DE202010012659U1

DE202010012659U1 - Overload clutch with a device for determining their slip angle

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Publication number: DE202010012659U1
Application number: DE202010012659U
Authority: DE
Original assignee: KTR Kupplungstechnik GmbH
Current assignee: Ktr Systems De GmbH
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2020-09-17

Abstract

Überlastkupplung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung des Rutschwinkels von ihrer Antriebsseite zur Abtriebsseite,
gekennzeichnet durch
zumindest jeweils wenigstens eine an ihrer Antriebsseite (2) und ihrer Abtriebsseite (3) angeordnete Reflexionsmarke (7, 8),
zumindest einen ersten Strahlungserzeuger zur Erzeugung einer gerichteten Strahlung, welche auf einen Bereich mit wenigstens einer Reflexionsmarke (7) an der Antriebsseite (2) ausgerichtet ist, und einen dem ersten Strahlungserzeuger zugeordneten, ersten Strahlungsempfänger zur Aufnahme des reflektierten Strahlungsanteils,
wenigstens einen zweiten Strahlungserzeuger zur Erzeugung einer gerichteten Strahlung, welche auf einen Bereich mit wenigstens einer Reflexionsmarke (8) an der Abtriebsseite (2) ausgerichtet ist, und einen dem zweiten Strahlungserzeuger zugeordneten, zweiten Strahlungsempfänger zur Erfassung des reflektierten Strahlungsanteiles auf der Abtriebsseite, und
durch mindestens eine Auswerteeinheit (9) zur Verarbeitung der durch die Strahlungsempfänger ausgegebenen Signale in Abhängigkeit zum fortlaufend erfassten Versatz zwischen den empfangenen Strahlungsanteilen der Antriebs- und Abtriebsseite (2, 3) und zur Berechnung der aufgetretenen Rutschwinkel, wobei...Overload clutch with a device for determining the slip angle from its drive side to the output side,
marked by
at least in each case at least one reflection mark (7, 8) arranged on its drive side (2) and its output side (3),
at least one first radiation generator for generating a directed radiation, which is aligned with an area with at least one reflection mark (7) on the drive side (2), and a first radiation generator associated with the first radiation generator for receiving the reflected radiation component,
at least one second radiation generator for generating a directed radiation, which is aligned with a region having at least one reflection mark (8) on the output side (2), and a second radiation generator assigned to the second radiation generator for detecting the reflected radiation fraction on the output side, and
by at least one evaluation unit (9) for processing the output by the radiation receiver signals in dependence on the continuously detected offset between the received radiation components of the drive and driven side (2, 3) and for calculating the slip angle that has occurred, wherein

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastkupplung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung des Rutsch- bzw. Verstellwinkels von ihrer Antriebsseite zur Abtriebsseite.The The invention relates to an overload clutch with a Device for determining the slip or adjustment angle of their drive side to the output side.

Überlastkupplungen haben grundlegend die Aufgabe, Aggregate und Teile von Antriebsmaschinen durch die Begrenzung der übertragenen Drehmomente zwischen den mechanisch untereinander gekoppelten Aggregaten und Maschinenteilen vor möglichen Überlasten zu schützen. In bestimmten Bereichen der Antriebstechnik kann es durchaus häufig zu kurzen oder auch langanhaltenden Rutsch- bzw. Rastvorgängen an den Überlastkupplungen kommen. Beispielsweise kommt es bei Windkraftanlagen zu Rutschvorgängen der Kupplung zwischen Getriebe und Generator, wenn der Generator durch Netzschaltungen, z. B. Kurzunterbrechungen, Drehmomentspitzen erzeugt. Häufigkeit und Dauer der Rutschvorgänge an den Kupplungen variieren dabei je nach Belastung, weshalb sich der von den Rutschvorgängen abhängige, aktuelle Verschleiß der Rutschkupplung nicht so ohne Weiteres bestimmen lässt. Eine einwandfreie Funktion der Kupplung und der darüber miteinander gekoppelten Aggregate und Maschinen kann daher nur durch kurze Wartungsintervalle mit einer Demontage der Überlasteinheit gewährleistet werden, was üblicherweise hohe Kosten zur Folge hat.Overload couplings have fundamentally the task of aggregates and parts of drive machines by limiting the transmitted torques between mechanically coupled with each other units and machine parts to protect against possible overloads. In certain areas of drive technology it can quite often too short or long-lasting sliding or resting operations come on the overload clutches. For example, come it in wind turbines to slip the clutch between gearbox and generator when the generator is powered by mains circuits, z. B. short interruptions, torque peaks generated. frequency and duration of slippage on the clutches vary depending on the load, which is why the slip of the slide dependent, current wear of the slip clutch not so easy to determine. A perfect one Function of the clutch and the coupled to each other Aggregates and machines can therefore only by short maintenance intervals ensured with a disassembly of the overload unit which usually results in high costs.

