用于确定带的纵向伸长和平均速度以及用于确定至少一个带轮的速度的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定带的纵向伸长和平均速度以及用于确定至少一个带轮的速度的装置

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定带的纵向伸长和平均速度以及用于确定至少一个带轮的速度的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于确定带的纵向伸长和平均速度以及用于确定至少一个带轮的速度的装置，并且涉及如权利要求9所述的附接件
。
[0002]本专利技术还涉及一种如权利要求
10
的前序部分所述的方法，并且涉及如权利要求
13
所述的根据本专利技术的方法的用途
。

技术介绍

[0003]包括带和用于带的驱动装置的方法和装置原则上从现有技术中是已知的
。
在这种情况下，驱动装置具有多个带轮，例如两个带轮
。
带被设计成以环的形式沿周向方向旋转并且至少部分地环绕带轮
。
另外，带可以被驱动装置沿周向方向驱动
。
带优选地是用于传递拉力的传动带
。
在这种情况下，带经常受到预张紧
、
有效力
、
离心力和
/
或弯曲
。
[0004]带的使用寿命至少部分地由带的伸长
、
特别是沿周向方向的伸长确定
。
带运动的循环速率和
/
或驱动带所需的功率可以提供关于带上的负载的信息
。
带的伸长与带的预张力的减小有关
。
在一定程度上，预张紧的减小可以通过可选择性使用的夹紧系统来补偿
。
然而，不带有夹紧系统的带传动装置特别容易受到预张紧的减小的影响，预张紧的减小本身表现为带相对于带轮的即刻更大的滑动，特别是在摩擦接合的带传动装置中，这增加了带的温度和带的磨损
。
[0005]传动带已知为齿形带，如已知为平带
、V
形带或
V
形肋式带
。
[0006]DE 102018215478 A1
披露了一种用于确定带的纵向伸长的系统
。
该系统包括带
、
驱动装置
、
发射器和评估单元
。
彼此以预定间距布置的两个铁磁标记部嵌入在带中
。
发射器被设计成产生参考交变场，当相应标记部随着带旋转而移动通过参考交变场时，两个标记部中的每一个改变参考交变场
。
由相应标记部与参考交变场之间的对应相互作用产生的参考交变场的变化可以由发射器捕获
。
评估单元被设计成基于铁磁标记部的参考间距
、
带速度
、
第一捕获时间和第二捕获时间来确定带的纵向伸长
。
此处特别不利的是，带每旋转一圈只能执行一次测量
。
这种情况可能对测量精度产生不利影响
。
这种系统无法进行同时滑动测量，因为驱动转子的旋转速度和带轮的旋转速度未被监测
。
这需要附加的测量装置，这对测量系统的复杂性和对成本具有负面影响
。
此外，需要在带的无负载状态下通过使发射器的间距适应标记部的间距来限定参考间距而进行系统的预先校准
。
这需要附加的手动调整工作，并且如果传感器之间的间距例如由于振动而发生变化，则增大了测量不准确的风险
。
[0007]DE 20 2016 008 121 U1
披露了一种带传动装置，该带传动装置由带轮
、
带和监测装置组成
。
在带和带轮二者上应用标记
。
当带和主动轮上的标记彼此相对时，触发信号
。
用于识别位置的标记可以基于各种传感器技术，例如基于光学效应
、
电感效应
、
电容效应或磁效应
。
[0008]其中所描述的监测尤其可以用于监测齿形带或同步带在使用寿命内的转数
。
[0009]DE 10 2019 206 169 A1
中描述了一种类似的方法，其描述了一种用于监测带传
动装置的方法
。
此处，带具有至少一个第一标记和指配给带的至少一个第一传感器元件
。
此外，驱动马达的转子具有另外的标记和指配给驱动马达的传感器元件
。
特别地，该监测方法用于通过检测带和带轮之间的角度偏移来监测用于转向系统的视觉上难以可及的带驱动装置的跳齿
。
[0010]在上述说明书中，不利的是在带上没有对于带传动系统的完整监测可能是必需的平行力测量
。

