磁阻链条传感器和测量链条伸长的方法_2

文档序号:8521450阅读:来源:国知局
的两个轭腿,每个轭腿设有朝向链条的两个齿,所述齿适于布置成与链条成紧密地间隔开的关系并且朝向第一磁阻传感器。使用也可以被配置成无第二线圈和无永磁体的第二磁阻传感器允许更均匀地形成两个闭合磁路,与链条的设计无关,条件是线圈定位于中央腿上,和通过至少一个线圈流动的磁场的更有规律的变化,使得取决于链条速度,比较均匀、复发的/复现的交流电压将施加到至少一个线圈上。
[0018]优选地,第二磁阻传感器上可以布置有第二线圈,并且在第一磁阻传感器和第二磁阻传感器上的感应线圈可以并联或串联安置。在磁阻传感器上的第二线圈不仅放大链条传感器的测量信号而且也能使测量信号更均匀并且减小测量误差。此外,第二磁阻传感器也可以设有两个永磁体,所述永磁体中的每一个布置于两个侧向延伸的轭腿之一上并且增强链条传感器中的磁场。
[0019]根据特殊实施例,第一磁阻传感器和第二磁阻传感器的侧向轭腿各自设有永磁体,永磁体优选地布置于轭腿的相应外齿上,即,在其顶端上,并且在第一磁阻传感器的轭腿上的永磁体具有相同磁极方向,而第二磁阻传感器的轭腿上的永磁体具有相反磁极方向。与优选地在第一磁阻传感器的轭腿外齿上设置两个永磁体的可能性无关,由于第一磁阻传感器的永磁体和第二磁阻传感器的永磁体分别在相同磁极方向上定向这一事实,实现了两个闭合磁路的场线穿过内齿在相同方向上延伸,因此两个闭合磁路对于彼此的相互影响保持较小。此外,在第二磁阻传感器上的可选的第二线圈由相应有源磁路以相同方式流过,但在不同方向上,并且因此能放大在第一磁阻传感器上的至少一个线圈的信号并且使之更均匀。
[0020]根据用于在链条铰链之间具有均匀间距的铰接链条的根据本发明的磁阻链条传感器的另一实施例,至少一个第一磁阻传感器垂直于链条铰链的铰链轴线而布置于铰接链条的一侧上,第一磁阻传感器的轭腿的齿朝向铰接链条。由于至少一个第一磁阻传感器的这种布置,两个闭合磁路的场线垂直于铰接轴线延伸。第一磁阻传感器的垂直布置允许在侧向轭腿的齿与铰接链条的链条铰链之间很小的距离,使得在这个距离上的磁性阻力尽可能低。为了允许形成具有最小可能干涉和最大均匀性的两个磁路,在背向所述第一磁阻传感器的铰接链条的相反侧上可以设置具有低磁性阻力的轭,并且两个闭合磁路可以经由所述轭延伸,由此使得它们的形成更与移动的铰接链条的部分的干涉无关。
[0021]根据本发明的链条传感器的变型,提供第二磁阻传感器,第二磁阻传感器垂直于链条铰链的铰链轴线而布置于铰接链条的相对侧上,所述第二磁阻传感器的轭腿的齿朝向铰接链条。由于第二磁阻传感器布置于铰接链条的相对侧上,两个闭合磁路的场线垂直于铰接轴线穿过链条铰链并且然后经由第二磁阻传感器的轭腿延伸,从而能最小化两个闭合磁路的磁性阻力或磁阻。在第一磁阻传感器与第二磁阻传感器的相关联的齿之间的距离在此处可能超过铰接链条的链条铰链的外径为最大20%,优选地为最大10%,特别地为最大5%。在第一磁阻传感器与第二磁阻传感器的齿之间的距离和在所述齿与铰接链条的链条铰链之间的距离越小,对于由永磁体所感应的磁路的阻力就越低并且在线圈处所感应的交流电压信号就将越强。
[0022]根据一有利实施例,在轭腿之一的外齿与第一磁阻传感器或第二磁阻传感器的内齿之间的距离可以基本上等于铰接链条的间距的整数倍数。使用链条传感器的轭腿的这种结构设计,能在第一磁阻传感器的至少一个线圈处和可选地也在第二线圈处生成均匀的交流电压。关于铰接链条的制造公差和磨损伸长,对于基本上整数倍数将必须考虑间距的土10%的公差范围。
[0023]根据另一方面,本发明涉及一种用于测量链条的链条伸长的装置,其包括:至少两个磁阻链条传感器,所述链条传感器沿着链条布置成彼此间隔开的关系;以及,控制单元,其用于接收并且处理两个链条传感器的信号,设置于每个链条传感器上的至少一个线圈在操作中生成在线圈处所感应的电压的交变信号。经由两个传感器半件,链条传感器能易于布置于链条上,链条通常是滚子链条,而不需要在链条本身上设置标记或者传导链条使得其经过传感器。连接到链条传感器的控制单元除了仅监视链条磨损和链条伸长之外,还允许监视其它操作参数,例如,操作小时,以及,并入了安全功能,例如,在若超过预定磨损值的情况下的警报,在若临界磨损情况下的停止功能,由于继续增加的磨损值而具备有所减小速度的防护模式,以及可靠地检测磨损条件和对于相关部件的链条伸长的补偿。此外,测量值和控制数据能经由控制单元传输到中央处理计算机或传输到生产主管。
