皮带传动器和用于监测这种皮带传动器的方法技术

皮带(R)和皮带轮(M、U)分别配备有标记(K1、K2)，并且皮带(R)和皮带轮(M、U)彼此如此定位，即，在皮带(R)围绕皮带轮(M、U)回转时，皮带轮(M、U)和皮带(R)的标记(K1、K2)在触发状态中直接相对而置，具有以下工作步骤：a)借助于监测装置(K2)探测触发状态，其中，如果标记(K1、K2)位于触发状态中，监测装置(K2)输出信号；b)探测在经过的确定的时段内触发的信号(X)的数量；c)基于触发的与皮带(R)的回转的数量相应的信号(X)的数量并且在考虑到重要的影响参数的情况下确定皮带(R)或皮带轮(M、U)在经过的时段期间经受的负荷。

Belt actuator and method for monitoring the transmission belt

The belt pulley (R) and (M, U) are equipped with markers (K1, K2), and the belt pulley (R) and (M, U) each other so that the positioning belt (R) around the pulley (M, U) rotation, pulley (M, U) and the belt (R) markers (K1, K2) in the state directly opposite the trigger, has the following steps: a) by monitoring device (K2) detection trigger condition, which, if the markers (K1, K2) is located in the trigger condition, monitoring device (K2) output signal detection; b) after determining the trigger signal period (X) the number of C) triggered belt; (R) the number of signals based on rotation of the corresponding (X) to determine the number and parameters to belt effects are significant in the case under consideration (R) or belt (M, U) stand during the period of time after load.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】皮带传动器和用于监测这种皮带传动器的方法
本专利技术涉及一种皮带传动器和用于监测这种皮带传动器的方法，其中，在此尤其指的是所谓的齿形皮带或同步皮带和用于监测它们的方法。
技术介绍
在此讨论的类型的皮带传动器相应至少包括驱动皮带轮或转向皮带轮和皮带，皮带围绕皮带轮并且在此在皮带轮外周的区段(“缠绕弧”)上接触皮带轮。如果皮带为平皮带，则皮带轮在其与皮带接触的外周上通常具有相应平的非结构化的周面。而如果皮带为楔形皮带，则皮带轮通常设有围绕其外周环绕的、楔形皮带坐落其中的凹口。在皮带为齿形皮带或同步皮带的情况下，皮带轮在其外周处设有齿部，齿部的形状和齿距相应于齿形皮带或同步皮带的齿部的形状和齿距。在齿形皮带或同步皮带围绕皮带轮回转时，齿形皮带的齿伸入存在于皮带轮的齿之间的凹穴中，从而实现皮带和皮带轮的在皮带轮的转动方向上起作用的形状配合的连接。皮带通常借助在商品目录中说明的功率值来设计，皮带制造商总括地、即不是与应用有关地公开了该功率值。各制造商对他们提供的驱动皮带的说明不可彼此间进行比较，因为不清楚确定参数的基础。尤其不知道以怎样的使用寿命基础来确定这些值。当前不存在可如何确定彼此可比较的功率值的详细的准则或规范。相反，驱动皮带制造商定义了自己的计算和设计方法。因此，不同的制造商给出的特性和选择标准不可彼此比较或可能以很大的花费和显著的不确定性来彼此比较。因此，具有看起来上相似的特性说明的产品通常证实为不可彼此互换，因为说明的特性以不同的路径来确定。在准则VDI2758中有用于计算驱动皮带必须满足的要求的粗略规定。在此，在第3节中说明了：“皮带传动必须一方面在预定的要求或运行条件(转速、力矩、空间要求、过载、轴位移、温度和其他环境影响)下在合适的时间内可靠运行，并且另一方面应尽可能少地影响环境(噪声、振动等)”。