磁阻链条传感器和测量链条伸长的方法_3

文档序号:8521450阅读:来源:国知局
或磁阻的磁路在永磁体的磁极之间闭合磁通量,链条相对于链条传感器的移动也导致两个磁路在链条传感器中的位置变化和因此也导致其相对于至少一个线圈的位置的变化。
[0032]磁性阻力或磁阻是在磁性电压与磁通量之间的比例系数并且类似于电阻而表现,其根据欧姆定律表示在电压与电流之间的系数。至少两个永磁体合适地布置于链条传感器中,两个闭合电路可被配置成使得它们中的一者或二者至少部分地流动通过线圈。因为取决于链条链节的位置,链条经由线圈在不同长度上闭合磁路或者经由轭腿仅在短路状态闭合磁路,链条在沿着链条传感器的方向上的移动导致至少部分地流动通过该线圈的磁路的周期性变化。由于以短路状态闭合的相应磁路并未经由该线圈流动,一个或两个闭合磁路的周期性变化将导致在线圈处生成电压变化,即交流电压。此处电压的最大值是链条或链条铰链相对于链条传感器的具体位置的复发/重现特征,在此具体位置处,经由至少一个线圈传导的磁路必须克服最低磁性阻力,该情形/状况通常是通过链条铰链在磁路中的位置,即在电路的轭腿的齿之间而给出的。
[0033]用于测量链条的链条伸长的方法的有利的进一步发展包括以下步骤:求电压信号的微分并且生成针对两个链条传感器的单独方波信号以及确定链条传感器的方波信号的周期。通过求电压信号的微分,例如,利用比较器,能产生特征性方波信号,利用特征性方波信号,根据流过线圈的磁路的变化,能实现电压变化的精确时间分配。比较器的输出在此处提供用于评估链条磨损伸长的方波信号,方波信号的周期与链条速度成反比。
[0034]该方法的另一进一步发展额外地包括以下步骤:确定在两个链条传感器的相应方波信号的切换信号之间的时间间隔或者在切换阈值之间的时间间隔;相对于方波信号的周期,基于切换阈值的时间间隔计算切换比;以及,比较所计算的切换比与对于链条的初始条件的所储存的切换比,这个比较值是对于相对链条伸长的量度。所计算的切换比在此处是与初始条件相比在相关时间存在着的链条伸长的直接明确量度。取决于相应所希望的评估算法,在两个链条传感器的方波信号的切换脉冲之间的间隔可以与链条传感器之一的周期或者与两个链条传感器的平均或增添的周期相关。为了登记链条的初始条件,对于特定时段记录了新链条的这个切换比并且其被储存为比较值。具体链条的这个原始比较值然后可以用于计算和说明这个链条的磨损相关的链条伸长。此外,在所计算的切换比与链条的初始条件之间的比较值可以用作一种用于使链条位置相对于利用链条促动的其它元件同步的控制变量,以便允许从动装置的最佳操作。
[0035]为了明确地确定链节链条的移动方向,可提供第三磁阻链条传感器。确实,也可以基于仅两个链条传感器的准确定位来识别链条的移动方向,但这两个链条传感器必须然后被布置成使得它们明确地以一半间距移位并且必须不失去这种定位的明确性,即使在链条伸长的情况下也不失去这种定位明确性。利用第三磁阻链条传感器,能总是以可靠的方式检测链条的移动方向。为此目的,第三链条传感器被布置成相对于前两个链条传感器之一,具有仅较小的机械移位,与整数链条间距具有较小差异。由于较小的机械移位,能用来可靠地识别链条移动方向的明确目标信号可以在利用比较器求方波信号微分和形成方波信号之后从第三链条传感器的电压信号获得。
【附图说明】
[0036]在下文中,将更详细地解释本发明的实施例。个别附图示出了
图1为根据本发明具有第一磁阻传感器和铰接链条的链条传感器的透视图;
图1a为图1所示的根据本发明的链条传感器的侧视图;
图1b为根据本发明的链条传感器的替代实施例的侧视图;
图1c为根据本发明的链条传感器的另一实施例的侧视图;
图1d为根据本发明的链条传感器的再一实施例的侧视图;
图2a为根据本发明的链条传感器的侧视图,两个磁阻传感器在铰接链条的相对侧上在第一位置处;
图2b为根据本发明的链条传感器的侧视图,两个磁阻传感器在铰接链条的相对侧上在第二位置处;
图3为利用根据图2A和图2B的两个链条传感器来测量链条的链条伸长的装置;以及图4为具有信号和电源电路的根据图3的装置。
[0037]附图标记列表 I 链条传感器
2,2’ 磁阻传感器
3轭主体
4中央腿
5轭腿
5’ 左轭腿 5’’右轭腿 6,6’ 线圈
7内齿
8外齿