Aus der DE 10 2007 032 412 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen des Durchrutschweges einer Rutschkupplung bekannt, welche eine Messeinrichtung mit einem axialverschieblichen Messkörper aufweist. Dabei ändert sich die Position des Messkörpers proportional zum zurückgelegten Durchrutschwinkel der Rutschkupplung. Der Messkörper ist mit einem Gewinde ausgerüstet und mit der An- oder Abtriebsseite der Rutschkupplung gekoppelt. Das Gewinde des Messkörpers steht dabei mit einem korrespondierenden Gewinde im Eingriff, das mit der jeweils anderen Seite der Kupplung fest gekoppelt ist. Bei einem Rutschvorgang tritt neben der Relativbewegung zwischen den Kupplungsteilen ebenfalls eine Relativbewegung zwischen dem Messkörper und seinem Gegenstück auf. Nachteil derartiger Vorrichtungen ist der konstruktiv bedingte, begrenzte Messbereich, der nach Erreichen der Gewindeendposition durch den Messkörper eine Rückstellung notwendig macht. Darüber hinaus setzt die Verwendung einer solchen Vorrichtung stets eine Einbindung der Vorrichtung in die konstruktive Ausgestaltung der Rutschkupplung voraus. Die Ausgestaltung von Rutschkupplungen mit einer Vorrichtung vorbekannter Art verursacht, aufgrund der konstruktiv notwendigen Änderungen, einen erheblichen Mehraufwand in Verbindung mit relativ hohen Kosten.From the DE 10 2007 032 412 A1 a device for detecting the slipping path of a slip clutch is known, which has a measuring device with an axially displaceable measuring body. In this case, the position of the measuring body changes proportionally to the covered slip angle of the slip clutch. The measuring body is equipped with a thread and coupled to the input or output side of the slip clutch. The thread of the measuring body is engaged with a corresponding thread which is fixedly coupled to the other side of the coupling. In a sliding process occurs in addition to the relative movement between the coupling parts also a relative movement between the measuring body and its counterpart. Disadvantage of such devices is the design-related, limited measuring range, which makes a provision necessary after reaching the threaded end by the measuring body. In addition, the use of such a device always requires an involvement of the device in the structural design of the slip clutch. The design of slip clutches with a device of prior art causes, due to the structurally necessary changes, a significant overhead in connection with relatively high costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung des Durchrutsch- bzw. Verstellwinkels zu schaffen, die eine konstruktiv vereinfachte Ausgestaltung aufweist und somit kostengünstig herstellbar ist.Of the Invention is based on the object, an overload clutch with a device for determining the slipping or adjustment angle to create, which has a structurally simplified design and thus is inexpensive to produce.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Überlastkupplung mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.The Solution of the problem is carried out according to the invention by an overload clutch with the features of the protection claim 1. Advantageous developments and refinements are in the Claims 2 to 10 specified.

Bei einer Überlastkupplung mit einer Vorrichtung zur Ermittlung des Rutschwinkels von ihrer Antriebs- zur Abtriebsseite, ist erfindungsgemäß zumindest jeweils wenigstens eine an ihrer Antriebsseite und ihrer Abtriebsseite angeordnete Reflexionsmarke vorgesehen, zumindest ein erster Strahlungserzeuger zur Erzeugung einer gerichteten Strahlung, welche auf einen Bereich mit wenigstens einer Reflexionsmarke an der Antriebsseite ausgerichtet ist, und ein dem ersten Strahlungserzeuger zugeordneter, erster Strahlungsempfänger zur Aufnahme des reflektierten Strahlungsanteils, wenigstens ein zweiter Strahlungserzeuger zur Erzeugung einer gerichteten Strahlung, welche auf einen Bereich mit wenigstens einer Reflexionsmarke an der Abtriebsseite ausgerichtet ist, und ein dem zweiten Strahlungserzeuger zugeordneter, zweiter Strahlungsempfänger zur Erfassung des reflektierten Strahlungsanteils auf der Abtriebsseite, sowie mindestens eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung der durch die Strahlungsempfänger ausgegebenen Signale in Abhängigkeit zum fortlaufend erfassen Versatz zwischen den empfangenen Strahlungsanteilen der Antriebs- und Abtriebsseite und zur Berechnung der aufgetretenen Rutschwinkel, wobei die Auswerteeinheit zumindest mit den Strahlungsempfängern Signale übertragend gekoppelt ist.at an overload clutch with a device for detection the slip angle from its drive to the output side, according to the invention at least at least one arranged on its drive side and its output side Reflection mark provided, at least a first radiation generator for generating a directed radiation which is on a range aligned with at least one reflection mark on the drive side , and a first one associated with the first radiation generator Radiation receiver for receiving the reflected radiation component, at least one second radiation generator for generating a directed radiation, which indicates an area with at least one reflection mark the output side is aligned, and a second radiation generator associated, second radiation receiver for detecting the reflected Radiation component on the output side, as well as at least one evaluation unit for processing the output by the radiation receiver Signals in dependence on the continuously detect offset between the received radiation components of the drive and output side and for calculating the slip angle that has occurred, wherein the evaluation unit at least coupled with the radiation receivers transmitting signals is.