在最佳利用由相应的驱动皮带提供的功率潜能的情况下可如何满足这些要求，在此仍没有确定。尽管有在传统的皮带设计方式中没有考虑的很多不确定因素和影响参数，为了确保驱动皮带满足对其提出的要求，为实践中借助预期的负荷确定的功率要求加上安全裕度其很高，使得覆盖了设计中的所有不确定性。在此不利的是，虽然相应选择的皮带可靠地满足可对其提出的机械要求。然而，必须对此接受部分相当大的超尺寸。因此，由此产生的风险是，对于特定的应用情况，最佳的解决方案被忽视或无法找到。因此，按标准设置的安全裕度可引起对待使用的皮带的机械特性的很高的要求，使得该要求仅可通过这样的皮带得到满足，该皮带的其他的材料特性(例如其柔性)在其本应落入的范围之外，以便在规定的应用中也满足对这些特性所给出的要求。同样地，使用实践中常用的方法来设计皮带传动器的预期的寿命是非常困难的。目标测试的经验值或结果在传统的设计方式中不予考虑。由文献DE102009003732A1已知尤其作为驱动皮带的柔性皮带，其为了探测运行状态配备有至少一个传感器和用于传感器的自己的内部供电部。供电部由至少一个柔性的压电元件形成，通过该压电元件在皮带的弯曲半径随时间改变时，即，在配有压电元件的皮带区段围绕皮带传动器的皮带轮中的一个运转时，产生能量份额。压电元件通过同样布置在皮带中的电气连接元件与传感器连接，传感器又可与布置在皮带中的数据存储器耦联，以便记录由传感器探测的测量结果。此外，在皮带中还可布置整流器和电能存储器，以便将由压电元件提供的能量份额通过整流器加载到能量存储器中。以这种方式，能量存储器可为传感器和数据存储器持续地提供能量。
技术实现思路
在上文阐述的现有技术的背景下，本专利技术的目的在于，提出一种皮带传动器和用于监测该皮带传动器的方法，通过其可实现以简单的方式得到测量结果，其使得能够实现推出皮带在它经过的使用期间内经受的负荷，从而例如可预测皮带的剩余的使用寿命。关于方法，本专利技术的目的由此实现，即，在监测皮带传动器时，至少执行在权利要求1中说明的工作步骤。关于皮带传动器，本专利技术的上述目的由此实现，即，这种皮带传动器以在权利要求6中说明的方式来构造。本专利技术的有利的设计方案在从属权利要求中给出并且在下文中与本专利技术总的专利技术构思一起详细阐述。根据本专利技术的用于监测皮带传动器的方法，其中，皮带传动器包括可旋转地支承的皮带轮和皮带，皮带在皮带轮处换向，其中，皮带和皮带轮相应配备有标记，并且皮带和皮带轮彼此如此定位，即，在皮带围绕皮带轮回转时，皮带轮和皮带的标记(K1、K2)在触发状态中直接相对而置，该方法因此包括以下工作步骤：a)借助于监测装置探测触发状态，其中，当标记处于触发状态中时，监测装置输出信号；b)探测在经过的确定的时段内触发的信号的数量；并且c)基于触发的、对应皮带的回转的数量的信号的数量并且在考虑到相关的影响参数的情况下确定皮带或皮带轮在经过的时段期间内所经受的负荷。相应地，根据本专利技术的皮带传动器包括可旋转地支承的皮带轮、在皮带轮处换向的皮带和监测装置，其特征在于，在皮带和皮带轮处相应安置有标记，并且当皮带轮和皮带的标记在皮带轮处直接相对而置时，监测装置触发信号。因此，本专利技术提出，皮带轮和皮带如此配备和与监测装置耦联，即，可监测皮带轮和皮带的运行，并且基于监测的结果获得关于皮带在其使用期限期间已经完成的回转数量的精确了解。为此目的，在根据本专利技术的皮带传动器中，皮带和皮带轮分别配备有标记，其中，皮带和皮带轮相对彼此如此定位，即，在皮带传动器的特定的运行位置中，皮带和皮带轮的标记在皮带轮处直接相对而置(“触发状态”)。同时，在根据本专利技术的传动器中设置有监测装置，其在标记处于触发状态中时输出信号。监测装置的信号在皮带的齿的数量为皮带轮的齿的整数倍的情况下显示出皮带已经完成了一次完整的回转。在皮带的齿的数量没有形成皮带轮的齿数的整数倍的情况下，信号显示出皮带已经完成了一定数量的完整回转，该数量通过皮带的齿数与皮带轮的齿数的比来限定。借助于与监测装置耦联的计数器可确定皮带总地完成的回转的数量。计数器在此可为评估装置的部件，其探测由监测装置触发的信号的数量并且基于该信息、在考虑到其他影响参数的情况下确定皮带或皮带轮在其经过的使用期间所经受的负荷。作为用于根据本专利技术的目的的标记，原则上这样的所有可固定在皮带和皮带轮处并且借助它们可确定标记是否已经到达触发状态的记号都是适合的。为此例如考虑可光学地、磁性地、电气地或以任何其他方式物理地探测的记号。通过根据本专利技术至少探测皮带和皮带轮的标记在触发位置中相遇的频率，即，皮带已经进行了多少回转，可在考虑到相应重要的影响参数的情况下，例如皮带和皮带轮的材料特性、皮带和皮带轮的几何结构、摩擦系数、温度、大气环境等，精确给出皮带在其相应经过的使用期限内已经经受的负荷的结论。