用于测量受润滑的接触元件之间的润滑间隙的方法与流程

本发明涉及一种用于测量受润滑的接触元件之间的润滑间隙的方法。

背景技术：

由ep1240455b1已知一种用于调节润滑间隙中的润滑剂分布的方法。为了检测润滑间隙宽度，传感器被布置在润滑间隙的区域中。在润滑间隙的区域中，在接触元件之间出现机械的高负荷。传感器元件不能可靠地持久附装。由于机械负荷，存在传感器元件损坏的风险。

技术实现要素：

本发明的任务是改进用于测量润滑间隙的方法，其方式为，特别是以减少的耗费来实现可靠的测定结果。

为了解决该任务，给出了相应于权利要求1的特征的方法。

根据本发明认识到，限定润滑间隙的接触元件可以分别解释为线路，为特别是电线路。由此可以实现应用由线路测量领域已知的测定方法来测量润滑间隙。根据本发明认识到，接触元件可以作为线路借助反射测量方法来测量，其中，在其上存在与各自的另一个接触元件进行机械接触的边界面可以在测量线路测量的意义上作为缺陷部位被探测到。在这些缺陷部位处，接触元件中的电阻抗的突然变化得到反映。该方法适用于检测两个或两个以上接触元件之间的润滑间隙。这种润滑间隙可以存在于传动装置中彼此啮合的齿轮之间和/或作为与整个本体的接触部存在。根据本发明的方法能够实现的是，在持续运行中，也就是说特别是在负载下转动的传动装置中，可靠地测量润滑间隙。特别地，当接触元件之间存在直接的金属-金属接触时，可以实现探测到润滑不足。因为能够实现借助反射测量法来测量润滑间隙，所以不必将传感器元件布置在润滑间隙的区域中和/或直接布置在润滑间隙处。传感器元件，以及评估电子装置的机械上不太坚固的元件，可以在空间上远离润滑间隙地布置在机械安全的环境中。传感器元件在位置上与润滑间隙分离。在反射测量法中，诊断信号分别耦入到接触元件中。特别地，为每个接触元件都耦入诊断信号，诊断信号在缺陷部位处反射。由此形成的反射信号从接触元件耦出，并在评估单元中与诊断信号一起评估。基于经评估的信号确定润滑状态。

根据权利要求2的方法能够实现对信号进行不复杂且直接的评估。特别地，考虑传输信号，即诊断信号的以不反射的方式传导经过被接触元件传导的份额。

根据权利要求3的方法能够实现直接推断出信号的比较。

根据权利要求4的利用电激励信号作为诊断信号能够实现特别有利的线路测量。特别地，可以使用用于电线路，例如同轴电缆的方法。

在根据权利要求5的方法中，经评估的反射信号特别是直接被解释为接触元件之间的边界面的阻抗变化。边界面对应于线路的缺陷部位。

根据权利要求6的诊断信号能够实现不复杂且直接地测量润滑间隙。所基于的方法是时域反射测量法，也称为时域反射测量方法(timedomainreflectometry，缩写tdr)。

