检测机电式直线传动装置实时长度的装置制造方法及图纸

检测机电式直线传动装置调整状态的装置，其中，直线传动装置包括一主轴传动装置，它具有直线运动的主轴和承力的、齿轮传动的、用于产生主轴直线运动的主轴螺母，以及有一个传感器组件用于产生一个与主轴移动成比例的测量值，其特征为： －传感器组件是线性传感器（４），它在轴向朝主轴（１）的方向相对于外壳固定地装在直线传动装置内，所以可以确定主轴（１）无负荷端（１２）相对于线性传感器（４）位置改变的长度尺寸。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测机电式直线传动装置实时长度，尤其检测主轴传动装置主轴相对位置的装置。本专利技术优选地应用于铁路机车车辆的直线倾斜传动装置中用于控制实时调整状态。一方面借助装在电动机内的绝对值编码器，它计算电动机轴的转动增量(Curtiss Wright Antriebstechnik有限公司说明书“Railway Tilting Technology”，Neuhause(瑞士)，2000年1月，第11页)，对于直线传动装置主轴螺母的直线位置改变检测等效部件。另一方面M.Seemann(在Elektr.Bahnen Ausgabe 9/2000中)介绍了一种非常类似的方法，其中例如一个有测量传动装置的分解器装在中间传动装置的进口小齿轮上，它同样间接地，亦即在电动机附近告知转速地记录直线传动装置的长度变化。已知的这些方案的缺点是，检测的不是直接作为主轴位置移动的传动装置运动，所以从未检测到实际的主轴位置，并因而没有以足够可靠度地检测直线传动装置的实际调整状态，亦即在铁路机车车辆的情况下为车体的斜度。后者在下列情况下可能是非常关键的，即，如此设计的斜度传感器提供的作为调整后的斜度，实际上并不是执行的斜度，因为电动机主动小齿轮或者主轴螺母的中间传动装置的零件受到某种方式的干扰或损坏，并因而车体倾斜本应高效能地利用于更快速地通过多弯道的铁路区段，然而错误地倾斜导致乘客不安全。
技术实现思路
本专利技术的目的是找到一种检测机电式直线传动装置实时长度的新型可能性，它能可靠地检测直线传动装置真实的长度变化，与此同时对于状态小的改变没有控制和调整直线传动装置的不灵敏度。按本专利技术在一种用于检测机电式直线传动装置调整状态的装置中，其中直线传动装置包括具有直线运动的主轴和承力的齿轮传动的用于产生主轴直线运动的主轴螺母，并存在一个传感器组件用于产生一个与主轴移动成比例的测量值，为达到上述目的采取的措施是，令传感器组件是线性传感器，它在轴向朝主轴的方向相对于外壳固定地装在直线传动装置内，所以可以确定主轴无负荷端相对于线性传感器位置改变的长度尺寸。有利地此线性传感器有一根相对于外壳固定的在轴向朝主轴方向定向和其长度至少为直线传动装置最大行程长度的测量杆，以及有一个固定在主轴无负荷端的位置传感器；以及，在主轴内从无负荷端朝主轴螺母的方向有一个用于插入测量杆的中心孔，孔的深度至少等于直线传动装置的最大行程长度，所以线性传感器基于测量杆在孔内不同的插入长度输出一个长度当量信号。对于两种有利的设计方案，位置传感器恰当地是一个永磁性环，它与测量杆的磁性元件进行磁的相互作用。在第一种方案中，测量杆在一不能磁化的导管内有按规则排列成行的磁场传感器(例如霍耳传感器)，其中，根据位于位置传感器附近的磁场传感器电阻的变化可以确定主轴的绝对位置。在第二种方案中，测量杆由一根不能磁化的导管和一根在此导管内沿轴向拉紧的用磁致伸缩的材料制的丝构成，其中，由于电流脉冲在丝内周期性地存在一个对永磁性的位置传感器不同的磁场，此磁场通过丝内的磁致伸缩发出声波，以及，在声波的传播时间测量过程中可确定主轴的绝对位置。导管恰当地用任意一种耐磨材料制造，优选地用铝或VZA钢制造。按线性传感器的另一种方案，位置传感器是一耦合电极，它规定用于与测量杆的导体条电容耦合。在这种情况下，测量杆在一根非金属的导管内有一电阻条和一集电条，其中，耦合电极作为位置传感器规定用于电容性产生一个从电阻条到集电条的位移电流，由于位移电流的位置相关性，所以借助它可确定主轴的绝对位置。