技术实现思路

[0011]问题
[0012]本专利技术着手解决的问题是提供一种使用通用传感器系统来测量传动带上的力和滑动的装置和方法
。
特别地，问题在于使用该装置和
/
或方法来实施传动带的滑动控制
。
此外，所产生的关于动力传递和传动带滑动的信息应当用于在早期阶段且在部件故障开始之前识别驱动系统或由这个驱动系统驱动的工作机器中的不平顺或磨损迹象
。
[0013]问题的解决方案
[0014]这个问题的解决方案通过一种根据本专利技术的具有主权利要求的特征的装置
、
一种具有权利要求9的特征的农业机器的附接件
、
以及一种根据本专利技术的具有权利要求
10
的特征的方法来实现
。
权利要求
13
的特征披露了根据本专利技术的方法的用途
。
[0015]从属权利要求中披露了另外的有利实施例
。
[0016]本专利技术的优点
[0017]根据本专利技术的装置被提供用于确定带的纵向伸长和平均速度以及用于确定至少一个带轮的速度
。
此处，该装置包括具有预定纵向刚度的带，其中，带的长度是恒定的
、
与操作状态无关
。
带至少具有第一标记部
、
第二标记部
、
第三标记部和第四标记部，其中，第一标记部和第二标记部被设计成形成第一标记部对，并且第三标记部和第四标记部被设计成形成第二标记部对
。
[0018]将标记部指配给标记部对可以使得例如分段监测带的状态成为可能
。
[0019]还提供了一种驱动装置，该驱动装置具有：预定直径的至少两个带轮，该至少两个带轮彼此以轴线间距布置，并且带至少部分地环绕该至少两个带轮；以及传输装置，该传输装置包括至少两个外部读取器以及适合于控制驱动装置的旋转速度和
/
或扭矩的评估和控制单元，其中，当带旋转时，可在外部读取器处识别的信号可以由每个标记部产生，并且可以输出到评估和控制单元
。
[0020]标记部对的每个标记部还可以发射识别标识符，由此外部读取器之一捕获的发射信号可以指配给每个单独的标记部
。
通过将信号指配给单独的标记部，可以有利地首先执行将标记部的信号指配给标记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于确定带
(2)
的纵向伸长
(
ε
)
和平均速度
(V2)
以及用于确定至少一个带轮
(3)
的速度
(V3)
的装置
(1)
，该装置包括
‑
预定纵向刚度的该带
(2)
，
‑
其中，该带
(2)
的长度是恒定的
、
与操作状态无关，
‑
其中，该带
(2)
至少具有第一标记部
(8)、
第二标记部
(9)、
第三标记部
(10)
以及第四标记部
(11)
，
‑
其中，该第一标记部和该第二标记部
(8
，
9)
形成第一标记部对，并且该第三标记部和该第四标记部
(10
，
11)
形成第二标记部对，
‑
驱动装置
(4)
，该驱动装置具有预定直径的至少两个带轮
(3)
，该至少两个带轮彼此以轴线间距
(A)
布置，并且该带
(2)
至少部分地环绕该至少两个带轮，
‑
传输装置
(5)
，该传输装置包括至少两个外部读取器
(6.1
，
6.2)、
以及适合于控制该驱动装置
(4)
的旋转速度和
/
或扭矩的评估和控制单元
(7)
，
‑
其中，当该带旋转时，可在这些外部读取器
(6.1
，
6.2)
处识别的信号
(SM8
，
SM9
，
SM10
，
SM11)
能够由每个标记部
(8
，9或
10
，
11)
产生，并且
‑
能够输出到该评估和控制单元
(7)
，
‑
其中，该带
(2)
被设计成以环的形式沿周向方向
(U)
旋转，并被该驱动装置沿该周向方向
(U)
驱动，
‑
其中，该带
(2)
具有传递负载的负载股线
(TR1)
和与该负载股线相对布置的空载股线
(TR2)
，
‑
其中，在没有动力传递的状态下，该带
(2)
的标记部对的标记部
(8
，9或
10
，
11)
沿该周向方向
(U)
以预定参考间距
(R)
各自彼此前后布置，
‑
其中，该第一标记部对的标记部
(8
，
9)
的参考间距
(R)
被设计为当该带
(2)
传递动力时该参考间距变为第一测量间距
(M1)
，
‑
其中，该第二标记部对的标记部
(10
，
11)
的参考间距
(R)
被设计为当该带
(2)
传递动力时该参考间距变为第二测量间距
(M2)
，
‑
其中，这些带轮
(3)
中的至少一个带轮具有至少一个标记部
(12)
，
‑
其中，当该带轮
(3)
旋转时，该带轮
(3)
的标记部
(12)
被设计为在这些外部读取器
(6.1
，
6.2)
之一处产生可识别信号
(SM12)
并将其输出到该评估和控制单元
(7)
，
‑
其中，该传输装置
(5)
被布置为不与该带
(2)
接触，其方式为使得该带
(2)
的标记部对的标记部和该带轮
(3)
的标记部
(8
，9，
10
，
11
，
12)
能够被相继引导经过该传输装置
(5)
，
‑‑
其中，该评估和控制单元
(7)
被配置为根据各自情况下的两个信号
(SM8
，
SM9
，
SM10
，
SM11
，
SM12)
来确定相应的运行时间，
‑
其中，该评估和控制单元
(7)