9永磁体 10铰接链条 11链条铰链 12链条链节板 13磁路 13’短路 14磁路 14’短路 15比较器 16操作指示器 17磨损指示器 18紧急指示器 19信号和电源电路 20电源单元 21控制单元。
【具体实施方式】
[0038]图1以透视图示出了具有第一磁阻传感器2的根据本发明的链条传感器I的示意图表示。磁阻传感器2包括轭主体3,轭主体3包括导磁(即对于磁场而言可渗透的)材料,除了中央腿4之外,所述轭主体3还包括在中央腿4侧向延伸的两个轭腿5。中央腿4上已布置有线圈6,线圈6可以在中央腿4的整个长度上在邻接轭腿5的内齿7之间延伸。除了邻接所述中央腿4的内齿7之外,轭腿5还包括布置于轭腿的相应外端上的外齿8。内齿7和外齿8相对于轭腿5的中央区域在铰接链条10的方向上突出从而使得腔被限定于轭腿5的内齿7和外齿8与铰接链条10之间,除了导磁轭主体3之外,所述腔还对于磁路的场线表现出高磁性阻力(即,高磁阻)。
[0039]两个轭腿5的外齿8上各自设有永磁体9。永磁体9在相同磁极方向上布置于外齿8顶端上,即外齿8的自由外顶端都表现为永磁体9的正极或替代地负极。轭腿5的内齿7和外齿8在铰接链条10的方向上定向,磁阻传感器2和永磁体9的磁路13、14的场线以及轭主体3的侧向表面基本上垂直于铰接链条10的链条铰链11的铰接轴线而定向。轭腿5的内齿7和外齿8的相应顶端仅以较小距离与链条铰链11的外周向表面间隔开使得铰接链条10能沿着磁阻传感器2以基本上无接触方式移动。
[0040]在轭腿5的外齿8的顶端处的永磁体9限定了两个磁路13、14,这两个磁路13、14的场线根据霍普金森定律沿着最低磁性阻力或最低磁阻延伸。取决于铰接链条10的位置,线圈6此处交替地被两个闭合磁路13、14之一流过,使得线圈6将生成特征性电压信号。为了在线圈6上在电压信号中,最佳地在交流电压信号中消除由铰接链条10所造成的构造干涉和/或为了在铰接链条10的链条链节板12的高磁性阻力的情况下放大电压信号,额外的导磁主体可以布置于铰接链条10的与磁阻传感器2相对定位的侧部上,所述额外主体优选地是具有与带有或不带有第二线圈6’的第一磁阻传感器2、或者第二磁阻传感器2’的轭主体3的内齿7和外齿8互补地布置的突出部的主体,以便经由具有低磁阻的铰接链条10的链条铰链11而闭合由永磁体9感应的磁路13、14。
[0041]被配置为磁阻传感器2并且在图1a中示出的链条传感器I包括了在轭腿5的外齿8的相应顶端处的两个永磁体9,相应磁极方向是相同的。替代地,永磁体9可以定位于离外齿8的顶端一定距离处以便在操作中更有效地保护永磁体9防止磨损和损坏。感应线圈6布置于轭主体3的中央腿4上的侧向轭腿5之间并且交替地被磁路13、14之一流过,磁路取决于铰接链条10的位置并且经由轭主体3闭合,使得线圈6生成特征性电压信号。图1b示出了具有布置于中央腿4上的感应线圈6的磁阻传感器的替代实施例,永磁体9在此处被布置于导磁轭主体3的侧向轭腿5的区域中。而且,在此情况下,相应磁极方向分别在外齿8和感应线圈6的方向上相同地定向。
[0042]在图1c和图1d中示出了磁阻传感器2的结构上不同的实施例。在这些实施例中,感应线圈6布置于轭腿5的外齿8之一上。在这些实施例的情况下,预制的线圈能定位于外齿8和/或内齿7上,由此能避免围绕轭主体3的中央腿4比较复杂的线圈绕组。此处,感应线圈6能定位于轭主体3的外齿8之一以及内齿7之一上。为了获得更高效率和/或额外交变信号,若干或全部内齿7和外齿8可以设有感应线圈6。一个或多个感应线圈在轭主体3的内齿7和外齿8上的布置也需要至少一个永磁体9布置于轭主体3的轭腿5或中央腿4上或者在自由内齿7或外齿8中的一个或多个上。如在图1c中所示,在此实施例中,将足以使用一个永磁体9并且将它布置于例如中央腿4上。替代地,而且,两个永磁体9可以布置于轭主体3的轭腿5上或者轭腿5的内齿7或外齿8上。在轭腿5上使用两个永磁体将不仅增强磁场,即磁路13、14的场线,而且也将允许形成具有类似场强度的两个闭合磁路13、14。
[0043]图2a示出了根据本发明的磁阻链条传感器I的优选实施例,其包括两个磁阻传感器2、2’,这两个磁阻传感器2、2’垂直于链条铰链11的铰链轴线而布置于铰接链条10的上侧和下侧上。此处,两个磁阻
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