Mit einer derartig erfindungsgemäß ausgebildeten Überlastkupplung ist zum einen eine stets vorteilhafte Ermittlung ihres Rutsch- bzw. Verstellwinkels möglich und zum anderen ist durch die Einbindung einer Vorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eine konstruktiv vereinfachte Ausgestaltung der Rutschkupplung gewährleistet. Eine aufwendige Umgestaltung bzw. Neukonstruktion von Kupplungsteilen, aufgrund etwaiger mit den Kupplungsteilen mechanisch zu koppelnder Messkörper, ist auf vorteilhafte Weise vermieden. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Rutschkupplung drehrichtungsunabhängig eingesetzt werden, da sich die Reihenfolge der optischen Strahlungserzeuger und der optischen Strahlungsempfänger umschalten lässt. An vorbestimmten Bereichen der An- und Abtriebsseite ist jeweils wenigstens eine Reflexionsmarke vorzusehen, welche die von den Strahlungserzeugern ausgegebene optische Strahlung in Richtung eines jeweiligen Strahlungsempfängers reflektieren. Mittels eines Strahlungserzeugers und Strahlungsempfängers auf jeweils der An- und Abtriebsseite der Rutschkupplung lassen sich geringste Veränderungen des Versatzes zwischen den Reflexionsmarken stets zuverlässig detektieren. Über die Auswerteeinheit erfolgt in Abhängigkeit zu den aufgenommenen Signalen, speziell durch den fortlaufend gemessenen zeitlichen Versatz zwischen den reflektierten Strahlungsanteilen an der An- und Abtriebsseite, eine vorteilhaft einfache Erfassung möglicher Rutsch- bzw. Rastvorgänge. Auf Basis des erfassten zeitlichen Versatzes der insbesondere als Impulssignal vorliegenden, reflektierten Strahlungsanteile lässt sich dann auf relativ einfache Weise der aktuell aufgetretene Rutsch- bzw. Verstellwinkel bestimmen. Über die mittels der Auswerteeinheit in fortlaufender Abfolge aufsummierten Rutsch- bzw. Verdrehwinkel kann dann wiederum der aufgetretene Verschleiß an der Rutschkupplung bestimmt werden. Als Überlastkupplungen werden bei der vorliegenden Erfindung sowohl Reibkupplungen als auch Rastkupplungen verstanden, die entsprechend der auftretenden Überlast eine Verdrehung zwischen der An- und Abtriebsseite der Überlastkupplung zulassen. Bei einer Reib- oder Rutschkupplung ist als Rutschwinkel der Verdrehwinkel bezeichnet, der zwischen den unmittelbar aufeinander abgleitenden Reibflächen der Antriebs- und Abtriebsseite auftritt. Im Zusammenhang mit einer als Rastkupplung ausgebildeten Überlastkupplung ist unter dem Rutschwinkel ein Verstell- bzw. Verdrehwinkel zu verstehen, der sich bei einem auftretenden Rastvorgang an der Kupplung einstellt. Bedingt durch die Konstruktion des eingesetzten Rastsystems einer Rastkupplung, entspricht die Größe des sich bis zum Abbau der Überlast einstellenden Rutsch- bzw. Verdrehwinkels dabei üblicherweise einem festen Winkelmaß oder einem Vielfachen dessen.With an overload coupling designed in accordance with the invention, on the one hand, an always advantageous determination of its slip or adjustment angle is possible, and on the other hand, by incorporating a device with the features according to the invention, a structurally simplified design of the slip clutch is ensured. A complex redesign or redesign of coupling parts, due to any with the coupling parts mechanically to be coupled measuring body is avoided in an advantageous manner. Furthermore, the slip clutch according to the invention can be used independent of the direction of rotation, since the order of the optical radiation generator and the optical radiation receiver can be switched over. At predetermined regions of the input and output side, in each case at least one reflection mark is to be provided, which reflect the optical radiation emitted by the radiation generators in the direction of a respective radiation receiver. By means of a Radiation generator and radiation receiver on each of the input and output side of the slip clutch can be reliably detected always smallest changes in the offset between the reflection marks. Depending on the recorded signals, in particular by the continuously measured time offset between the reflected radiation components on the input and output side, an advantageously simple detection of possible slipping or latching operations takes place via the evaluation unit. On the basis of the detected time offset of the present in particular as a pulse signal, reflected radiation components can then be determined in a relatively simple manner, the currently occurring slip or adjustment angle. In turn, the occurred wear on the slip clutch can then be determined via the slip or torsion angle added up by the evaluation unit in a continuous sequence. In the present invention, overload clutches are understood to mean both friction clutches and detent clutches which permit a rotation between the input and output side of the overload clutch in accordance with the overload which occurs. In the case of a friction or slip clutch, the angle of rotation is referred to as slip angle which occurs between the friction surfaces of the drive and driven sides sliding off one another directly. In connection with a trained as a detent clutch overload clutch is under the slip angle to understand an adjustment or angle of rotation, which occurs at an occurring latching operation on the clutch. Due to the design of the locking system used a detent coupling, the size of the adjusting to reduce the overload slip or angle of rotation usually corresponds to a fixed angle or a multiple thereof.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Strahlungserzeuger und der erste Strahlungsempfänger als Reflexlichtschranke ausgebildet sind. Der Einsatz einer Reflexlichtschranke stellt eine konstruktiv vorteilhafte Möglichkeit dar, um einen gerichteten Lichtstrahl zu erzeugen und gleichzeitig den an einer Reflexionsmarke reflektierten Lichtstrahl wieder zu detektieren. Strahlungserzeuger und -empfänger sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und mit ihren Sende- und Empfangsachsen insbesondere parallel zueinander ausgerichtet. Durch den Strahlungsempfänger erfolgt bevorzugt eine Wandlung der aufgenommenen optischen Strahlung in elektrische Ausgangssignale. Ebenso wie der erste Strahlungserzeuger und -empfänger, sind auch der zweite Strahlungserzeuger und der zweiter Strahlungsempfänger als Reflexlichtschranke ausgebildet.To an advantageous embodiment of the invention is provided that the first radiation generator and the first radiation receiver are formed as a reflex light barrier. The use of a reflex light barrier represents a structurally advantageous way to to generate a directed light beam while at the same time a reflection mark reflected light beam to detect again. radiation generator and receiver are preferably in a common Housing arranged and with their transmitting and receiving axes in particular aligned parallel to each other. Through the radiation receiver Preferably, a conversion of the recorded optical radiation takes place in electrical output signals. Just like the first radiation generator and receiver, are also the second radiation generator and the second radiation receiver as a reflex light barrier educated.

