联轴器和用于无接触检测联轴器磨损的方法技术

本发明专利技术涉及联轴器和用于无接触检测联轴器磨损的方法。联轴器(10)包括第一联轴器半部和第二联轴器半部。在第一联轴器半部(12)处布置第一磁体(32)，在第二联轴器半部(14)处布置第二磁体(34)，以用于无接触地检测联轴器(10)的磨损状态。本发明专利技术还涉及包括这种联轴器(10)和传感器装置(50)的系统(90)。传感器装置具有至少一个用于检测磁场的物理量的传感器(52)。本发明专利技术还涉及被用于测定联轴器的磨损状态的方法(100)和对应的计算机程序产品。本发明专利技术还涉及相关联的评估单元(60)和配备有这种评估单元和/或根据本发明专利技术的联轴器的工业应用(81)。本发明专利技术还涉及用于测定联轴器(10)的磨损状态的所阐述的传感器装置(50)的用途。状态的所阐述的传感器装置(50)的用途。状态的所阐述的传感器装置(50)的用途。

【技术实现步骤摘要】
联轴器和用于无接触检测联轴器磨损的方法


[0001]本专利技术涉及一种设计为其内部磨损状态被无接触检测的联轴器。本专利技术还涉及适合在相应的联轴器中测定当前磨损状态的方法。本专利技术同样涉及针对此设计的计算机程序产品、相应的控制单元和对应的传感器。本专利技术还涉及拥有相应联轴器的工业应用。