根据权利要求7的方法确保了对状态变量的不复杂且直接的评估。

根据权利要求8的方法能够实现具有提高的说服力的测定结果。

替选地，在根据权利要求9的方法中可以利用频域反射测量法，其也称为频域反射测量方法(frequencydomainreflectometry，缩写fdr)。

根据权利要求10的方法能够实现如下地评估状态变量，即对缺陷部位的位置解算得以改善。

根据权利要求11的方法确保了将诊断信号不复杂且简化地耦入到接触元件中。

根据权利要求12的方法扩展了关于测量评估的功能性。

根据权利要求13的方法能够实现具有减少的干扰份额的测量结果。这能够实现增加信号识别，特别是改善信号与噪声之间的区别。特别是可以在不易出错的情况下评估测定的信号。

根据权利要求14的方法能够实现借助超声波来测量润滑间隙。

附图说明

本发明的其他特征、优点和细节由下面对实施例的描述参考附图得到。其中：

图1示出具有接触元件和分别布置在接触元件之间的润滑间隙的传动装置的示意图；

图2示出根据第一实施例的具有耦入设备的接触元件的立体图；

图3示出根据第一实施例的借助tdr的用于测量润滑间隙的方法的信号方案的示意图；

图4示出根据第二实施例的耦入设备的与图2对应的示图；

图5示出根据第三实施例的耦入设备的与图2对应的示图；

图6示出根据第四实施例的耦入设备的与图2对应的示图；

图7示出根据按照另一实施例的根据fdr的方法的与图3对应的信号方案的示图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出的行星传动装置1具有齿圈空心轴2、行星轮架轴3和太阳轮轴4。齿圈空心轴2与带内齿的齿圈5连接。行星轮架轴3与行星轮架6连接。行星轮架6承载多个带外齿的行星轮7，带外齿的行星轮与齿圈5的内齿部啮合并且与同心布置的太阳轮8啮合。太阳轮8与太阳轮轴4连接。太阳轮8与传动装置1的纵向轴线9同心地布置。行星轮7相对于纵向轴线9偏心地布置。行星轮架6的转动引起行星轮7在围绕纵向轴线9的圆形轨迹上的位移。

齿圈空心轴2和行星轮架轴3与纵向轴线9同心地布置。齿圈空心轴2沿纵向轴线9至少区域式包围行星轮架轴3。

齿圈空心轴2和太阳轮轴4分别经由合适的支承部10支承在未示出的传动装置壳体上。

在太阳轮轴4上布置有从动齿轮11，从动齿轮经由两个另外的齿轮级12延伸到输出轴13上。

输出轴13和承载传动装置级12的轴同样利用支承部10支承在传动装置壳体中。行星轮7借助于支承部10以能转动的方式支承在行星轮架6的枢轴销14上。

行星传动装置1的机械部件由金属制成。金属部件可以被解释为电导体并被加载诊断信号。诊断信号例如是电信号。流过行星传动装置1的机械元件的电流流动在图1中由电路符号15示出。在接触对的区域中，也就是例如在齿圈空心轴2与支承部10之间的接触的区域中，分别设置有电容器16和电阻17。电容器16的电路图和电气电阻17的电路图用符号示出可能的间隙阻抗的容性份额或欧姆份额，这还将在下面阐述。

下面借助图2进一步阐述，接触对的区域中的诊断信号如何通过耦入设备18耦入。根据所示的实施例，接触对出现在靠下布置的太阳轮8之间，太阳轮固定在太阳轮轴4上并且能绕纵向轴线9转动。太阳轮8是带外齿的并且与行星轮7中的一个行星轮啮合，该行星轮保持在未示出的行星轮架的枢轴销14上。在行星轮7与太阳轮8之间的接触区域中形成润滑间隙19，润滑间隙被加载以润滑剂。

耦入设备18实施为环形转换器，其中，环形转换器的环形的面布置在润滑间隙平面中。除了图2中所示的具有实施为环形转换器的耦入元件的耦入设备18的示图之外，替选地还可以设置多个耦入元件。润滑间隙平面尤其垂直于由行星轮7和太阳轮8的转动轴线限定的平面地布置。用于接触元件7、8的共同的环形转换器布置在接触元件7、8之间的区域中。

耦入设备18特别是不复杂且不耗费地实施。耦入设备18可以实现将一个诊断信号并且是同一个诊断信号耦入到两个接触元件7、8中。特别地能够实现，利用仅一个耦入元件为多个接触元件加载诊断信号。耦入设备18实施成具有电线路29，以用于耦入电诊断信号21。

下面将参考图3进一步阐述用于测量润滑间隙19的方法的实施方式。在图3中示意性地示出了由行星轮7和太阳轮8组成的接触对。这两个接触元件7分别由脉冲发生器20加载以呈电流脉冲形式的诊断信号21。所使用的呈脉冲信号形式的诊断信号21用于tdr的应用。有利的是，分别用于行星轮7和太阳轮8的脉冲信号彼此不同。但是也可以实现，相同的脉冲信号作为诊断信号进行耦入。