Bevorzugt ist jede Reflexionsmarke mittels einer Reflektorfolie ausgebildet, welche an Kupplungsteilen der Antriebs- und Abtriebsseite angeordnet sind. Die Verwendung einer Reflektorfolie, vorzugsweise einer Hologrammfolie, stellt eine vorteilhafte Möglichkeit zur Ausbildung der an- und abtriebsseitig anzubringenden Reflexionsmarken dar. Die Oberfläche einer Hologrammfolie ist derart ausgestaltet, dass ein Lichtstrahl stets in die Richtung wieder reflektiert wird, aus der er auf der Oberfläche der Folie aufgetroffen ist. Eine Ausrichtung des Strahlungserzeugers und -empfängers senkrecht zur Drehachse der Kupplungsteile ist somit nicht erforderlich, was die Positionierung der Reflexlichtschranken mit Vorteil vereinfacht.Prefers each reflection mark is formed by means of a reflector foil, which are arranged on coupling parts of the input and output side are. The use of a reflector foil, preferably a hologram foil, represents an advantageous way of training the The reflection marks to be mounted on the drive and output side Surface of a hologram foil is designed in such a way that a ray of light is always reflected in the direction again, from which he has struck the surface of the film. An orientation of the radiation generator and receiver perpendicular to the axis of rotation of the coupling parts is thus not required which advantageously simplifies the positioning of the retro-reflective sensors.

Die Auswerteeinheit umfasst insbesondere eine Signalaufbereitung, mit Hilfe der die vom Strahlungsempfänger ausgegebenen elektrischen Signale beispielsweise verstärkt oder gefiltert werden. Diesbezüglich kommen entsprechende Bauteile, wie zum Beispiel ein Verstärker oder ein Signalfilter, zur Anwendung.The Evaluation unit includes in particular a signal processing, with Help of the output from the radiation receiver electrical For example, signals are amplified or filtered. In this regard, corresponding components, such as an amplifier or a signal filter, for use.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit wenigstens eine Rechenschaltung mit bestimmten Funktionen aufweist, mit Hilfe der sich neben einer vorteilhaften Auswertung der erfassten Messsignale weitere Steuerprozesse auf einfache Weise realisieren lassen. Mittels der Rechenschaltung lassen sich dabei die verschiedensten Berechnungsprozesse bzw. Steuerungsabläufe umsetzen. Bei Auftreten eines Rutsch- bzw. Rastvorganges an der Überlastkupplung, der kleiner als eine Gesamtumdrehung an der Kupplung ist, wird der aktuelle Rutschwinkel α insbesondere drehzahlunabhängig mit der in der Rechenschaltung hinterlegten Formel

berechnet, wobei T_a dem aktuell gemessenen Versatz zwischen den Reflexionsmarken, T der Zeitdauer für einen Umlauf und β dem zuvor ermittelten Rutsch- bzw. Verstellwinkel entspricht. Im Falle eines lang andauernden Rutsch- bzw. Verdrehvorganges, wo das Impulssignal auf der abgebremsten Kupplungsseite mehr als eine Gesamtumdrehung der Kupplung ausbleibt, erfolgt die Berechnung des aktuellen Rutschwinkels α dann über die vorliegende Formel α = 360°·n – β. Dabei ist n die Anzahl der erfassten Durchlaufe der weiterhin rotierenden Markierung und β wiederum der vorherige, gemessene Rutsch- bzw. Verstellwinkel.In addition, it is provided that the evaluation unit has at least one arithmetic circuit with certain functions, by means of which, in addition to an advantageous evaluation of the detected measurement signals, further control processes can be realized in a simple manner. By means of the arithmetic circuit, the most varied calculation processes or control processes can be implemented. Upon occurrence of a slip or latching operation on the overload clutch, which is smaller than a total rotation of the clutch, the current slip angle α is in particular speed-independent with the formula stored in the calculation circuit