例如通过探测驱动马达的功率消耗，对于电马达例如通过探测电流消耗，可在考虑到相应出现的损失的情况下推出由皮带传递的功率。基于相应获得的知识，然后可借助于合适的评估装置推出皮带或皮带轮的尚还剩余的寿命。该信息又允许针对性地维护，并且需要时允许更换根据本专利技术的皮带传动器的相应已经到达其寿命终点的元件。根据本专利技术的方法允许借助信号的探测的数量或借助所得出的皮带或皮带轮的负荷进行理论值比较。为此，可使在工作步骤b)中探测的信号的数量或在工作步骤c)中确定的负荷与理论值相比较。在探测的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测皮带传动器(L、E)的方法，该皮带传动器包括可旋转地支承的皮带轮(M、U)和皮带(R)，该皮带在所述皮带轮(M、U)处换向，其中，所述皮带(R)和所述皮带轮(M、U)相应配备有标记(K1、K2)，并且皮带(R)和皮带轮(M、U)彼此如此定位，即，在所述皮带(R)围绕所述皮带轮(M、U)回转时，皮带轮(M、U)和皮带(R)的标记(K1、K2)在触发状态中直接相对而置，所述方法包括以下工作步骤：a)借助于监测装置(K2)探测所述触发状态，其中，如果所述标记(K1、K2)处于所述触发状态中，所述监测装置(K2)输出信号；b)探测在经过的确定的时段内触发的信号(X)的数量；并且c)基于触发的、对应所述皮带(R)的回转的数量的信号(X)的数量并且在考虑到相关的影响参数的情况下确定所述皮带(R)或所述皮带轮(M、U)在经过的时段期间所经受的负荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.07 DE 102015107177.01.一种用于监测皮带传动器(L、E)的方法，该皮带传动器包括可旋转地支承的皮带轮(M、U)和皮带(R)，该皮带在所述皮带轮(M、U)处换向，其中，所述皮带(R)和所述皮带轮(M、U)相应配备有标记(K1、K2)，并且皮带(R)和皮带轮(M、U)彼此如此定位，即，在所述皮带(R)围绕所述皮带轮(M、U)回转时，皮带轮(M、U)和皮带(R)的标记(K1、K2)在触发状态中直接相对而置，所述方法包括以下工作步骤：a)借助于监测装置(K2)探测所述触发状态，其中，如果所述标记(K1、K2)处于所述触发状态中，所述监测装置(K2)输出信号；b)探测在经过的确定的时段内触发的信号(X)的数量；并且c)基于触发的、对应所述皮带(R)的回转的数量的信号(X)的数量并且在考虑到相关的影响参数的情况下确定所述皮带(R)或所述皮带轮(M、U)在经过的时段期间所经受的负荷。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在工作步骤c)中，作为影响参数，考虑皮带(R)和皮带轮(M、U)的材料特性、皮带(R)和皮带轮(M、U)的几何结构、摩擦系数、存在的静态或动态力、所述皮带(R)在围绕所述皮带轮(M、U)回转时的伸长或变形、温度、体积、大气环境或设置成驱动所述皮带传动器(E、L)的驱动马达的功率消耗。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于所得到的负荷并且在考虑到影响参数的情况下借助于评估装置(Y)预测所述皮带(R)或所述皮带轮(M、U)的预期寿命。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在工作步骤b)中探测的信号的数量或在工作步骤c)中得到的负荷与理论值相比较，并且在探测出的信号的数量或确定的负荷与相应的理论值有偏差的情况下，触发关于维护操作或紧急停止的必要性的指示。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，皮带(R)或皮带轮(M、U)的标记(K1、K2)承载有关于所述皮带(R)或所述皮带轮(M、U)的特性的信息，相应的信息由所述监测装置(K2)读取并且在确定所述负荷时予以考虑。6.皮带传动器，其包括-可旋转地支承的皮带轮(M、U)，-在所述皮带轮(M、U)处换向的皮带(R)，和-监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德列亚斯·朔尔岑，西蒙马丁·施密特，
申请(专利权)人：沃尔特·弗兰德有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE