ohne die Maschine anzuhalten. Dadurch kann eine erhöhte Betriebseffizienz der Maschine erreicht werden.
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Optional ist der Sender ein Bluetooth-Sender und/oder ein WIFI-Sender, der eine Antenne umfasst, die ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des Signals drahtlos zu übertragen. Optional ist mehr als ein Sender an dem Riemenelement angebracht. Weiter optional ist der mindestens eine Sensor mit mehr als einem Sender verbunden, und jeder der mehr als einen Sender überträgt das Signal an einen entsprechenden Empfänger, um ein zuverlässiges Ablesen des Signals zu gewährleisten, falls eine der entsprechenden Übertragungen eines Signals in irgendeiner Weise gestört ist. Der Vorteil, zumindest zwei Übertragungen des Signals zu haben, besteht darin, dass die beiden Signale verglichen werden können und Abweichungen darauf hindeuten können, dass mit dem Riemen und seinen Komponenten etwas nicht stimmt oder im Begriff ist, zu stimmen. So erhält man durch mehr als einen Sender einen zuverlässigeren Übertragungsriemen.
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Optional sind zumindest zwei Sensoren an dem Riemenelement angebracht. Bei den zumindest zwei Sensoren kann es sich um denselben Sensortyp oder um unterschiedliche Sensortypen handeln. Wenn man zumindest zwei Sensoren hat, die den Parameter messen, der den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, hat man den Vorteil, dass die jeweiligen Signale der gemessenen Parameter verglichen werden können und Abweichungen darauf hinweisen, dass mit dem Riemen und seinen Komponenten etwas nicht stimmt oder im Begriff ist, schief zu gehen. So erhält man durch mehr als einen Sensor einen zuverlässigeren Übertragungsriemen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Zustandsüberwachungsanordnung zur Überwachung des Zustands eines Übertragungsriemens. Die Anordnung umfasst einen Übertragungsriemen gemäß einer der Ausführungsformen des Übertragungsriemens, wobei die Anordnung weiter mindestens einen Empfänger zum Empfangen des von dem Übertragungsriemen übertragenen Signals umfasst.
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Optional ist der Empfänger ausgebildet, um das vom Sender übertragene Signal zu lesen. So kann der Empfänger ein RFID-Lesegerät, ein Bluetooth-Lesegerät, ein WIFI-Lesegerät oder ein beliebiges anderes Lesegerät sein, das geeignet ist, Signale vom Sender zu lesen. Optional ist der Empfänger auch dazu ausgebildet, den Energierückgewinner durch Aussenden von elektromagnetischen Wellen mit Energie zu versorgen. Sobald das Lesegerät elektromagnetische Wellen an den Energierückgewinner sendet, gewinnt der Energierückgewinner die Energie, z. B. durch eine Antenne im Inneren des Energierückgewinners, die ein elektromagnetisches Feld erzeugt, und in der Antenne wird elektrische Energie erzeugt, die für den Energiewandler bereitgestellt wird. Der Vorteil, ein Lesegerät zu haben, das Energie an den Energierückgewinner überträgt, besteht darin, dass ein Wechsel der Energiequelle, z. B. der Batterie, nicht erforderlich ist und somit der Übertragungsriemen nicht angehalten werden muss.
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Optional umfasst die Zustandsüberwachungseinrichtung auch mehr als einen Empfänger, um die von mehr als einem Sender gesendeten Signale zu empfangen. Weiter optional umfasst die Zustandsüberwachungseinrichtung mehr als einen Empfänger für den Empfang von Signalen von verschiedenen Arten von Sendern.
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Optional kann die Zustandsüberwachungsanordnung mehrere Übertragungsriemen umfassen. Jeder der mehreren Riemen kann sich gemäß einer der hierin offenbarten Ausführungsformen unterscheiden, oder die Riemen können gemäß einer der hierin offenbarten Ausführungsformen vom gleichen Typ sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ausgeben eines Signals, das den Zustand eines Übertragungsriemens anzeigt. Der Riemen umfasst:
- - ein Riemenelement,
- - zumindest einen Sensor, der an dem Riemenelement angebracht ist, um einen Parameter zu messen, der einen Zustand des Übertragungsriemens anzeigt,
- - einen an dem Riemenelement angebrachten Sender zum Übertragen eines Signals, das den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt, und
- - ein Energiesystem, das an dem Riemenelement angebracht ist, um elektrische Energie für den zumindest einen Sensor und/oder den Sender bereitzustellen. Das Energiesystem umfasst eine Energiequelle und einen Energiewandler. Der Energiewandler ist so angeordnet, dass er Energie empfängt, die empfangene Energie in elektrische Energie umwandelt und die elektrische Energie der Energiequelle zuführt.
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Das Verfahren umfasst:
- - Bereitstellen von elektrischer Energie aus dem Energiesystem für den mindestens einen Sensor und/oder Sender,
- - das Bestimmen des Zustands des Übertragungsriemens auf der Grundlage eines von dem zumindest einen Sensor gemessenen Parameters, und
- - Ausgeben des Signals, das den Zustand des Übertragungsriemens anzeigt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Übertragungsriemens durch Ausgabe eines Signals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst:
- - Empfangen des Signals mit Hilfe eines Empfängers,
- - Vergleichen des Signals mit einem vorbestimmten ersten Kriterium.
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Das erste Kriterium kann z.B. ein erster Schwellenwert sein.
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Optional umfasst das Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Übertragungsriemens ferner:
- - Ausgeben einer Benachrichtigung, wenn das Signal das vorbestimmte erste Kriterium erfüllt.
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Die Erfüllung des vorbestimmten Kriteriums kann z.B. bedeuten, dass das Signal über oder unter dem ersten Schwellenwert liegt, z.B. in Abhängigkeit von der Art des Sensors.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Beispielen mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren weiter erläutert; wobei
- 1a eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 1b eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens und einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 2 eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens und einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 3 eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens und einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 4 eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens und einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 5 eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens und einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 6 eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens und einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 7 eine schematische Ansicht einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 8 eine schematische Ansicht einer Zustandsüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- 9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 10 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist; und
- 11 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
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Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und dass die Abmessungen bestimmter Merkmale aus Gründen der Klarheit übertrieben sein können. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen beziehen sich auf dasselbe oder ein ähnliches Element, sofern nicht anders angegeben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1a zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Übertragungsriemen 1 umfasst ein Riemenelement 2 und mindestens einen Sensor 3, der an dem Riemenelement 2 befestigt ist. Der zumindest eine Sensor 3 ist eingerichtet, um einen Parameter zu messen, der einen Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt. Der Übertragungsriemen 1 umfasst weiter einen Sender 4, der am Riemenelement 2 befestigt ist. Der Sender 4 ist so angeordnet, dass er ein Signal überträgt, das den Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt. Weiter umfasst der Übertragungsriemen 1 ein Antriebssystem 5, das an dem Element 2 befestigt ist. Das Stromversorgungssystem 5 ist so eingerichtet, dass es dem zumindest einen Sensor 3 und/oder dem Sender 4 elektrische Energie bereitstellt. Das Stromversorgungssystem 5 umfasst eine Energiequelle 6 und einen Energiewandler 7. Der Energiewandler 7 ist so angeordnet, dass er Energie empfängt, diese Energie in elektrische Energie umwandelt und die elektrische Energie an die Energiequelle 6 weiterleitet. Der zumindest eine Sensor 3 kann an dem Übertragungsriemen 1 angebracht werden, indem er beispielsweise auf den Übertragungsriemen 1 geklebt wird. Er kann auch in den Übertragungsriemen 1 eingebettet werden, wie z. B. in einen aus Gummi hergestellten Abschnitt eingegossen werden. Der mindestens eine Sensor 3 kann auch an einem zwischengeschalteten Element zur Befestigung am Riemen 1 angebracht werden, um eine festere und steifere Befestigung am Übertragungsriemen 1 bereitzustellen. Dasselbe gilt auch für den Sender 3 und das Energiesystem 5, das die Energiequelle 6 und den Konverter 7 umfasst.
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1b zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 und einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist der Übertragungsriemen aus 1a in Kombination mit einem Empfänger 13 dargestellt, der ein übertragenes Signal empfängt, das einen Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt. Die Übertragung des Signals kann durch eine physikalische Verbindung oder drahtlos erfolgen.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 und einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist der Empfänger 13 auf physikalische Weise mit dem Sender 4 verbunden, um das Signal oder andere Daten zu übertragen. Zum Beispiel kann ein Kabel des Empfängers 13 mit einer Buchse des Übertragungsriemens 1 mit einer elektrischen Verbindung zum Sender 4 verbunden werden. Eine solche elektrische Verbindung zum Empfang eines Signals, das den Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt, kann auf jede andere geeignete Weise hergestellt werden.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 und einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Übertragungsriemen 1 umfasst weiterhin einen Energierückgewinner 8, der ausgebildet ist, um Energie zu gewinnen und diese Energie dem Energiewandler 7 bereitzustellen. Bei dem Energiewandler 7 kann es sich optional um einen kinematischen Energiewandler handeln. Der Energierückgewinner 8 kann mit dem Übertragungsriemen 1 durch eines der oben beschriebenen Beispiele für den zumindest einen Sensor 3, den Sender 4 und das Energiesystem 5 verbunden werden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 und einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Übertragungsriemen 1 umfasst weiterhin einen Energierückgewinner 8, der ausgebildet ist, um Energie zu gewinne und diese Energie dem Energiewandler 7 bereitzustellen. Der Energiewandler 7 kann optional Energie drahtlos von einem externen Energiesender 14 empfangen. Optional handelt es sich bei dem Energieabsender 14 um den Empfänger 13.
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5 zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 und einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist der Übertragungsriemen 1 aus 1b zu sehen, der durch einen separaten integrierten Schaltkreis 9 ergänzt wird. Die integrierte Schaltung 9 kann zur Speicherung von Signaldaten verwendet werden, falls das Signal zu irgendeinem Zeitpunkt nicht gesendet und/oder empfangen werden kann. Dann können das Signal und die zugehörigen Daten gespeichert und später bei einer erfolgreichen Verbindung zwischen dem Sender 4 und dem Empfänger 13 übertragen werden.
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6 zeigt eine schematische Ansicht eines Übertragungsriemens 1 und einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Man erkennt, dass der Übertragungsriemen 1 zwei Sender 4 umfasst. Weiter sind zwei Empfänger 13 zu sehen, die auch zum Betrieb als Energiesender 14 ausgebildet sein können, um das Signal zu empfangen, das den Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt, und optional vom Energierückgewinner 8 zum drahtlosen Empfang von Energie verwendet werden können.
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7 zeigt eine schematische Ansicht einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Zustandsüberwachungsanordnung 12 zur Überwachung eines Zustands eines Übertragungsriemens 1 umfasst einen Übertragungsriemen 1 gemäß einer der in der vorliegenden Offenbarung dargestellten Ausführungsformen. Hier ist eine Mehrriemenanwendung zu sehen, die mehrere Übertragungsriemen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, die über zwei Riemenscheiben 22 laufen. Eine der Riemenscheiben kann eine Antriebsriemenscheibe sein, die mit einem Motor verbunden ist, und die andere Riemenscheibe kann eine angetriebene Riemenscheibe sein, die mit einem Fahrzeug oder einer Maschine verbunden ist. Die Anordnung 12 umfasst ferner zumindest einen Empfänger 13 zum Empfangen eines vom Übertragungsriemen 1 übertragenen Signals.
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8 zeigt eine schematische Ansicht einer Zustandsüberwachungsanordnung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist eine Anwendung mit mehreren Riemen zu sehen, ähnlich wie in 7, die die Zustandsüberwachungsanordnung 12 aus 6 umfasst.
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9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Das Verfahren ist ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie S1 an zumindest einen Sensor und/oder Sender, um ein Signal S3 auszugeben, das den Zustand eines Übertragungsriemens 1 anzeigt. Der Riemen 1 (siehe z.B. 1a) umfasst ein Riemenelement 2, mindestens einen Sensor 3 zum Messen eines Parameters, der einen Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt, einen Sender 4 zum Übertragen eines Signals, das den Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigt, und ein Energiesystem 5 zum Bereitstellen von elektrischer Energie für den mindestens einen Sensor 3 und/oder den Sender 4. Der zumindest eine Sensor 3, der Sender 4 und das Energiesystem 5 sind an dem Riemenelement 2 angebracht. Das Energiesystem 5 umfasst eine Energiequelle 6 und einen Energiewandler 7. Der Energiewandler 7 ist so angeordnet, dass er Energie empfängt, die empfangene Energie in elektrische Energie umwandelt und die elektrische Energie der Energiequelle 6 zuführt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen von elektrischer Energie S 1 aus dem Energiesystem 5 für den mindestens einen Sensor 3 und/oder den Sender 4, das Bestimmen des Zustands des Übertragungsriemens S2 auf der Grundlage eines von dem mindestens einen Sensor 3 gemessenen Parameters und das Ausgeben des den Zustand des Übertragungsriemens 1 anzeigenden Signals S3.
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10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Übertragungsriemens 1, bei dem S3 ein Signal wie in 9 beschrieben ausgegeben wird. Das Verfahren umfasst das Empfangen S4 des Signals unter Verwendung eines Empfängers 13 (nicht dargestellt) und das Vergleichen S5 des Signals mit einem vorbestimmten ersten Kriterium. Durch den Vergleich des Signals mit einem vorbestimmten ersten Kriterium kann ein Zustand des Übertragungsriemens 1 bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Zustand der Längung des Übertragungsriemens 1 bestimmt werden.
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Das Flussdiagramm des Verfahrens kann einen weiteren optionalen Schritt umfassen, bei dem S6 eine Benachrichtigung ausgegeben wird, wenn das Signal außerhalb eines vorbestimmten zweiten Kriteriums liegt. Auf diese Weise kann die Situation analysiert werden, um geeignete Maßnahmen zur Aufrechterhaltung eines effizienten Betriebs der Maschine zu ergreifen, z. B. die Planung der Wartung oder des Austauschs des Übertragungsriemens 1.
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11 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist eine Kombination der Verfahren zur Ausgabe eines Signals gemäß 9 und zur Zustandsüberwachung eines Übertragungsriemens 1 gemäß 10 zu sehen.
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Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist; vielmehr wird der Fachmann erkennen, dass viele Änderungen und Modifikationen im Rahmen der beigefügten Ansprüche hergestellt werden können.