被配置为基于所确定的这些标记部对的标记部
(8
，9和
10
，
11)
之一在该带
(2)
旋转一圈时在周向长度
(LR)
上的运行时间
(TR)
来确定该带
(2)
的平均速度
(V2)
，并且基于所确定的该带轮
(3)
的标记部
(12)
的运行时间
(TS)
来确定该带轮
(3)
的速度
(V3)
，其特征在于，在该带
(2)
没有动力传递的状态下，由这些标记部
(8
，9或
10
，
11)
形成的至少一个标记
部对被相应地在该带
(2)
的周长
(U)
上布置在该负载股线和该空载股线
(TR1
，
TR2)
中，其中，该评估和控制单元
(7)
被配置为
‑
基于该带平均速度
(V2)、
该带
(2)
的负载股线
(TR1)
和空载股线
(TR2)
二者中的标记部对的两个连续的标记部
(8
，9或
10
，
11)
的运行时间之间的差
(dTR)、
以及由此确定的在该负载股线
(TR1)
和该空载股线
(TR2)
二者中的标记部对的标记部
(8
，9或
10
，
11)
彼此之间的测量间距
(M1
，
M2)、
和作为根据所确定的测量间距
(M1
，
M2)
的平均值的参考间距
(R)
来确定该带的纵向伸长，
‑
使用该评估和控制单元
(7)
通过指配给该带
(2)
并存储在该评估和控制单元
(7)
中的弹簧刚度
(D)
以及该带
(2)
的负载股线
(TR1)
中的标记部对的标记部
(8
，9或
10
，
11)
的间距差
(dM)
来确定该带
(2)
的负载股线
(TR1)
中的拉力
(Fz)
和拉力差
(dFz)
，
‑
并且还被配置为基于根据该带
(2)
和该带轮
(3)
确定的平均速度
(V2
，
V3)
的比率来确定该带
(2)
和该带轮
(3)
之间的滑动
(V4)。2.
如权利要求1所述的装置
(1)
，其特征在于，这些标记部
(8
，9，
10
，
11
，
12)
被设计为声表面波传感器
。3.
如权利要求1所述的装置
(1)
，其特征在于，这些标记部
(8
，9，
10
，
11
，
12)
被设计为
RFID
应答器
。4.
如权利要求1所述的装置，其特征在于，这些标记部
(8
，9，
10
，
11
，
12)
被设计为铁磁标记部
。5.
如前述权利要求之一所述的装置
(1)
，其特征在于，从动带轮具有至少一个标记部
(12)。6.
如前述权利要求之一所述的装置
(1)
，其特征在于，这些外部读取器
(6.1
，
6.2)
中的一个布置在进入
/
离开该带轮
(3)
的带
(2)
的入口区域中
、
一个布置在该带的出口区域中
。7.
如前述权利要求之一所述的装置
(1)
，其特征在于，当超过了该评估和控制单元
(7)
中存储的该带
(2)
和该带轮
(3)
之间的滑动
(V4)
的预定极限值时，该评估和控制单元
(7)
被配置为控制驱动扭矩或驱动速度，其方式为使得该滑动
(V4)
移动到限定的极限值内
。8.
如前述权利要求之一所述的装置
(1)
，其特征在于，该评估和控制单元
(7)
联接到机器元件的另外的测量装置并且包括存储器，该存储器
‑
用于备份历史传感器数据和
‑
用于备份与该带
(2)
相关的历史力分布数据，其中，该评估和控制单元
(7)
被设计为
‑
在存储在该评估和控制单元
(7)
的存储器中的
预先指定的极限值内监测与该带
(2)
相关的历史力分布数据，
‑
并且考虑来自该评估和控制单元
(7)
的存储器的与另外的机器元件相关的历史传感器数据，以得出关于该装置
(1)
以外的机器元件的磨损的结论
。9.
一种农业机器的附接件，该附接件具有至少一个如前述权利要求之一所述的用于监测由带
(2)
驱动的装置的装置
(1)。10.
一种用于确定带
(2)
的纵向伸长
(
ε
)
和平均速度
(V2)
以及用于确定至少一个带轮
(3)
的速度
(V3)
的方法，其包括
‑
具有预定纵向刚度的该带
(2)
，
‑
其中，该带
(2)
的长度
(LR)
是恒定的
、
与操作状态无关，
‑
其中，该带
(2)
至少具有第一标记部
(8)、
第二标记部
(9)、
第三标记部
(10)
以及第四标记部
(11)
，
‑
其中，该第一标记部和该第二标记部
(8
，
9)
形成第一标记部对，并且该第三标记部和该第四标记部
(10
，
11)
形成第二标记部对，
‑
驱动装置
(4)
，该驱动装置具有预定直径的至少两个带轮
(3)
，该至少两个带轮彼此以轴线间距
(A)
布置，并且该带
(2)
至少部分地环绕该至少两个带轮，
‑
传输装置
(5)
，该传输装置包括至少两个外部读取器
(6.1
，
6.2)、
以及控制该驱动装置
(4)
的旋转速度和
/
或扭矩的评估和控制单元
(7)
，
‑
其中，当该带旋转时，可在这些外部读取器
(6.1
，
6.2)
处识别的信号
(SM8
，
SM9
，
SM...

【专利技术属性】
技术研发人员：索斯藤，
申请(专利权)人：康蒂泰克驱动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：