[0024]根据该装置的一特殊实施例,设置至少三个链条传感器。使用第三链条传感器,链条的移动能总是以可靠的方式确定,与在两个第一磁阻链条传感器之间的距离是否精确地适应链条间距无关。
[0025]为了链条伸长测量的可靠评估和精确时间配给/时段配置(temporalallocat1n),对于每个链条传感器,能设置比较器,比较器用于将交变信号转变为方波信号。使用比较器允许通过求交变信号的微分,即将交变信号转变为方波信号,则精确的时间配给指示了在什么时间所述轭主体的所有齿具有与之同样地相关联的介于链条铰链之间的空间。方波信号的周期此处与链条速度成反比。因此,两个链条传感器的切换脉冲相对于该周期的距离能提供链条长度的明确测量。
[0026]当线圈可选地布置于轭主体的中央腿上时,在装置操作期间通过链条沿着链条传感器的移动而在线圈处生成了具有交变正电压和负电压的交变信号,即交流电压,这是因为磁阻传感器的两个磁路以不同方向交替地流动通过中央腿上的线圈。利用比较器,这些交变信号能被转变为周期方波信号,通过交流电压的相变,可能实现链条或链条铰链对方波信号的精确时间分配。
[0027]根据用于测量链条的链条伸长和包括两个磁阻链条传感器的装置的特殊实施例,控制单元将交变信号或交流电压用于装置的电源,优选地用于装置的自给自足的电源。由于链条沿着链条传感器的移动并且随后通过传感器的两个磁路(根据链条的链条铰链的变化,磁路单独地或二者都流过至少一个线圈),在链条传感器的线圈处生成能用于操作该装置的电压或交流电压。因此,磁阻链条传感器也充当发电机。控制单元和相关联部件的自给自足的电源用于数据传输和用于使测量数据可视化的可能性允许将这种装置简单地并入到现有机器和设备内,而不干扰这种现有机器和设备的电源的通常复杂的构思。利用这种通用装置,也能在现有设备中在任何时间检测链条的操作条件并且也能以自给自足的方式发出早期警告或者使设备自动同步。本发明的这个方面也可以受到保护,与根据本发明用于测量链条伸长的磁阻链条传感器和装置的细节无关,并且能独立地提出诉讼。将链条传感器用作用于供电的发电机保证了相应测量单元的自给自足的操作模式。
[0028]根据该装置的合适实施例,提供一种指示器装置,其用于显示链条的链条伸长。除了易于读取链条磨损长度和驱动链条的操作条件之外,这种指示器单元也可以用于显示另外的重要操作和安全参数,诸如操作小时计数器,警告功能和误差指示。用于显示链条伸长的指示器单元以及控制单元在此处能经由链条传感器被自给自足地供应用于操作所述指示器单元所需的电力。
[0029]根据另一实施例,该装置可以额外地包括温度传感器,例如红外温度传感器,用于确定链条和装置的实际温度。因此在计算长度变化时能考虑链条长度的温度相关变化,并且这种装置总体上能甚至更可靠地确定由链条磨损所造成的链条长度变化。
[0030]根据另一可能添补,提供一种具有震动传感器,即,加速度传感器的装置。经由当链条进入装置时在所用的震动传感器处形成的震动或加速度谱,在测量值之间的差异可以用于例如提供关于润滑状态和链条的链条铰链的倾斜的信息。利用震动传感器或加速度传感器来监视链条状况/条件特别地由于以下现实是可能的:在未充分润滑或严重磨损的链条的情况下,链条链节将不采取直取向并且当在链条进入装置时可能造成相应链条链节的不同偏转和/或相对加速度。
[0031]本发明额外地涉及一种利用至少两个磁阻链条传感器来测量链条的链条伸长的方法,至少两个磁阻链条传感器沿着链条布置成彼此间隔开的关系,每个链条传感器包括至少一个线圈和至少一个永磁体,优选地至少两个永磁体。这种方法包括以下步骤:向经由每个链条传感器的磁场线形成低磁性阻力(磁阻)的两个闭合永磁路,其中,取决于链条相对于链条传感器的位置,两个闭合磁路各自经由链条传感器以短路状态传导,或者其中暂时地一个或交替地两个闭合磁路至少部分地流过至少一个线圈并且闭合磁路的另一个仍经由链条传感器以短路状态传导;使链条在沿着两个链条传感器的方向上移动;周期性地改变至少部分地流过至少一个线圈的磁路;以及,在两个链条传感器的线圈处生成交变电压信号。由于两个闭合磁路在链条传感器中的位置取决于链条相对于传感器的位置,则将根据链条相对于链条传感器的移动而形成磁路,所述磁路响应于链条的位置而改变它们在链条传感器中的位置。由于由永磁体所感应的磁路试图经由具备最低的可能磁性阻力
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