诊断信号21分别经由阻抗匹配设备22来引导并且借助未示出的耦入设备18耦入到行星轮7和太阳轮8中。理想地，在接触元件7、8之间的润滑间隙19的区域中不存在金属的接触。在这种情况下，诊断信号理想地以不反射的方式传导经过接触元件7、8。传导经过的诊断信号是传输信号25并且被输送给评估单元23。反射信号24同样被输送给评估单元23。反射信号24源于形式为接触元件7、8之间的边界面接触部的缺陷部位。在该边界面接触部处，耦入的诊断信号21部分地被反射。反射信号24在评估单元中作为延迟的回波脉冲被处理。特别地，与传输信号25进行比较地，对诊断信号和/或反射信号24的传播时间和波幅进行评估。信号21、24和25的评估基于延迟时间、波幅变化和波幅的符号变换的测定参数。由此，可以计算边界面处的阻抗变化，也就是行星传动装置1的润滑间隙的阻抗变化，特别是所涉及的接触元件7、8的润滑间隙的阻抗变化。附加地，可以考虑多次反射或其衰减，以便推断出关于由电阻改变信号17表示的欧姆分量。

下面，参考图4描述耦入设备的另一实施方式。在结构上相同的部件使用与第一实施方式中相同的附图标记，在此参引对其进行的描述。结构不同但功能相似的部件使用相同的附图标记并带有后缀a。

根据图4的耦入设备18a具有两个环形转换器26，环形转换器分别配属于其中一个接触元件7、8。环形转换器26圆形地实施并且与接触元件的各自的转动轴线同心地布置。环形转换器26分别布置在接触元件7、8的轴上。

在具有两个独立的环形转换器26的耦入设备18a的实施方案中有利的是耦入的可变性。特别地，可以实现将彼此不同的诊断信号21耦入到接触元件7和8中。

环形转换器26分别呈环面形式地实施。

下面，参考图5描述本发明的另一实施方式。结构上相同的部件具有与前两个实施方式相同的附图标记，在此参引对其进行的描述。构造上不同但功能相似的部件用具有后缀b的相同的附图标记表示。

在耦入设备18b中，设置有两个独立的环形电容器27，环形电容器以环绕带的形式分别围在太阳轮轴4和枢轴销14上。由此可以实现环形电容器27在接触元件上的特别紧凑且牢固的布置。由此改善了耦入。

与前述实施方式的另一不同之处在于耦入设备18b具有两个环形电容器27。

下面，参考图6描述本发明的另一实施方式。在结构上相同的部件具有与前述实施例相同的附图标记，在此参引对其进行的描述。结构不同但功能相似的部件用具有后缀c的相同的附图标记表示。

在耦入设备18c中，设置有两个板状电容器28，板状电容器分别呈环形盘形式地实施并且在端侧布置在齿轮7、8上。由此，可以实现将诊断信号21直接耦入到接触元件中。从而改善耦入条件。

与前述实施例相比的主要区别在于，电容器被实施为板状电容器28，其布置在接触元件7、8的端侧。

下面参考图7进一步阐述用于测量润滑间隙19的方法的另一实施方式。该方法是fdr，其中诊断信号21d是频率信号，并且反射信号24d是干涉信号。由干涉信号的评估可以像由回波脉冲24d的评估那样推断出接触间隙的位置、类型(例如电阻式或电容式)和特征。

相对应地，脉冲发生器20d是用于产生频率信号的发生器。产生的频率信号是诊断信号21d。

根据方法的未示出的另一示例性实施方式，可以使用超声波形式的声学信号作为诊断信号。特别地，电脉冲和电磁脉冲或频率信号可以由声学信号补充。因此可以想到使用电形式和/或声学形式的诊断信号。可以实现使用磁致伸缩或电致伸缩的材料，特别是致动器，它们尤其是不必布置在摩擦/润滑接触的区域中，也就是不必布置在润滑油间隙19的区域中，以便可以以组合的方式评估声学诊断信号和电诊断信号。得到用于耦入信号和耦出信号的各种可能性，特别是电耦入和声学耦出。由于声波在所涉及的材料(即金属，特别是钢、油和/或空气)中相对于电磁波的减小的传播速度，可以实现的是，分辨出润滑间隙19中的两个边界面，即钢-油-钢。

附图标记列表

1行星传动装置

2齿圈空心轴

3行星轮架轴

4太阳轮轴

5齿圈

6行星轮架

7行星轮

8太阳轮

9纵向轴线

10支承部

11从动齿轮

12齿轮级

13输出轴

14枢轴销

15电路符号

16电容器

17电阻

18、18a、18b、18c耦入设备

19润滑间隙

20、20d脉冲发生器

21、21d诊断信号

22阻抗匹配设备

23评估单元

24、24d反射信号

25、25d传输信号

26环形转换器

27环形电容器

28板状电容器

29电线路