线性传感器可与其具体实施形式无关地在主轴轴线的延长线内或直接在直线传动装置铰接头前组合在主轴外壳中，或如果铰接头或连接轴颈允许安装在直线传动装置位置固定的部分上，则线性传感器可从外面沿主轴轴线置入主轴外壳的自由端，也就是能更容易接近和便于更换。本专利技术基于下列基本考虑记录的驱动电机转速增量作为用于具有主轴传动装置的直线传动装置外伸长度的度量尽管可以任意精确地调整，但是在失去零位调整时(例如在电压中断或重新起动时)，绝对的测量是不可能的。此外，在必须存在中间传动装置的情况下，任何干扰(间隙或断裂)在保证测量结果的精度和可靠性方面均会造成危害。采用本专利技术可以在有关直线传动装置精度和空间需求方面没有严重缺点的情况下，实现在直线运动的主轴上直接测量，为此在主轴的无负荷端安装位置传感器，它不接触地局部影响插入主轴内设计为杆状的测量装置，所以通过此测量装置可以得到无负荷主轴端与相对于外壳固定的测量装置之间相对位置的绝对值。在这方面的测量原理是多种多样的，其中位置传感器通过磁或电容的场耦合，影响(标记)位置传感器沿测量杆纵向的位置。测量杆经如此影响后的位置，接着可通过声波的传播时间测量、电桥电阻等转变为与位置有关的电信号，随后作为绝对的行程长度加以评估，即使在中断测量时，此绝对的行程长度也能立即重新提供直线传动装置的实际位置(主轴位置)。按本专利技术的装置允许可靠地测量机电式直线传动装置的实时调整状态，亦即真实的外伸长度，作为绝对值，与此同时对于状态小的改变，直线传动装置的控制和调整没有不灵敏度。此外，本专利技术满足直线传动装置限制体积的要求，以及还允许在保持传统的传感器技术的情况下监控传动装置构件的工作能力。座落在主轴1上的用于获得大的调整力以及按小间隙的工作方式优选地设计为行星轮传动装置的主轴螺母2承力地在转子轴22内导引。转子轴22将主轴螺母2与外齿21统一在一起，外齿21通过中间传动装置5与电动机6的驱动轴61连接。电动机6的扭矩借助中间传动装置5通过外齿21传递给主轴螺母2。因此，直线传动装置将电动机6驱动轴61的旋转运动，通过随转子轴22旋转的主轴螺母2的转动，转变为主轴1的直线运动。由此直线传动装置改变其长度，因为主轴1相对于外壳3伸出或回缩。回缩和伸出状态表现为在刚性地固定在外壳3上的铰接头31与在主轴1承载端15上的一个相对于外壳3直线运动的铰链14之间的最大距离改变。附图说明图1和随后的图中表示的直线传动装置，在不限制普遍性的情况下设计用于具有主动倾斜技术的铁路机车车辆。在这里通过旋转电动机6的驱动轴61使主轴螺母2处于旋转运动状态，并直线移动主轴1，以便使车体绕其纵轴线相对于铁路机车车辆的转向架转动，亦即使车体倾斜。直线传动装置通过其铰接头31支承在转向架上以及借助主轴1通过主轴的铰链14支承在悬挂在摇枕内的车体上，所以直线传动装置的长度变化促使车体作倾斜运动。尤其在这一使用领域中，直线传动装置外伸长度非常准确地控制、调整和监测是必要的，以便在曲线上行驶时在列车运行速度与车体斜度之间彼此协调。为保证直线传动装置主轴1位置的持续、直接、绝对地检测，将线性传感器4直接安排在主轴1的轴线11上，并以其重要的部分，即测量电子装置和测量杆41，与围绕主轴1的外壳3刚性连接。主轴1位置的测量在这里这样进行，即，在主轴1无负荷端12上固定线性传感器4的位置传感器42，它不接触地与位置有关地影响存在于测量杆41内与位置有关的测量装置，其中，测量杆41平行于主轴轴线11定位。在图1中表示的测量杆41与主轴1同心地定位是最有利的结构形式。为实现这一点，在主轴1无负荷端12内加工一个用于安装测量杆41的孔13，测量杆41在孔13内相应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格·舒尔茨，赫尔穆斯·舒尔茨，
申请(专利权)人：ESW艾克斯特系统韦德尔设备公司，
类型：发明
国别省市：