where T _a corresponds to the currently measured offset between the reflection marks, T corresponds to the time duration for one revolution, and β corresponds to the previously determined slip or adjustment angle. In the case of a long-lasting slipping or twisting process, where the pulse signal on the decelerated clutch side is absent for more than one complete revolution of the clutch, the calculation of the current slip angle α then takes place via the present formula α = 360 ° * n-β. In this case, n is the number of detected passes of the further rotating marking and β in turn the previous, measured slip or adjustment angle.

Die Rechenschaltung weist vorzugsweise eine Speicherfunktion auf, mit Hilfe der die ermittelten Daten automatisch abgespeichert werden. Die Rechenschaltung ist diesbezüglich beispielsweise mit einem digitalen Speichermedium gekoppelt, auf dem die Daten jederzeit wieder abrufbar abgelegt werden. Es können insbesondere mittels der Speicherfunktion sämtliche, auftretenden Überlastvorgänge und die damit im Zusammenhang erfassten Daten, wie zum Beispiel Zeitpunkt der Messung, Drehzahl, Rutschdauer und der daraus ermittelte Gesamtrutsch- bzw. Gesamtverdrehwinkel abgespeichert werden. Es ist ebenfalls denkbar, unabhängig von möglichen Rutschvorgängen permanent Daten aufzuzeichnen, wie zum Beispiel Drehzahlinformationen.The arithmetic circuit preferably has a memory function with which the ascertained data is automatically stored. In this regard, the arithmetic circuit is coupled, for example, to a digital storage medium on which the data can be retrieved again at any time. It can in particular by means of the memory function all occurring overload operations and the Data recorded in connection therewith, such as, for example, the time of measurement, speed, slip time and the total slip or total twist angle determined therefrom, are stored. It is also conceivable to permanently record data, such as speed information, regardless of possible skidding events.

Weiterhin beinhaltet die Rechenschaltung eine Warnfunktion, welche aktiviert und dadurch gleichzeitig ein elektrisches Warnsignal ausgegeben wird, sobald ein beliebig voreinstellbarer Grenzrutsch- bzw. Grenzverstellwinkel überschritten wird. Insbesondere bei lang anhaltenden Rutsch- bzw. Rastvorgängen kann eine Überhitzung und somit eine Beschädigung der Kupplung vermieden werden, wenn das elektrische Warnsignal an eine Steuerung beispielsweise einer Windkraftanlage übermittelt wird, um gegebenenfalls für ein Verringern der auf der An- oder Abtriebsseite wirkenden Last oder gar für ein Abschalten des Antriebes zu sorgen. Die Auswerteeinheit ist zu diesem Zweck mit einem als Digitalausgang ausgebildeten Warnausgang ausgestattet.Farther the arithmetic circuit includes a warning function which activates and thereby simultaneously an electric warning signal is output, as soon as an arbitrarily presettable limit slip or limit adjustment angle is exceeded becomes. Especially with long-lasting sliding or resting operations can cause overheating and thus damage the clutch can be avoided when the electrical warning signal a controller is transmitted, for example, a wind turbine, if necessary for a reduction of the on or The load acting on the output side or even for a shutdown to provide the drive. The evaluation unit is for this purpose equipped with a digital output designed as a warning output.

Die Auswerteeinheit verfügt über eine Schnittstelle zum Auslesen der in der Auswerteeinheit gespeicherten Daten beispielsweise während routinemäßig durchzuführender Wartungsarbeiten bzw. Inspektionen an einer Antriebsmaschine. An die Schnittstelle kann zu diesem Zweck beispielsweise ein mobiles Speichermedium angeschlossen werden. Speziell bei Windkraftanlagen, deren Antriebsmaschinen relativ schwer zugänglich sind, kann darüber hinaus eine Sendeeinheit vorzusehen sein, mit Hilfe der die von der Auswerteeinheit ermittelten Daten kabellos an einen entsprechenden Empfänger übermittelt und bevorzugt zentral für eine Fernwartung ausgewertet werden.The Evaluation unit has an interface for reading out the data stored in the evaluation unit, for example while being routinely performed Maintenance work or inspections on a drive machine. At For example, the interface can be a mobile one for this purpose Storage medium to be connected. Especially with wind turbines, their drive machines are relatively difficult to access, In addition, a transmitting unit can be provided, with the help of the data determined by the evaluation unit wirelessly transmitted to a corresponding recipient and preferably evaluated centrally for remote maintenance become.