技术介绍

[0002]EP 1 998 147 B1公开了一种用于无接触检测转子的旋转角的测量设备。测量设备具有用作转子的第一主体，在该主体上安装有磁体。在第二主体上上布置有与磁体径向偏置的磁敏感元件。借助于磁敏感元件来测定第一主体、即转子的旋转角。
[0003]联轴器是受磨损影响的、相应地需要维护的部件。技术目的在于在联轴器中准确可靠并以简单的方式测定当前磨损状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种测定联轴器(Kupplung)的当前磨损状态的改进的可行方案。
[0005]所述目的通过根据本专利技术的包括第一联轴器半部和第二联轴器半部的联轴器实现。通过联轴器，驱动功率、即转矩和转速沿旋旋转轴线线从第一联轴器半部被引导到第二联轴器半部。联轴器对此例如可以设计为牙嵌联轴器、齿轮联轴器或薄片联轴器。在无磨损状态和受磨损影响状态之间，第一联轴器半部与第二联轴器半部之间沿周向方向存在偏差，联轴器沿该周向方向在预期的运行中围绕旋转轴线转动。为了检测联轴器的这种磨损，在第一联轴器半部处布置有第一磁体。此外为了检测磨损，还在第二联轴器半部上布置有第二磁体。由于先前的磨损，第一磁体和第二磁体之间的周向间距相应地可以发生改变。由此，第一磁体和第二磁体之间产生了能以无接触的方式检测的磁性相互作用。这种无接触检测可以借助于合适的传感器以更高的精度实现。第一磁体与第二磁体之间的周向间距所描绘的变化是在联轴器中存在的、可以精确检测的磨损的度量。第一磁体与第二磁体不需要任何自身的电源，并且可以以简单的方式布置在第一联轴器半部和第二联轴器半部处，尤其是固定地紧固在第一联轴器半部和第二联轴器半部处。用于检测第一磁体与第二磁体之间的磁性相互作用的装置，因此可以以简单的方式独立地与联轴器相邻地安装。根据本专利技术的联轴器提供了一种以更少的可以以高性价比制造和安装的零件的数量来实现的对当前磨损的精确检测。
[0006]在要求保护的联轴器的一个实施方式中，分别由第一磁体和第二磁体产生磁场。第一磁体和第二磁体的磁场相互作用，并且产生组合磁场。组合磁场位于第一磁体和第二磁体之间的区域中，并且在第一磁场和第二磁场的周围环境中。通过使第一联轴器半部和第二联轴器半部可以相对运动，第一磁体和第二磁体设计为可以相对运动的。第一磁体和第二磁体尤其沿周向方向跟随第一联轴器半部与第二联轴器半部之间的相对运动，使得第一磁体和第二磁体的周向间距发生变化。对此，第一磁体和第二磁体例如可以在轴向方向、
即沿联轴器的旋转轴线彼此相邻地布置。第一磁体和第二磁体尤其可以分别布置在第一联轴器半部或第二联轴器半部的外表面上。由于第一联轴器半部和第二联轴器半部之间的相对运动，第一磁体和第二磁体之间的磁性相互作用相应地引起组合磁场的改变。这又是可以无接触检测的。
[0007]另外在第二联轴器半部处还可以布置有第三磁体。第二磁体和第三磁体以在周向方向上间隔开的方式布置在第二联轴器半部处。第二磁体和第三磁体尤其可以布置成，使得第一磁体在联轴器的装配状态下沿周向方向被定位在在第二磁体和第三磁体之间。由此可以产生明确的组合磁场。例如在检测组合磁场时，可以测定经过在传感器装置处的第一磁体、第二磁体和第三磁体之间的时间差。由此例如可以看出联轴器以哪个转动方向旋转。此外，通过使用额外磁体、即第三、第四磁体等提高了可获得的测量精度。
[0008]此外组合磁场的改变可以包括磁通密度的变化、磁通密度梯度的变化和/或组合磁场的磁场线的方向变化。在此，梯度可以是地点上或时间上的梯度。在此，组合磁场的改变可以被理解为局部改变，局部改变表示在组合磁场内基本上呈点状的位置。磁通密度以及同样还有磁通密度的梯度，可以通过在不同位置的多次测量被精确测量。由于联轴器的磨损，由此形成可精确检测的、相应地作为当前磨损状态的度量的测量参量。
[0009]在另一实施方式中，组合磁场在第一磁体和第二磁体之间的区域改变。替选地或额外地，组合磁场的改变在第一磁体或第二磁体旁边的区域中(即轴向外侧)发生。在磁体相应定向的情况下，在第一磁体和第二磁体之间的区域中，磁通密度更高并且磁通密度的梯度在数值上更高，且相应地可以以简单的方式被明确识别。因此，检测在第一磁体与第二磁体之间的区域中的改变，使得当前的磨损状态能够被特别可靠地测定。替选地，第一磁体和第二磁体被定向为，使得这两者之间的磁通密度降低。相应地，在第一磁体与第二磁体之间存在磁通密度的可明确辨识的最小值。在第一磁体或第二磁体的相邻区域中，磁场线具有环路形状。在第一磁体或第二磁体的相邻区域中可以以提高的精度执行测量。
[0010]另外在第一磁体和第二磁体之间可以布置有受磨损的阻尼元件。尤其地，阻尼元件可以设计为基本上具有以星形方式突出的多个压力体的环。此外，阻尼元件可以由弹性材料，例如橡胶或其他弹性体制成。这种阻尼元件例如可以用于牙嵌联轴器的情况中。要求保护的联轴器相应地可以设计为牙嵌联轴器。受磨损(Verschleissbehaftet)的阻尼元件展示出足够高、并相应可精确测量的磨损。因此在相应的联轴器情况中，在检测当前磨损状态时可以获得提高的精度。此外通过受磨损的阻尼元件还降低了会导致组合磁场改变的高频干扰。由此简化了对当前磨损状态的测定，并提高了可靠程度。替选地，联轴器还可以设计为弹性体联轴器，尤其是插合式联轴器。另外替选地，联轴器还可以设计为高弹性联轴器，尤其是轮胎联轴器，尤其是全橡胶轮胎联轴器。这种联轴器在运行中具有大旋转角，从而可以通过当前解决方案来实现对磨损状态的特别精确的检测。此外，在这种联轴器中还可以辨识出短时的过载情况。在预期的运行下，旋转角越大，在联轴器中就可以越准确和可靠地辨识短时的过载情况。
[0011]基本目的通过根据本专利技术的系统来实现，该系统包括联轴器和传感器装置。传感器装置具有至少一个传感器，其设计为无接触地检测磁场的至少一个物理量。传感器装置与可以根据上述实施方式中的至少一个来设计的联轴器连接。借助于传感器装置可以检测联轴器的组合磁场的改变，该改变反过来表征联轴器的当前磨损状态。这种传感器装置可
以单独地配置、维护和更换。相应地，可以在无需中断联轴器运行的情况下更换传感器装置。要求保护的系统可以以模块化的方式制造，具有更高的成本效益，并且可以在对现有的联轴器进行改装的范畴中进行配置。
[0012]在要求保护的系统的一个实施方式中，传感器装置可以静态地布置在系统的周围环境中。例如，传感器装置可以固定地安装和构建在周围环境中。由此，在安装时例如可以以简单的方式使传感器装置定位，并且将其连接到电源和/或通信数据连接。这避免了易受高机械应力影响的同向旋转电子元件的复杂安装。这又使得能够针对传感器装置使用简单且成本高效的传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联轴器(10)，包括第一联轴器半部和第二联轴器半部(12、14)，其特征在于，在所述第一联轴器半部(12)处布置第一磁体(32)，在所述第二联轴器半部(14)处布置第二磁体(34)，以用于无接触地检测所述联轴器(10)的磨损状态。2.根据权利要求1所述的联轴器(10)，其中，所述第一磁体和所述第二磁体(32、34)形成组合磁场(40)，并且所述第一磁体和所述第二磁体设计为能相对彼此运动以改变所述组合磁场(40)。3.根据权利要求1或2所述的联轴器(10)，其中，所述第一磁体(32)能沿周向方向(13)相对于所述第二磁体(34)运动。4.根据权利要求1至3中任一项所述的联轴器(10)，其特征在于，在所述第二联轴器半部(14)处布置有第三磁体(36)，并且所述第一磁体(32)在周向方向(13)上位于所述第二磁体与所述第三磁体(34、36)之间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的联轴器(10)，其特征在于，所述组合磁场(40)的变化包括磁通密度(37)的变化、磁通密度(37)的梯度的变化和/或所述组合磁场(40)的磁场线(35)的方向变化。6.根据权利要求1至5中任一项所述的联轴器(10)，其特征在于，所述组合磁场(40)的改变在所述第一磁体与所述第二磁体(32、34)之间的区域(42)中和/或在所述第一磁体或所述第二磁体(32、34)旁边的区域(43)中进行。7.根据权利要求1至6中任一项所述的联轴器(10)，其特征在于，在所述第一联轴器半部与所述第二联轴器半部(12、14)之间布置有至少一个受磨损的阻尼元件(16)。8.一种系统(90)，包括联轴器(10)和传感器装置(50)，所述传感器装置具有用于检测磁场的物理量的至少一个传感器(52)，其特征在于，所述联轴器(10)根据权利要求1至7中任一项来设计。9.根据权利要求8所述的系统(90)，其特征在于，所述传感器装置(100)静态地布置在周围环境(20)中，并且所述传感器装置定位在所述联轴器(10)处以检测所述组合磁场(40)的至少一个区域。10.根据权利要求8或9所述的系统(90)，其特征在于，所述传感器装置(50)设计用于检测磁通密度(37)的变化、磁通密度(37)的梯度的变化和/或所述组合磁场(37)的磁场线(35)的方向变化。11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统(90)，其特征在于，至少一个传感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡，
申请(专利权)人：弗兰德有限公司，
类型：发明
国别省市：