Bei einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Verwendung mit einer Überlastkupplung, insbesondere zur Ermittlung des Rutsch- bzw. Verstellwinkels an einer Drehmomente von ihrer Antriebsseite zur Abtriebsseite übertragenden Überlastkupplung, für die selbstständiger Schutz beantragt wird, ist nach der Erfindung zumindest ein erster Strahlungserzeuger zur Erzeugung einer gerichteten Strahlung vorgesehen und ein dem ersten Strahlungserzeuger zugeordneter, erster Strahlungsempfänger zur Aufnahme des reflektierten Strahlungsanteils, wenigstens ein zweiter Strahlungserzeuger zur Erzeugung einer gerichteten Strahlung und ein dem zweiten Strahlungserzeuger zugeordneten, zweiten Strahlungsempfänger zur Erfassung des reflektierten Strahlungsanteiles, sowie mindestens eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung der durch die Strahlungsempfänger ausgegebenen Signale in Abhängigkeit zum fortlaufend erfassten Versatz zwischen den empfangenen Strahlungsanteilen und zur Berechnung der aufgetretenen Rutsch- bzw. Verdrehwinkel, wobei die Auswerteeinheit zumindest mit den Strahlungsempfängern Signale übertragend gekoppelt ist.at a device for use according to the invention with an overload clutch, in particular for the determination the slip or adjustment angle to a torque of their Drive side to the output side transmitting overload clutch, for the independent protection is requested, is after the Invention at least a first radiation generator for generating a directed radiation provided and a the first radiation generator assigned, first radiation receiver for receiving the reflected radiation component, at least a second radiation generator for generating a directed radiation and the second radiation generator assigned, second radiation receiver for detection the reflected radiation component, as well as at least one evaluation unit for processing the output by the radiation receiver Signals in dependence on the consecutively detected offset between the received radiation components and for the calculation of occurred slip or twist angle, wherein the evaluation unit transmitting signals at least with the radiation receivers is coupled.

Eine Messung zur Ermittlung des Rutsch- bzw. Verstellwinkels an Überlastkupplungen kann mit Hilfe einer derartig erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ihren Strahlungserzeugern den Strahlungsempfänger und zumindest einer Auswerteeinheit stets auf vorteilhaft einfache Weise erfolgen. Eine aufwendige Einbindung oder gar konstruktive Änderungen an der Kupplung sind dabei nicht notwendig. Ein besonderer Vorteil ist dabei auch, dass die Vorrichtung an sich bereits im Einsatz befindlichen Antriebssystemen, insbesondere deren Überlastkupplungen, vorteilhaft einfach nachgerüstet werden kann. Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung mit ihren begrenzten Messbereichen ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung darüber hinaus eine unbegrenzte Anzahl von Rutsch- bzw. Rastvorgängen an einer Überlastkupplung detektierbar, ohne dass an der Vorrichtung selbst in irgendeiner Form eine Rückstellung vorzunehmen wäre. Die Signalübertragung von zumindest den Strahlungsempfängern zur Auswerteeinheit kann insbesondere kabelgebunden oder auch drahtlos mit Hilfe dafür vorgesehenen Sende- und Empfangseinheiten erfolgen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den vorher beschriebenen Unteransprüchen angegeben.A Measurement to determine the slip or adjustment angle on overload clutches can with the help of such inventive Device with their radiation generators the radiation receiver and at least one evaluation always on advantageously simple Done way. A complex integration or even constructive changes at the clutch are not necessary. A special advantage is also that the device itself is already in use located drive systems, in particular their overload clutches, can be easily retrofitted. In contrast to the known device with their limited measuring ranges is about it with the device according to the invention an unlimited number of slips Detected on an overload clutch, without that at the Device itself in some form a provision would be to make. The signal transmission of at least the Radiation receivers to the evaluation unit can in particular wired or wirelessly provided with the help Transmit and receive units done. Advantageous developments of Device are in the subclaims described above specified.

Das mit der Vorrichtung an einer Überlastkupplung umsetzbare Verfahren lässt sich dabei wie folgt beschreiben. Mittels zweier Strahlungserzeuger wird jeweils eine gerichtete Strahlung, insbesondere ein Lichtstrahl erzeugt, wobei je einer der Lichtstrahlen dann auf einen vorbestimmten Bereich einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite einer Überlastkupplung gerichtet wird. Mit Hilfe von Reflexionsmarken an der Antriebs- und an der Abtriebsseite werden jeweils Strahlungsanteile der abgegebenen Strahlung reflektiert und von zwei Strahlungsempfängern aufgenommen bzw. empfangen. Die insbesondere als Impulssignale erfassten Strahlungsanteile werden von den Empfängern in entsprechende elektrische Signale umgewandelt und dann an eine Auswerteeinheit übertragen, die in Abhängigkeit zum fortlaufend erfassten Versatz zwischen den übertragenen, häufig als Spannungssignal vorliegenden Impulssignalen den aktuell aufgetretenen Rutsch- bzw. Verdrehwinkel an der Überlastkupplung ermittelt. Des Weiteren werden mit der Auswerteeinheit weitere Größen, wie zum Beispiel der Zeitpunkt der Messung erfasst sowie Messgrößen, wie zum Beispiel Drehzahl, Rutsch- bzw. Verstelldauer und Gesamtrutsch- bzw. Gesamtverstellwinkel berechnet, und anschließend abgespeichert. Bei Bedarf können die abgespeicherten Daten über entsprechende Digitalausgänge an der Auswerteelektronik ausgelesen werden.The implementable with the device on an overload clutch Method can be described as follows. through two radiation generators is each a directed radiation, in particular generates a light beam, wherein each one of the light beams then to a predetermined area of a drive side and a Output side of an overload clutch is directed. With Help for reflection marks on the drive and output side In each case radiation components of the emitted radiation are reflected and received or received by two radiation receivers. The radiation components detected in particular as pulse signals become from the receivers into corresponding electrical signals converted and then transferred to an evaluation unit, in dependence on the continuously recorded offset between the transmitted, often present as a voltage signal Pulse signals the currently occurring slip or twist angle determined on the overload clutch. Furthermore, will be with the evaluation further sizes, such as Example the time of the measurement is recorded and measured variables, such as engine speed, skid and / or adjustment time and total skid or Gesamtverstellwinkel calculated, and then stored. If necessary, the stored data about corresponding digital outputs on the transmitter be read out.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:One Embodiment of the invention, from which more give inventive features is shown in the drawing. Show it:

1: eine schematische Darstellung einer Überlastkupplung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung des Rutschwinkels; 1 a schematic representation of an overload clutch with a device according to the invention for determining the slip angle;

2: Darstellung einer Messung ohne Rutschvorgang; 2 : Representation of a measurement without slip;

3: Darstellung einer Messung mit einem kurzen Rutsch- bzw. Rastvorgang, und 3 : Representation of a measurement with a short slip or snap action, and

4: Darstellung einer Messung bei anhaltendem Rutsch- bzw. Verstellvorgang. 4 : Representation of a measurement with continuous skidding or adjustment process.

Mit 1 ist eine Überlastkupplung bezeichnet, die eine Antriebsseite 2 und eine Abtriebsseite 3 aufweist, welche über ihren Kupplungsbereich 4 Drehmomente übertragend verbunden sind. Bei Auftreten einer Überlast an einer der Seiten der Überlastkupplung tritt dann ein Rutschen bzw. Verdrehen vorbestimmter Bauteile zueinander im Kupplungsbereich 4 auf, wodurch ein Winkelversatz zwischen der Antriebsseite 2 und der Abtriebsseite 3 entsteht. Zur Erfassung dieser Rutsch- bzw. Verdrehvorgänge werden zwei Reflexlichtschranken 5, 6 eingesetzt, wobei jede Reflexlichtschranke 5, 6 mit einem Strahlungserzeuger und einem Strahlungsempfänger ausgerüstet ist. Die Reflexlichtschranken sind auf vorbestimmte Bereiche der An- und Abtriebsseite 2, 3 gerichtet, in denen jeweils sichtbar an den Umfängen als Reflexionsfolie ausgebildete Reflexionsmarken 7, 8 angeordnet sind, die den vom Strahlungserzeuger ausgegebenen Lichtstrahl wieder in Richtung des in einem Gehäuse mit dem Strahlungserzeuger angeordneten Strahlungsempfänger reflektieren. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine mit den Reflexlichtschranken 5, 6 verbundene Auswerteeinheit 9 auf, mittels der auf Basis der von den Empfängern abgegebenen Signalen der jeweils aktuelle Versatz zwischen den Reflexionsmarken 7, 8 ermittelt wird und daraus Rückschlüsse auf mögliche aufgetretene Überlastvorgänge gezogen werden können.With 1 is called an overload clutch, which is a drive side 2 and an output side 3 which has its coupling area 4 Torques are transmitted transmitting. If an overload occurs on one of the sides of the overload clutch, then a slip or rotation of predetermined components occurs to one another in the coupling region 4 on, causing an angular misalignment between the drive side 2 and the output side 3 arises. To detect these slipping or twisting operations, two reflex light barriers are used 5 . 6 used, with each reflex light barrier 5 . 6 equipped with a radiation generator and a radiation receiver. The reflex light barriers are on predetermined areas of the input and output side 2 . 3 directed, in each of which visible at the circumferences formed as reflection film reflection marks 7 . 8th are arranged, which reflect the output from the radiation generator light beam again in the direction of arranged in a housing with the radiation generator radiation receiver. The device further includes one with the reflex light barriers 5 . 6 connected evaluation unit 9 on, by means of the basis of the signals emitted by the receivers of the respective current offset between the reflection marks 7 . 8th is determined and from this conclusions can be drawn on possible occurred overloading operations.

2 bis 4 zeigen jeweils verschiedene Messsituationen, die während der Messung an einer Überlastkupplung auftreten können. 2 zeigt den Fall, wo kein Rutsch- bzw. Rastvorgang an der Kupplung eingetreten ist. Wie zu erkennen, weist der zeitliche Versatz T_a des Impulssignales 10 der Messkurve 11 und des Impulssignales 12 der Messkurve 13 keine Differenz zum gemessenen, zeitlichen Versatz T_a1 des Impulssignals 10' der Messkurve 11 und dem Impulssignal 12' der Messkurve 13 auf. 2 to 4 each show different measurement situations that can occur during the measurement on an overload clutch. 2 shows the case where no slip or latching action has occurred on the clutch. As can be seen, the time offset T _{a of} the pulse signal 10 the trace 11 and the pulse signal 12 the trace 13 no difference to the measured, time offset T _{a1 of} the pulse signal 10 ' the trace 11 and the pulse signal 12 ' the trace 13 on.

In 3 ist der Fall dargestellt, dass während der dauerhaft durchgeführten Messung ein Rutsch- oder Rastvorgang an der Überlastkupplung aufgetreten ist. Dies ist insbesondere durch den sich verändernden Versatz der erfassten Impulssignale 14, 14', 15, 15' der Messkurven 16 und 17 zu entnehmen, da der gemessene Versatz T_a2 zum nachfolgenden gemessenen Versatz T_a3 abweicht. Aus der üblicherweise zeitlich erfassten Größe wird dann der aktuell aufgetretene Rutsch- bzw. Verstellwinkel zwischen der An- und Abtriebsseite berechnet.In 3 the case is shown that during the permanently performed measurement, a sliding or latching action has occurred on the overload clutch. This is particularly due to the changing offset of the detected pulse signals 14 . 14 ' . 15 . 15 ' the traces 16 and 17 as the measured offset T _a2 deviates from the subsequent measured offset T _a3 . From the usually timed size then the currently occurring slip or adjustment angle between the input and output side is calculated.

4 zeigt eine Messsituation an der Überlastkupplung, in der, wie durch die gemessenen Impulssignale 18, 18' der Messkurve 19 aufgezeigt, an der Antriebsseite eine fortwährende Drehbewegung gegeben ist. Hingegen zeigt die Messkurve 20 keine durch die Lichtreflexschranke erfassten Pegel bzw. Impulssignale, so dass die Abtriebsseite still steht bzw. sich relativ langsam dreht und hier ein entsprechend lang anhaltender Rutsch- bzw. Verdrehvorgang im Kupplungsbereich der Überlastkupplung aufgetreten ist. 4 shows a measurement situation on the overload clutch, in which, as by the measured pulse signals 18 . 18 ' the trace 19 shown, on the drive side is given a continuous rotational movement. By contrast, the trace shows 20 no detected by the light reflex barrier level or pulse signals, so that the output side is stationary or rotates relatively slowly and here a correspondingly long-lasting slipping or twisting occurred in the coupling region of the overload clutch.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102007032412 A1 [0003]

Claims

Overload clutch with a device for determining the slip angle of its drive side to the output side, characterized by at least in each case at least one on its drive side ( 2 ) and its output side ( 3 ) arranged reflection mark ( 7 . 8th ), at least one first radiation generator for generating a directed radiation which is irradiated onto an area with at least one reflection mark ( 7 ) on the drive side ( 2 ), and a first radiation generator associated with the first radiation generator for receiving the reflected radiation component, at least one second radiation generator for generating a directed radiation, which on a region with at least one reflection mark ( 8th ) on the output side ( 2 ), and a second radiation generator associated with the second radiation generator for detecting the reflected radiation component on the output side, and by at least one evaluation unit ( 9 ) for processing the signals output by the radiation receivers in dependence on the continuously detected offset between the received radiation components of the drive and output side (US Pat. 2 . 3 ) and for calculating the slip angles which have occurred, the evaluation unit ( 9 ) is at least coupled to transmit signals with the radiation receivers.

Overload clutch according to claim 1, characterized in that the first radiation generator and the first radiation receiver as a reflex light barrier ( 5 ) are formed.

Overload clutch according to one of claims 1 and 2, characterized in that the second radiation generator and the second radiation receiver as a reflex light barrier ( 6 ) are formed.

Overload clutch according to one of claims 1 to 3, characterized in that each reflection mark ( 7 . 8th ) is formed by means of a reflector film which on coupling parts of the input and output side ( 2 . 3 ) are arranged.

Overload clutch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the evaluation unit ( 9 ) comprises signal conditioning.

Overload clutch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaluation unit ( 9 ) has at least one arithmetic circuit with certain functions.

Overload clutch according to claim 6, characterized the computing circuit has a memory function.

Overload clutch according to one of claims 6 and 7, characterized in that the arithmetic circuit is a warning function includes.

Overload clutch according to one of claims 1 to 8, characterized in that the evaluation unit with a Interface is equipped.

Device for use with an overload clutch, in particular for determining the slip angle at a torque from its drive side to the output side transmitting overload clutch, characterized by at least a first radiation generator for generating a directed radiation and the first radiation generator associated, first radiation receiver for receiving the reflected radiation component, at least one second radiation generator for generating a directed radiation and a second radiation generator associated, second radiation receiver for detecting the reflected radiation component, and by at least one evaluation unit ( 9 ) for processing the signals output by the radiation receivers in dependence on the continuously detected offset between the received radiation components and for calculating the slip angles which have occurred, the evaluation unit ( 9 ) is at least coupled to transmit signals with the radiation receivers.